超轻陶粒种类和掺量对泡沫混凝土性能影响的试验研究

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大掺量粉煤灰超轻泡沫混凝土的试验研究

大掺量粉煤灰超轻泡沫混凝土的试验研究邱军付，罗淑湘，鲁虹，孙桂芳，王永魁（北京建筑技术发展有限责任公司，北京，100045）摘要：通过化学方法制备大掺量粉煤灰超轻泡沫混凝土，分析了其结构形成机理，研究了粉煤灰掺量、激活剂、水灰比和发泡剂等因素对性能的影响。

结果表明，采用激活剂的情况下，粉煤灰掺量达到45%（质量百分数）可以制得干表观密度低于200kg/m³，7天抗压强度大于0.2MPa的泡沫混凝土。

关键词：泡沫混凝土；粉煤灰；激活剂；水灰比；发泡剂Study on ultra-light foamed concrete with high volume fly ashQiu Junfu, Luo Shuxiang, Lu Hong, Sun Guifang, Wang Yongkui(Beijing Building Technology Development Co., LTD, Beijing, 100045) Abstract：Chemical method was used to prepare ultra-light foamed concrete with high volume fly ash and the structure formation mechanism was analyzed. The influences of fly ash content, activator, water-cement ration and foaming agent on properties of foam concrete were studied. The results show that when the use factor of fly ash is 45％(mass percent) and the activator was used，the dry apparent density of the produced foam concrete was less than 200kg/m³, 7 d compressive strength was above 0.2 MPa.Key words: Foam concrete; fly ash; activator; water-cement ration; foaming agent 泡沫混凝土由于含有大量均匀分布的封闭气孔，因而具有轻质、防潮、防火、隔音以及良好的保温隔热功能，是一种新型的节能环保型建筑材料，尤其适合用于建筑的外墙外保温工程[1-2]。

轻质泡沫混凝土材料性能研究

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald48①基金项目：2018年浙江省大学生科技创新项目（项目编号：2018R467003）。

DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.28.048轻质泡沫混凝土材料性能研究①俞佳美邵梦婷王震周永进朱稼峰(嘉兴职业技术学院浙江嘉兴 314036)摘要：轻质混凝土材料为特殊混凝土的一种，具有比一般混凝土较低的单位重，透过掺入大量气泡或轻质粒料与水泥浆均匀混合而成，硬固后混凝土空隙体积占总体积25%～75%，轻质混凝土大致区分为三类，分别是无细料混凝土、轻质粒料混凝土和发泡混凝土，以轻质粒料混凝土、输气或发泡混凝土及空心混凝土最为常见。

利用轻质粒料取代天然砂石降低混凝土单位重称为轻质粒料混凝土，将空气引入水泥浆体降低其单位重的混凝土称为输气混凝土，透过大量输气混凝土的研究、制造和应用成果，才能确立泡沫混凝土的技术。

关键词：轻质泡沫混凝土材料中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)10(a)-0048-021 引言发泡混凝土的相关研究最早出现在1923年，当时主要用于轻量、半结构材料。

发泡混凝土亦可被称为“发泡水泥” 或可称为“泡沫混凝土”，其为轻质混凝土中的一项特殊材料，对于发泡混凝土的定义，发泡混凝土指利用物理方法产生泡沫，将泡沫添加到水泥浆或水泥砂浆中，经拌合均匀后浇注硬化，一种内部含有大量独立封闭且均匀分布气孔的多孔材料。

2 发泡机制欲制造稳定的发泡混凝土取决于许多因素，如：发泡剂的种类、泡沫的制程、空隙分布的均匀性、材料的选择和配比设计等，而后仍需透过反复试验确立其工程性能。

一般轻质建筑材料常见的制造方式有下列3种。

2.1 机械发泡将空气藉由高速搅拌的方式夹带入水泥浆体或他种混合物中，使用的输气材料如: 发泡剂产生的泡沫、输气剂或预先拌合的稳定含气浆体等。

泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响研究

泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响研究泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响研究泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响研究【关键词】本文对泡沫容重、泡沫掺量、泡沫孔径分布等因素对泡沫混凝土性能的影响进行了研究。

结果表明:泡沫容重对泡沫混凝土的强度等性能有显著影响。

本文认为泡沫容重在70-90g/l时最为合适；随着泡沫掺量的提高，泡沫混凝土的干表观密度及强度逐步降低；泡沫孔径分布不均匀，对泡沫混凝土的力学性能有负面影响。

【摘要】泡沫泡沫混凝土泡沫容重1 引言泡沫混凝土是由预制出的泡沫与水泥（砂）浆均匀混合、硬化而成的一种多孔材料，具有轻质、保温隔热、低弹性模量、大流动度等特点，在屋面、地暖以及回填工程中得到了广泛的应用。

在影响泡沫混凝土性能的诸多因素中，泡沫自身的性能起着很大的作用，相同的配合比，使用不同的泡沫便会得到性能差别很大的泡沫混凝土材料。

本文就泡沫容重、泡沫掺量、泡沫孔径分布等泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响进行了论述。

2 实验原材料及方法2.1 主要原材料硫铝酸盐水泥：北京中岩特种工程材料公司；HJ-1高性能泡沫剂：北京中建国信科技开发中心出品；专用减水剂：北京中建国信科技开发中心出品。

2.2 试验方法用SP-Ⅱ新型发泡机将发泡液制成泡沫，按一定比例将泡沫与搅拌好的水泥净浆混合均匀后，注入钢制试模，24小时拆模后在标准条件下养护至规定龄期，测试方法参照J C/T1062-2007泡沫混凝土砌块标准。

3 实验结果及分析3.1 泡沫制备及评价参数目前可以通过两种方式来制得泡沫。

一种是高速搅拌法发泡，即将发泡剂溶液倒入高速搅拌机中，然后用搅拌机的叶片高速搅拌发泡剂溶液制取泡沫。

这种方法存在的缺点是泡沫直径不均一，搅拌机内泡沫容重不均一，而且发泡倍数低。

另一种方法是压缩空气法制泡，这种发泡工艺的压缩空气发泡设备与高速搅拌机相比较为复杂，但综合性能更好。

即利用空气压缩机将发泡剂溶液和压缩空气在混合室内进行混合，然后在压缩空气的作用下，穿过一个特制的发泡管制成泡沫，发泡管内有的采用磁片，有的采用玻璃球，有的采用铜网筛。

轻质高强陶粒混凝土配合比及强度影响因素实验研究

轻质高强陶粒混凝土配合比及强度影响因素实验研究摘要：采用正交设计法研究了水灰比、膨胀剂和纤维含量对轻质高强陶粒混凝土抗压强度、抗弯强度和劈裂强度的影响。

结果表明:当轻质混凝土强度等级为LC45或LC50时，其劈裂强度和抗弯强度分别为抗压强度的0.04倍和0.08-0.12倍；ZY膨胀剂的含量对抗压强度有显著影响，对抗弯强度有一定影响。

水灰比和聚丙烯纤维含量对不同强度指标的影响不显著。

轻质高强陶粒混凝土的最佳配合比为ZY膨胀剂和聚丙烯纤维含量分别为8%和0.1%，水灰比为0.30。

得到了最佳配合比的强度等级为LC50。

关键词：正交设计；轻质高强陶粒混凝土；强度；影响因素1 引言轻质高强混凝土具有强度高、重量轻、柔性高、抗震性能好等特点，在超高层建筑和大跨度桥梁中得到越来越多的应用。

由于轻骨料的强度低于常规骨料，相同强度等级的轻高强混凝土中水泥用量显著高于普通混凝土，其早、晚收缩变形均远大于普通混凝土[1-3]。

轻质高强混凝土收缩变形较大，容易造成混凝土收缩开裂，降低混凝土结构的耐久性和安全性。

在混凝土中掺入聚丙烯纤维和膨胀剂，可以减少混凝土的早期塑性开裂，减少干燥和冷却作用引起的极限收缩，从而提高混凝土的抗裂性能，提高混凝土的抗裂性能[4-5]。

陶粒混凝土由于其独特的微观结构，能在其前驱体中吸收水分，后期又能恢复水质，其强度与普通混凝土有所不同。

因此，采用正交实验研究了膨胀剂与聚丙烯纤维掺混的轻质高强微膨胀混凝土，分析了ZY膨胀剂、聚丙烯纤维和水灰比对轻质高强混凝土不同强度指标的影响。

2 实验材料和实验方案2.1 实验材料水泥：福建省某水泥股份有限公司生产的42.5普通酸性水泥，密度3.1g/cm3；粗骨料：粒度为900级，5-20mm的优质陶粒，松散堆积表观密度为810kg/m3；细骨料：河砂、中砂；掺加2%聚羧酸高性能减水剂和一定量的聚丙烯纤维；加入一定量的ZY膨胀剂。

2.2 实验方案陶粒在水中浸泡4小时后，除去表面水分，干燥后配制混凝土，以保证轻质混凝土混合料的和易性。

超轻泡沫混凝土性能的优化研究

超轻泡沫混凝土性能的优化研究李洋;潘志华【摘要】以P·O42.5水泥、超细矿渣粉、粉煤灰为胶凝材料,采用化学发泡法制备密度等级为160 kg/m3的超轻泡沫混凝土.通过对促凝剂的复配优化、粉煤灰掺量、增稠剂用量的实验研究,对超轻泡沫混凝土性能进行优化.实验结果表明:优化复合促凝剂SA-A用量为1.5％、粉煤灰掺量10％、增稠剂掺量0.05％时,泡沫混凝土的干密度为158.8 kg/m3,28 d抗压强度为0.46 MPa,气孔均匀细小,直径在1mm以下的气孔占总气孔数的98％以上,导热系数为0.05 W/(m·K).并利用ANSYS Workbench对泡沫混凝土外墙保温系统进行模拟热分析,表明优化后的超轻泡沫混凝土的保温性能能很好地满足外墙保温的要求.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2016(043)011【总页数】6页(P74-78,95)【关键词】超轻泡沫混凝土;促凝;抗压强度;导热系数【作者】李洋;潘志华【作者单位】南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009【正文语种】中文【中图分类】TU55+1.33泡沫混凝土作为一种无机多孔材料，以其保温、隔声、防火、生产成本低、使用寿命长等显著特点[1-3]，能够满足建筑保温材料的要求，特别是作为建筑外墙保温系统，不仅能达到很好的保温效果，而且因其密度低很大程度地降低了建筑的自重，减少了对地基的压力，因此受到了广泛关注。

虽然泡沫混凝土作为建筑外墙保温材料具有很大的优势，但也有一些不足需要进一步优化，如强度偏低，在切割、运输、施工过程中容易受到损坏；超轻泡沫混凝土在制备过程发泡结束以后出现泡沫料浆下陷或沉降等。

因此国内外很多专家学者也做了大量的研究工作。

吕钦刚等[4]研究了超细矿渣粉对密度等级为300 kg/m3的泡沫混凝土性能的影响。

Ramamurthy等[5]通过探索适宜发泡剂和发泡机、发泡剂和化学试剂的兼容性、轻集料和增强纤维的使用、耐久性以及影响泡沫混凝土生产的其它因素对泡沫混凝土进行了深入的研究。

轻质泡沫混凝土材料性能研究

轻质泡沫混凝土材料性能研究1. 引言1.1 研究背景目前对于轻质泡沫混凝土材料性能的研究仍然相对不足。

虽然已有一些研究对其制备方法、力学性能等方面进行了探讨，但对于其隔热性能、耐久性和应用前景等方面的研究尚待加强。

有必要对轻质泡沫混凝土的各项性能进行深入研究，以完善其性能表现，拓展其应用领域，为建筑行业提供更为可靠和高效的建筑材料。

本研究旨在通过对轻质泡沫混凝土的制备方法、力学性能、隔热性能、耐久性等方面进行系统研究，深入探讨其材料性能，并展望其未来应用前景，为该材料在建筑领域的应用提供科学依据和技术支持。

1.2 研究目的研究目的是为了探究轻质泡沫混凝土材料的性能特点，为其在建筑领域的应用提供科学依据。

通过深入研究轻质泡沫混凝土的制备方法、力学性能测试、隔热性能研究、耐久性能分析等方面，旨在全面了解该材料的优劣势，为工程应用提供可靠数据支持。

通过对其应用前景进行展望，可以为建筑领域的材料选择和设计提供新思路和方向。

本研究旨在为推动轻质泡沫混凝土材料的发展，提升其在建筑领域的应用价值，促进建筑材料领域的创新和发展。

1.3 研究意义轻质泡沫混凝土是一种在建筑和工程领域得到广泛应用的新型材料，具有优越的性能和广阔的应用前景。

本文旨在对轻质泡沫混凝土的材料性能进行深入研究，探讨其制备方法、力学性能、隔热性能、耐久性能等方面的特点。

通过对轻质泡沫混凝土材料性能的综合研究评价，可以为该材料在实际工程中的应用提供科学依据和技术支持。

研究轻质泡沫混凝土的意义在于推动建筑材料领域的创新发展，促进建筑结构的轻量化和环保化，提高建筑物的抗震、隔热、节能等功能，促进建筑行业的可持续发展。

本研究具有重要的理论和实践意义，将为轻质泡沫混凝土材料的进一步研究和应用提供有益的参考和借鉴。

2. 正文2.1 轻质泡沫混凝土的制备方法研究轻质泡沫混凝土的制备方法研究是该材料研究领域的核心内容之一。

制备方法的选择直接影响到轻质泡沫混凝土的性能表现。

陶粒泡沫混凝土热工性能试验研究

实用技术PRACTICAL TECHNOLOGY2021年第3期(总第377期)Number 3 in 2021(Total No.377)混凝土Concretedoi ：10.3969/j.issn.1002-3550.2021.03.034陶粒泡沫混凝土热工性能试验研究温巍，杨化奎(江苏工程职业技术院，江苏南通226007)摘要：采用对比试验的方法对填筑陶粒泡沫混凝土的砌块和填筑普通混凝土的砌块的热工性能进行同条件的室内试验。

对比，填筑泡沫混凝土的平均为0.922 W/(m 2・K ),满足相规要求,与填筑混凝土的砌块相比，降低了 19.5%,构的保性能。

夕卜，泡沫混凝土混凝土填筑的均存在热桥效应，且热桥相，增加了砌体的阻,而填筑泡沫混凝土的桥效应并没有比填筑混凝土的桥更显著。

关键词：泡沫混凝土；；性能；匝中图分类号：TU528.2文献标志码：A 文章编号：1002-3550(2021 )03-0141-04Experimental study on thermal performance of ceramsite foam concreteWEN Wei , YANG HuaGui(Jiangsu College of Engineering and Technology , Nantong 226007, China )Abstract ： Laboratory tests on the thermal performance of masonry blocks filled with ceramsite foam concrete and ordinary concreteblocks are carried out by the contrast test.The comparison test results show that the average heat transfer coefficient of the masonry blockfilled with ceramsite foam concrete is 0.922 W/(m 2・K ), which meets the requirements of corresponding pared with the blocksconstructed with ordinary concrete , the heat transfer coefficient is reduced by 19.5% ,and the thermal insulation performance of themasonry structure is improved.In addition , there is a thermal bridge effect between ceramsite foam concrete and masonry filled withordinary concrete , and the thermal bridge effect is similar , which increases the thermal resistance of masonry.However , the thermal bridgeeffect of masonry concrete filled with ceramsite foam concrete is not more significant than that of ordinary concrete blocks.Key words ： ceramsite foam concrete ； block ； thermal performance ； heat transfer coefficient0引言随着经济的迅猛发展，建筑能耗增速也远超能源增加速度，在世界各国能源总消耗量所占密度较大，对各国经济发展有一定抑制作用。

泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响　

第42卷第12期2023年12月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.12December,2023泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响吕夏婷,谭洪波,张世轩,李懋高,王金堂,蹇守卫(武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉㊀430070)摘要:硫氧镁水泥具有轻质㊁导热系数低㊁耐火等优点,将其制备成泡沫混凝土并应用于建筑外墙保温系统具有巨大的市场潜力㊂本文通过加入高稳定改性泡沫来调控超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的密度,并结合扫描电子显微镜(SEM)㊁光学显微镜(OM)等测试研究了气孔结构的变化,探究了密度和孔结构变化对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土抗压强度和导热系数的影响㊂结果表明:随着高稳定改性泡沫掺量的增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的气孔数量增多且平均孔径明显减小,密度逐渐减小,抗压强度逐渐降低;当泡沫掺量为250%(质量分数)时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的密度降低至88.33kg /m 3,导热系数降低至0.0382W /(m㊃K)㊂关键词:超轻质;改性硫氧镁水泥;泡沫混凝土;气孔结构;导热系数;抗压强度中图分类号:TU377.1㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)12-4262-09Effect of Foam Content on Performance of Ultra-Lightweight Magnesium Oxysulfate Foamed ConcreteLYU Xiating ,TAN Hongbo ,ZHANG Shixuan ,LI Maogao ,WANG Jintang ,JIAN Shouwei (State Key Laboratory of Silicate Materials for Architectures,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China)Abstract :Magnesium oxysulfate cement has the advantages of light weight,low thermal conductivity and fire resistance,so it has great market potential to be prepared as foamed concrete and applied in building exterior insulation system.The density of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete was regulated by incorporating high stability modified foam.The changes in pore structure were investigated through scanning electron microscope (SEM)and optical microscope (OM ).Additionally,the effects of density and pore structure variations on the compressive strength and thermal conductivity of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete were also studied.The results indicate that with the increase of content of high stability modified foam,the number of pores increases and the average pore size significantly decreases.The density of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete decreases gradually,and the compressive strength gradually decreases as well.When the foam content is 250%(mass fraction),the density of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete reduces to 88.33kg/m 3,and the thermal conductivity reduces to 0.0382W/(m㊃K).Key words :ultra-lightweight;modified magnesium oxysulfate cement;foamed concrete;pore structure;thermal conductivity;compressive strength 收稿日期:2023-07-26;修订日期:2023-09-15基金项目:国家自然科学基金(51978544);2021年湖北省技术创新重大专项(2021BAA060)作者简介:吕夏婷(1999 ),女,硕士研究生㊂主要从事硅酸盐材料的研究㊂E-mail:158****7652@通信作者:谭洪波,博士,教授㊂E-mail:thbwhut@ 0㊀引㊀言建筑节能是减少能源消耗㊁降低温室气体排放和促进我国绿色低碳发展的关键策略㊂据统计[1-3],2020年全国建筑运行阶段碳排放达21.6亿吨,占全国碳排放总量的21.7%㊂保温材料是实现超低能耗建筑,提高建筑节能水平,降低建筑运行阶段能耗和碳排放的重要物质基础㊂目前,我国的建筑外墙保温系统大多采用有机保温材料,如发泡聚苯乙烯㊁聚氨酯泡沫等,容易燃烧,难以达到A 级不燃标准,存在火灾隐患[4-5]㊂而新型无机高效保温材料,如气凝胶㊁真空绝热板等,存在成本高昂㊁施工复杂㊁性能易衰减等关键问题[6-9]㊂第12期吕夏婷等:泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响4263㊀因此,研发一种具有超低导热系数的轻质水泥基高效保温材料十分必要㊂硫氧镁水泥具有轻质㊁防火㊁凝结时间短㊁体积稳定性高㊁与钢材兼容性好㊁制备工艺简单以及环保节能等优点,在建筑保温材料领域有很大的应用前景[10-13]㊂但是传统硫氧镁水泥存在强度低㊁体积稳定性差㊁返潮返卤和泛霜起白等缺点,这限制了其进一步应用,因此需要对其改性[14-16]㊂改性硫氧镁水泥是将一定配比的活性MgO㊁MgSO 4㊁H 2O 和改性剂混合后,经水化形成以碱式硫酸镁晶须为主要水化产物的新型镁质水泥[17-19],同样具备轻质㊁防火㊁凝结时间短等特点㊂Zhou 等[20]以改性硫氧镁水泥为基础胶凝材料,加入泡沫后制备了干密度为603kg /m 3㊁导热系数为0.14W /(m㊃K)的硫氧镁基泡沫混凝土㊂Qin 等[21]以改性硫氧镁水泥为基础胶凝材料,加入稻壳和泡沫后制备了干密度为450.9kg /m 3㊁导热系数为0.1255W /(m㊃K)的保温墙板㊂部分学者[22-24]对轻质硫氧镁基泡沫混凝土做了相关研究,发现其密度和导热系数仍不及现有的有机㊁无机保温材料㊂因此,研究如何进一步降低硫氧镁基泡沫混凝土的密度和导热系数对其在建筑保温材料领域中的应用具有重大意义㊂因此,本文以改性硫氧镁水泥为基础胶凝材料,通过掺入高稳定改性泡沫来制备超轻质硫氧镁基泡沫混凝土,研究不同泡沫掺量对其密度㊁力学性能㊁保温性能㊁孔结构和微观结构的影响规律㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料图1㊀轻质MgO 粒径分布曲线和累积粒径分布曲线Fig.1㊀Particle size distribution curve and cumulative particle size distribution curve of lightweight MgO 制备基础胶凝材料-改性硫氧镁水泥的主要原料为轻质氧化镁(MgO)㊁七水硫酸镁(MgSO 4㊃7H 2O)㊁柠檬酸(citric acid,CA)和水㊂制备高稳定改性泡沫复合发泡剂的主要原料为黄原胶㊁菱镁发泡剂GX-7#和水㊂其中,轻质氧化镁㊁七水硫酸镁和柠檬酸购自国药集团化学试剂有限公司,黄原胶购自山东景鑫生物科技有限公司,菱镁发泡剂GX-7#购自山东镁嘉图新型材料科技有限公司,水为实验室自来水㊂轻质MgO粒径分布曲线和累积粒径分布曲线如图1所示㊂1.2㊀试验方案通过混合泡沫和改性硫氧镁水泥制备了超轻质硫氧镁基泡沫混凝土,研究了不同泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响㊂在保持氧硫比(MgO 和MgSO 4㊃7H 2O 的摩尔比,记为M )㊁水硫比(H 2O 和MgSO 4㊃7H 2O 的摩尔比,记为H )相同的条件下,通过改变泡沫的掺量来调节超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的密度,并研究泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土抗压强度㊁导热系数㊁孔结构和微观结构的影响㊂其中,泡沫稳定性更高,5h 泌水率为21.9%,与未改性前泡沫5h 泌水率(93.7%)相比降低了76.6%,其具体配合比设计如表1所示,泡沫改性前后气孔结构如图2所示㊂超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的配合比如表2所示,其中 F0㊁F30㊁F100㊁F200㊁F250 分别表示该组超轻质硫氧镁基泡沫混凝土中泡沫掺量为MgO 质量的0%㊁30%㊁100%㊁200%和250%㊂表1㊀泡沫配合比Table 1㊀Mix proportion of foamFoam Mass /g Foam stabilizerGX-7#H 2O 5h drainage /%Unmodified foam 00.6100.093.7High stability modified foam 0.50.6100.021.94264㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图2㊀泡沫的气孔结构Fig.2㊀Pore structure of foam表2㊀超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的配合比Table2㊀Mix proportion of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concreteGroup Mass/gMgO MgSO4㊃7H2O CA H2O Foam F080.6123.0 1.0144.00F3080.6123.0 1.0144.026.9F10080.6123.0 1.0144.080.6F20080.6123.0 1.0144.0161.2F25080.6123.0 1.0144.0201.51.3㊀试验方法超轻质硫氧镁基泡沫混凝土制备方法:1)按照表1配合比称取水㊁稳泡剂黄原胶和发泡剂GX-7#,将稳泡剂黄原胶和发泡剂GX-7#依次加入水中,分别用磁力搅拌器分散30min,制得高稳定改性泡沫复合发泡剂,然后用高速搅拌机搅拌上述发泡剂制得高稳定改性泡沫;2)按照表2配合比称取MgO㊁MgSO4㊃7H2O㊁CA和水,将MgSO4㊃7H2O和CA依次加入水中溶解,待其完全溶解后与MgO混合并通过水泥胶砂搅拌机搅拌均匀,制得改性硫氧镁水泥;3)按照表2配合比称取高稳定改性泡沫与改性硫氧镁水泥,将二者混合均匀,制得硫氧镁基泡沫混凝土;4)将制备好的超轻质硫氧镁基泡沫混凝土装入40mmˑ40mmˑ40mm的模具中,并在温度20ħ㊁湿度65%的环境中养护7㊁14㊁28d㊂密度:1)干密度,参照标准‘泡沫混凝土“(JG/T266 2011)对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的干密度进行测试;2)湿密度,参照标准‘泡沫混凝土应用技术规程“(JGJ/T341 2014)对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的湿密度进行测试㊂抗压强度:依据轻质混凝土抗压强度测试标准ASTM C495,将40mmˑ40mmˑ40mm的试块放入鼓风干燥箱中,并在40ħ下烘干至恒重㊂采用电子式万能试验机(WDW-50)测试超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的抗压强度,加载速度为5mm/min㊂孔结构:通过光学显微镜(KH-7700)观察超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的孔结构,通过软件Nano Measurer1.2对其孔径进行表征㊂微观结构:通过SEM(Gemini SEM300)表征超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的表观形貌,测试使用的加速电压均为15kV㊂导热系数:依据标准‘绝热材料稳态热阻及有关特性的测定“(GB/T10294 2008),通过双平板导热系数测定仪(IMDRY3001-Ⅲ)测量超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的导热系数㊂试件尺寸为300mmˑ300mmˑ30mm,在测试前一天将试件置于鼓风干燥箱中,在40ħ下烘干至恒重,冷却至室温后开始测量㊂2㊀结果与讨论2.1㊀容重调控容重调控是实现保温材料超轻质的重要手段㊂本试验中,固定M值为4,H值为16,通过改变泡沫的掺第12期吕夏婷等:泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响4265㊀量来研究其对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土湿密度和干密度的影响,试验结果如图3所示㊂由图3可知,随着泡沫掺量的增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的湿密度和干密度均明显降低㊂与未掺泡沫时相比,掺加30%泡沫时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土干密度由1337.39kg /m 3下降至401.46kg /m 3,下降幅度为69.9%㊂当泡沫掺量为200%时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土干密度为99.43kg /m 3,相较于空白对照组下降了92.6%;而继续增加泡沫掺量至250%时,与空白对照组相比,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土干密度进一步降至88.33kg /m 3,下降了93.4%,下降幅度趋于平缓㊂这可能是因为,泡沫能在改性硫氧镁水泥中稳定存在,二者混合后,改性硫氧镁水泥浆体包裹在泡沫表面并在泡沫粗化破裂前快速凝结,使超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中形成大量微小气孔,导致密度显著降低[13,23]㊂而当泡沫掺量超过250%时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土松软如膏状,无法硬化成型脱模㊂这可能是由于单位体积内的改性硫氧镁水泥含量过低,黏附在单个泡沫表面的改性硫氧镁水泥数量过少,不能继续形成新的气孔,致使超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的湿密度和干密度无明显变化㊂上述结果表明,当固定M 值和H 值时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的湿密度㊁干密度随着泡沫掺量的增加而降低,当泡沫掺量超过200%时,下降幅度趋于平缓;当泡沫掺量达到250%时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土干密度最低㊂2.2㊀抗压强度泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土不同龄期(7㊁14㊁28d)抗压强度的影响如图4所示㊂由图4可知,随着泡沫掺量的增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土在各龄期的强度均逐渐降低㊂未掺泡沫(F0)时,改性硫氧镁水泥7㊁14㊁28d 的抗压强度分别为23.1㊁24.5和27.6MPa㊂与之相比,当泡沫掺量为30%(F30)时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土7d 强度下降至3.24MPa,14d 强度下降至3.99MPa,28d 强度下降至4.34MPa,分别下降了86.2%㊁84.1%与84.4%;当增加泡沫掺量至200%时,与空白对照组F0相比,F200组7d 强度下降了99.1%,至0.26MPa,14d 强度下降了98.8%,至0.31MPa,28d 强度下降了98.6%,至0.38MPa;而继续提升泡沫掺量至250%时,F250组抗压强度的下降幅度趋于平缓,相较于F0组,F250组7d 强度下降了99.2%,至0.19MPa,14d 强度下降了99.1%,至0.21MPa,28d 强度下降了99.1%,至0.26MPa㊂㊀图3㊀泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土密度的影响Fig.3㊀Influence of foam content on density of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamedconcrete 图4㊀泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土抗压强度的影响Fig.4㊀Influence of foam content on compressive strength of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete ㊀㊀出现这种现象可能有两方面原因:1)泡沫掺量低于200%时,随着泡沫掺量增加,改性硫氧镁水泥基体中的气孔数量大幅增加,这直接导致抗压强度持续显著降低㊂但随着泡沫掺量由200%继续增至250%,改性硫氧镁水泥基体中的气孔数量略有增加,故超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的抗压强度又有小幅度降低[25];2)随着泡沫掺量增多,改性硫氧镁水泥基体的体积也逐渐变大,这导致单位体积内改性硫氧镁水泥含量显著减少,不能充分黏附在每个泡沫表面起到骨架支撑作用,而改性硫氧镁水泥的水化产物如强度相5Mg(OH)2㊃MgSO 4㊃7H 2O(简称5㊃1㊃7相)的含量也显著减少,造成抗压强度明显降低,而当泡沫掺量由4266㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷200%增至250%时,单位体积内泡沫含量略有增多,改性硫氧镁水泥的含量略有减少,故抗压强度只有小幅度降低,并趋于平缓㊂因而,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的抗压强度随着泡沫掺量的增加先显著降低,之后趋于平缓㊂2.3㊀微观结构为了进一步研究泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土抗压强度的影响机理,通过SEM对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的微观形貌进行表征㊂超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的SEM照片如图5所示㊂观察图5(a) ~(d)左侧照片可知,从F30组到F200组,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中气孔数量增加,孔径分布趋于均匀,而在F250组中,连通孔和不规则球形孔数量增加,气孔圆度变差㊂这是因为在泡沫掺量达到200%前,单个泡沫表面有足够的水泥包裹,能够形成独立闭口孔,结构中气孔数量增加;继续增加泡沫掺量至250%,单位体积内水泥含量过少,不能充分包裹在泡沫表面,泡沫合并,使泡沫混凝土结构中个别大气孔增多㊂观察图5(a)~(d)中部照片可知,F30组中气孔孔壁上存在大量针棒状的5㊃1㊃7相,F100组中对应位置上有大量针棒状和少量破碎状的5㊃1㊃7相,F200组中相应位置上含有大量破碎状和少量针棒状的5㊃1㊃7相,而F250组中相应位置上只有少量破碎状的5㊃1㊃7相和柱状的Mg(OH)2㊂观察图5(a)~(d)右侧照片可知,在气孔内部孔壁位置,F30组含有非常多的针棒状且相互搭接的5㊃1㊃7相,F100组含有较多的针棒状5㊃1㊃7相㊁未反应的MgO和少量柱状的Mg(OH)2,F200组含有少量的针棒状5㊃1㊃7相和大量凝胶状5㊃1㊃7相,而F250组含有微量的针棒状5㊃1㊃7相和大量的Mg(OH)2㊂出现这种现象的原因有:1)在反应加速期,由MgO水解产生的水合羟基镁离子([Mg(OH)(H2O)x]+)与CA发生螯合反应形成一个稳定的络合层,不断吸附浆体中游离的SO2-4和Mg2+形成5㊃1㊃7晶相,随着反应进行,5㊃1㊃7相成核并生长,而随着泡沫掺量增加,单位体积内泡沫混凝土结构中泡沫体积占比增大,水泥浆体体积占比减小,供5㊃1㊃7相等水化产物生长的空间缩小,5㊃1㊃7相晶核不能够沿针棒状充分生长,而在气孔表面形成大量凝胶状5㊃1㊃7相,使孔壁更加密实;2)泡沫掺量增加使泡沫混凝土浆体中的水分也相对增加,促进诱导期的水合羟基镁离子([Mg(OH)(H2O)x]+)与OH-反应生成Mg(OH)2[26]㊂由此说明,泡沫掺量改变对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的气孔结构和水化产物的生长均有影响㊂随着泡沫掺量增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中气孔数量增加,5㊃1㊃7相在孔壁上的生长情况由针棒状逐渐转变为凝胶状,Mg(OH)2含量增多,导致超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的抗压强度降低㊂㊀第12期吕夏婷等:泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响4267图5㊀超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的SEM照片Fig.5㊀SEM images of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete2.4㊀孔结构为了进一步研究泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土气孔结构的影响,通过光学显微镜(optical microscope,OM)观察超轻质硫氧镁基泡沫混凝土气孔分布情况㊂图6为超轻质硫氧镁基泡沫混凝土气孔结构的OM照片,图7为相对应的气孔孔径分布情况㊂由图6(a)~(c)可直观观察到,从F30组到F200组,大气孔数量减少,小气孔数量明显增多,孔径分布逐渐均匀㊂由图7可知,F30组的最大孔径为638.90μm,最小孔径为87.54μm,平均孔径为151.79μm,均大于另外三组㊂F200组的最大孔径㊁最小孔径和平均孔径分别为257.12㊁65.00和112.71μm,为四组最低,且相较于F30组,其最大孔径缩小了59.8%,最小孔径缩小了25.7%,平均孔径缩小了25.7%,而F250组的三种孔径均略高于F200组的孔径㊂超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的气孔孔径频率分布如图8所示㊂从图8中可知,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中,孔径在60~120μm的气孔出现的频率从高到低依次为F200㊁F250㊁F100㊁F30组,其中F200组比F30组高了70.4%㊂在F30组结构中,孔径大于240μm的气孔出现的频率高于F100㊁F200和F250组㊂这是因为在泡沫掺量达到200%之前,每个泡沫表面都有足够的改性硫氧镁水泥包裹,能够形成规则且圆度较高的闭口孔,随着泡沫掺量增加,表面被水泥包裹的泡沫在泡沫混凝土浆体中受到的束缚力更复杂,不易合并,故超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中总气孔数量增多,气孔平均孔径逐渐降低㊂当泡沫掺量超过200%后,随着泡沫掺量增加,单位体积内改性硫氧镁水泥的含量过少,不能充分黏附在单个泡沫表面,部分小泡沫合并为大泡沫,形成圆度较低且孔径较大的气孔,使F250组气孔平均孔径比着F200组略有增加,但仍小于F30组和F100组㊂4268㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图6㊀泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土气孔结构的影响Fig.6㊀Influence of foam content on pore structure of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamedconcrete 图7㊀超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的气孔孔径分布Fig.7㊀Pore diameter distribution in ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamedconcrete 图8㊀超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的气孔孔径频率分布Fig.8㊀Distribution frequency of pore diameter inultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete ㊀㊀因此,随着泡沫掺量增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中气孔数量逐渐增多,平均气孔孔径逐渐减小,孔径分布更加均匀㊂2.5㊀导热系数图9㊀泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土导热系数的影响Fig.9㊀Influence of foam content on thermal conductivity of ultra-lightweight magnesium oxysulfate foamed concrete 在建筑保温系统中,导热系数是衡量建筑保温材料保温性能的重要指标,导热系数越低,建筑保温材料的隔热性能越好[7-8,27]㊂泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的导热系数的影响如图9所示㊂由图9可知,随着泡沫掺量的增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的导热系数逐渐降低㊂未掺加泡沫时,F0组导热系数为2W /(m㊃K)㊂与F0组相比,随着泡沫掺量的增加,F30组导热系数下降至0.2312W /(m㊃K),下降幅度为88.4%㊂当泡沫掺量增加至200%时,F200组导热系数为0.0465W /(m㊃K),相较于F0组下降了97.7%;继续增加泡沫掺量至250%时,F250组导热系数为0.0382W /(m㊃K),与F0组相比下降了98.1%㊂这是因为随着泡沫掺量的增多,硫氧镁水泥基体中被引入了大量气泡,这些气泡在水泥基体中形成了闭孔结构,使超轻质硫氧镁基泡沫混凝土结构中的气孔数量大幅增加,阻碍了热量在材料内部的传递,进而大幅降低材料的导热系数㊂由上述结果可知,随着泡沫掺量增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的导㊀第12期吕夏婷等:泡沫掺量对超轻质硫氧镁基泡沫混凝土性能的影响4269热系数逐渐降低㊂3㊀结㊀论1)高稳定改性泡沫的掺入能显著降低超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的密度㊂当泡沫掺量达到250%时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的干密度可降低至88.33kg/m3,与未掺泡沫时相比降低了93.4%㊂2)随着泡沫掺量逐渐增加,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土中气孔数量大幅增多,直接导致其抗压强度降低;此外,掺加泡沫后,单位体积内水泥含量减少以及供水泥水化产物生长的空间减小,由此导致单位体积内针棒状水化产物5Mg(OH)2㊃MgSO4㊃7H2O大幅减少,进而显著降低超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的抗压强度㊂3)当高稳定改性泡沫的掺量为200%时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土孔结构最优,其最大孔径㊁最小孔径和平均孔径均分别为257.12㊁65.00和112.71μm,与泡沫掺量为30%时相比,分别降低了59.8%㊁25.7%和25.7%㊂4)当泡沫掺量为250%时,超轻质硫氧镁基泡沫混凝土的导热系数可降低至0.0382W/(m㊃K),与未掺泡沫时的导热系数相比降低了98.1%㊂参考文献[1]㊀邓婷婷.建筑碳排放影响因素分析及系统仿真[D].武汉:华中科技大学,2022.DENG T T.Analysis of influencing factors of building carbon emission and system simulation[D].Wuhan:Huazhong University of Science and Technology,2022(in Chinese).[2]㊀陈进道.中国建筑行业碳排放测算及影响因素分解分析[D].重庆:重庆大学,2016.CHEN J D.Calculation of carbon emissions from construction industry in China and decomposition analysis of 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超轻泡沫混凝土保温材料的试验研究

超轻泡沫混凝土保温材料的试验研究
目录
01 引言
03 实验设计与方法
02 相关研究 04 参考内容
引言
随着建筑行业的快速发展，对高效、环保的建筑保温材料的需求日益增加。超轻泡沫混凝土作为一种新型的建筑保温材料，具有高保温、轻质、防火、环保等特点，在建筑领域中具有广泛的应用前景。本次演示旨在通过试验研究，探究超轻泡沫混凝土保温材料的制备工艺和性能评价，为实际应用提供理论依据。
感谢观看
通过实验数据对比分析发现，采用化学发泡剂制备的泡沫混凝土，其密度和抗压强度普遍较低，而导热系数较高，保温性能一般。这可能是因为化学发泡剂产生的气泡较大且不均匀，导致热量传递较快。而采用物理发泡剂制备的泡沫混凝土，虽然密度和抗压强度较高，但其保温性能较化学发泡剂制备的泡沫混凝土有所改善。通过进一步调整制备工艺参数，可以进一步提高泡沫混凝土的保温性能。
结论与展望通过本次试验研究，我们得出以下结论： 1、超轻泡沫混凝土作为一种新型建筑保温材料，具有高保温、轻质、防火、环保等特点，在建筑领域具有广泛的应用前景；
2、合理的配合比和制备工艺能够有效提高超轻泡沫混凝土的性能，使其在保温隔热、强度和耐久性等方面满足规范要求；
3、与普通混凝土相比，超轻泡沫混凝土具有更高的保温隔热性能和轻质特点，能够显著降低建筑能耗和碳排放。
四、案例分析
为了进一步说明低密度泡沫混凝土的制备及性能特点，本次演示选取了两种不同制备工艺的低密度泡沫混凝土进行对比分析。第一种工艺采用化学发泡剂，通过调节发泡剂的用量和混合比例，制备出不同密度的泡沫混凝土。第二种工艺采用物理发泡剂，通过控制混合搅拌时间和气泡生成温度，制备出具有特定性能的泡沫混凝土。
3、与普通混凝土相比

轻质泡沫混凝土材料性能研究

轻质泡沫混凝土材料性能研究【摘要】本研究旨在探讨轻质泡沫混凝土材料的性能表现。

在详细介绍了研究的背景、研究目的和研究意义。

随后，正文部分涵盖了轻质泡沫混凝土的制备方法、物理性能、力学性能、耐久性能和与传统混凝土的比较。

各项研究从不同角度探讨了轻质泡沫混凝土的特点和优势。

在结论部分总结了轻质泡沫混凝土材料的性能表现，提出了未来研究的方向。

该研究对于推动轻质泡沫混凝土在建筑领域的应用具有积极的指导意义，为相关研究和实践提供了参考依据。

【关键词】轻质泡沫混凝土, 材料性能, 制备方法, 物理性能, 力学性能, 耐久性能, 传统混凝土比较, 结论, 未来研究方向, 研究背景, 研究目的, 研究意义.1. 引言1.1 研究背景轻质泡沫混凝土的研究和应用已经取得了一定的成果，但在其物理性能、力学性能、耐久性能等方面还存在一些问题和待解决的挑战。

对轻质泡沫混凝土材料性能进行深入的研究和探讨具有重要意义。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探究轻质泡沫混凝土材料的性能特点，全面了解其在建筑领域中的应用潜力。

通过对轻质泡沫混凝土的制备方法、物理性能、力学性能、耐久性能等方面的研究，旨在为工程设计和施工提供科学依据，为推广和应用轻质泡沫混凝土提供技术支持。

通过与传统混凝土的比较分析，挖掘轻质泡沫混凝土的优势和不足，为行业发展和技术革新提供参考。

将轻质泡沫混凝土材料的性能特点进行综合评述，为相关领域的研究和实践提供理论指导和实际应用建议。

未来的研究方向将围绕轻质泡沫混凝土的优化制备方法、性能改进和应用拓展展开，致力于提升其在建筑领域中的应用效果和经济效益。

通过对轻质泡沫混凝土材料性能进行深入研究，为建筑行业的可持续发展作出贡献。

1.3 研究意义轻质泡沫混凝土是一种在建筑工程中广泛应用的新型材料，具有重量轻、保温隔热、抗压强度高等优点。

研究轻质泡沫混凝土的性能对于进一步发展和完善这种材料具有重要意义。

通过研究轻质泡沫混凝土的制备方法，可以为工程实际提供可靠的生产工艺，确保材料的稳定性和质量。

泡沫与陶粒二种混凝土性能优势对比

泡沫与陶粒二种混凝土性能优势对比文档1：1. 引言1.1 研究背景在建筑领域，混凝土是一种常见的材料，用于构建各种结构。

最近，泡沫混凝土和陶粒混凝土在建筑领域引起了广泛关注，因为它们具有一些与传统混凝土相比的性能优势。

1.2 研究目的本文旨在比较泡沫混凝土和陶粒混凝土的性能优势，以便建筑师和工程师在设计和施工过程中能够做出更科学的决策。

2. 泡沫混凝土的性能优势2.1 导热性能泡沫混凝土相比传统混凝土具有较低的导热系数，因为泡沫混凝土中的气孔可以减少热量的传导。

这使得泡沫混凝土在保温方面更具优势。

2.2 强度和轻质性泡沫混凝土具有较低的密度，比传统混凝土轻。

尽管如此，泡沫混凝土的强度仍然可以满足一般的建筑要求。

这使得泡沫混凝土在减轻建筑物负荷和提高结构安全性方面具有优势。

2.3 声学性能泡沫混凝土的气孔结构可以有效地吸收声音，并降低噪音传播。

这使得泡沫混凝土在减轻噪音污染和提高室内舒适度方面具有优势。

3. 陶粒混凝土的性能优势3.1 导热性能陶粒混凝土相比传统混凝土具有较低的导热系数，因为陶粒可以减少热量的传导。

这使得陶粒混凝土在保温方面更具优势。

3.2 强度和隔热性陶粒混凝土的陶粒颗粒可以提高混凝土的强度，并提供隔热效果。

这使得陶粒混凝土在冷热环境下具有较好的性能。

3.3 抗震性能陶粒混凝土的陶粒颗粒可以增加混凝土的延性和韧性，从而提高结构的抗震性能。

这使得陶粒混凝土在地震区域的建筑中更具优势。

4. 泡沫混凝土与陶粒混凝土的对比分析4.1 导热性能对比泡沫混凝土和陶粒混凝土在导热性能方面都优于传统混凝土。

然而，泡沫混凝土在保温性能方面更具优势。

4.2 强度和轻质性对比泡沫混凝土和陶粒混凝土都具有较低的密度，但泡沫混凝土的强度更高。

4.3 声学性能对比泡沫混凝土和陶粒混凝土在声学性能方面都比传统混凝土更好，但泡沫混凝土的吸音效果更显著。

5. 结论综合比较，泡沫混凝土在保温性能和强度方面优于陶粒混凝土，而陶粒混凝土在隔热性能和抗震性能方面优于泡沫混凝土。

陶粒泡沫混凝土的力学性能及吸能特性

建筑材料学报JOURNAL OF BUILDING MATERIALS第！4卷第1期2021 2Vol. 24,No. 1Feb. .2021文章编号:1007-9629(2021)01-0207-09陶粒泡沫混凝土的力学性能及吸能特性王小娟，刘路，贾昆程，周宏元(北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京100124)摘要：以快硬硫铝酸盐水泥为结合剂，与陶粒、预制泡沫混合制备得到陶粒泡沫混凝土.探讨了泡沫混凝土密度与陶粒粒径匹配关系对陶粒泡沫混凝土在静态单轴压缩下的破坏模式、抗压强度、压实应变和能量吸收的影响.结果表明：随着泡沫混凝土密度的提高或陶粒粒径的增大，陶粒泡沫混凝土发生非界面破坏的现象逐渐显著，由此确定出与3种粒径陶粒相匹配的泡沫混凝土的密度范围；随着泡沫混凝土密度的提高，陶粒泡沫混凝土的抗压强度和能量吸收能力均显著提高，压实应变随之减小；随着陶粒粒径的增大，陶粒泡沫混凝土的抗压强度先增后减，压实应变先减后增，能量能逐渐 .关键词：陶粒泡沫混凝土；强度匹配；破坏模式；抗压强度；压实应变；能量吸收中图分类号:TU528 2文献标志码:A doi ：10. 3969/j. issn. 1007-9629. 2021. 01. 027Mechanical Properties and Energy Absorption Characteristics ofCeramsite Foam ConcreteWANG Xiaojuan* LIULu, JIAKuncheng,ZHOU Hongyuan(KeyLaboratoryofUrbanSecurityandDisasterEngineeringofMinistryofEducation,Beijing Universityof Technology, Beijing 100124, China)Abstract : Ceramsite foam concrete was produced by mixing fast-hardening sulphoaluminate cement with precastIoamandceramsite.Thee I ectsoIIoamconcretedensityandceramsiteparticlesizeontheIailure mode, compressive strength(peak stress), densiIication strain and energy absorption oIceramsiteIoamconcretesubjectedtostaticuniaxialcompressionwasinvestigated.Theexperimentresultsindicatethatre- markable non-interIacialIailure is observed with higher density oIIoam concrete and larger particle size oIceramsite , from which the density range of foam concrete with matched strength of the three correspondingceramsite is determined.With increasing density of foam concrete, the compressive strength and energy absorption of ceramsite foam concrete are remarkably improved, while the densification strain decreases.In addition, with increasing ceramsite particle size, the densification strain decreases first then increases, thecompressivestrengthincreasesfirstthendecreases,andtheenergyabsorptioncapacitygradua l yincreases. Key words: ceramsite foam concrete ; strength match ; failure mode ; compressive strength ; densificationstrain ； energy absorption收稿日期：2019-08-14 "修订日期：2019-09-19基金项目：国家自然科学基金资助项目(51808017,51778028)；北京市自然科学基金资助项目(8184063)；北京市教委科技计划项目 (KM201810005019)第一作者：王小娟(1982-),女，湖南常德人，北京工业大学副教授，硕士生导师，博士.主要从事建筑材料力学性能研究• E-mail :xiaojuan- wang@bjut. edu. cn通讯作者：周宏元(1981-),男，河北香河人，北京工业大学教授，博士生导师，博士.主要从事结构抗爆抗冲击研究• E-mail :hzhou @08建筑材料学报第24卷全球能源消耗日益严重，节能问题逐渐成为人类关注的焦点.建筑产业是一种高耗能的产业,在建材生产和使用过程中均会大量消耗能源.泡沫混凝土作为建筑保温材料之一，近年来对它的研究与应用*T 进展迅速，然而其在工程应用中存在强度较低、易收缩开裂等问题，因此在一定程度限制了使用范围.鉴于普通泡沫混凝土的不足，复合材料陶粒泡沫混凝土近年来受到广泛关注与研究/陶粒泡沫混凝土是以水泥基胶凝材料、水、泡沫和陶粒为主要组分，按一定配合比混合，搅拌、浇筑、养护而成的轻质多孔混凝土，具有轻质高强、耐火性好、环保性能好和保温隔热等优势.国内外关于陶粒泡沫混凝土的研究已取得一定成果，主要集中在其配合比「67+、收缩性⑷、力学性能*9+、热力学性能*10+、导热系数*11+、陶粒预处理机制［12］和纤维增强对其性能的影响［13］.近年来，泡沫混凝土的抗压性能和能量吸收性能已应用于如飞机拦阻［14］和爆炸防护*15+等工程中.性能更优的陶粒泡沫混凝土相关性能的研究变得愈发迫切，但未见相关报道.鉴于此，本文采用3种粒径的陶粒与4种密度的泡沫混凝土组合制备陶粒泡沫混凝土，研究了泡混凝土度和陶粒粒径陶粒混凝土单轴压缩下的破坏模式、抗压强度、压实应变和能量吸收的影响，并就破坏模式进一步对陶粒粒径与泡表3Table3 陶粒泡沫混凝土的配合比Mix proportion of ceramsite foam concrete沫混凝土强度的匹配问题进行了讨论.1试验1. 1原材料水泥为山东泗水产中联牌快硬硫铝酸盐水泥R. SAC 42. 5,其28 d 抗压强度为42. 5 MPa,基本参数见表1;3种陶粒均为安徽恒运节能科技有限公司提供的页岩陶粒，粒径分别为0〜10、10〜20、20〜30 mm,主要性能指标见表2；发泡液采用动物型蛋白质类泡沫混凝土用发泡剂，与水按体积比1 ： 40稀释后得到.陶粒泡沫混凝土的配合比见表3.表1水泥的基本参数Table 1 Basic parameters of cementBrand modelSpecificsurface area/(m ： • kg 1%MaincomponentFinalse t ingtime /minR.SAC42.5325Sulphoaluminate28表2陶粒的主要性能指标Table2 Mainpropertiesofceramsite SpecificationParticlesize / mmCylindrical compressive strength /MPa Apparentdensity / (kg - m 3Bulk density / (kg - m 310 — 10 1.2700540210-201.2700480320-30 1.2700421Note : The particle size of ceramsite mixed in series I ，series ) and series * is 0-10, 10-20 and 20 - 30 mm respectively.SeriesNo.Sample No.Targetapparent densityoffoam concrete/(kg • m 3)Mix proportion/(kg • m 3)!(foam)/%Cement Water Waterreducer CeramsiteI -1400233.000116.0000.699210.00053.6II -2600327.000163.0000.981210.00045.3I -3800420.000210.000 1.260210.00037.0I -41000513.000257.000 1.539210.00028.8n-1400233.000116.0000.699210.00053.6)2600327.000163.0000.981210.00045.3)3800420.000210.000 1.260210.00037.0n-41000513.000257.000 1.539210.00028.8*-1400233.000116.0000.699210.00053.6**-2600327.000163.0000.981210.00045.3*-3800420.000210.000 1.260210.00037.0*-41000513.000257.0001.539210.00028.8第1期王小娟，等：陶粒泡沫混凝土的力学性能及吸能特性2091.2陶粒泡沫混凝土试件的制备本研究采用预制泡沫的方法进行陶粒泡沫混凝土试件的制备.具体制备工艺如下:(1)先将水泥和减水剂放在刻度桶中干拌1min,再加水搅拌2min；(2)搅拌浆料的同时，先用发泡机将按比例混合的水和发泡剂制成泡沫，再将泡沫通入搅拌均匀的浆料中，继续搅拌，待泡沫混凝土的体积达到通过目标干密度预估的体积时,停止通入泡沫；(3)将已称量、预湿并晾干至饱和面干状态的陶粒倒入泡沫混凝土浆体中搅拌均匀，即可获得陶粒泡沫混凝土；(4)将陶粒泡沫混凝土浇注到试模中，并用抹子刮平表面，在室内静置3h,脱模，再将其置于(20士3)°C，相对湿度大于90%的养护箱中养护3d.1.3测试方法将制备的尺寸为100mm X100mm X100mm 的陶粒泡沫混凝土立方体试件用于单轴压缩试验，每组3个.该单轴压缩试验在北京工业大学结构实验室的MTS Exceed E45万能试验机(300kN)上进行.为提高试件在压缩过程中的受力均匀性，在试件上下两端分别放置2块平整且尺寸稍大于试件尺寸的钢板.压缩过程中，试件下端被下金属压盘限制竖向位移，上端由上压盘施加速率为5mm/min(名义应变率为0.00083s k1)的竖向压缩，直至位移为70mm时停止加载.1.4统计方法由于在相同应变率情况下，重复性测试获得的试件应力-应变曲线具有一定离散性，使用平均曲线不合理[16]，因此本研究在每组测量的3个曲线中，选取具有中间抗压强度值的应力-应变曲线来统计试件的抗压强度、压实应变和能量吸收.Mltz等提出用能量吸收效率码来评价泡沫材料的吸能特性.能量吸收效率的表达式为：E f(*a)=丄[a ff(£)ds，.*a.1(1)(a丿0式中是描述泡沫材料在受压状态下的应力-应变函数关系*a为任意应变;(a为与*a相对应的应九材料的最佳吸能工作状态是指能量吸能效率达大值时，吸率大值应应变即为压实应变£d[18].通常各试件能量吸能效率的极大值会有2个或2个以上，需结合其应力-应变曲线的走势来综合判断其无.本文采用比能量吸收3(J/cm3)来评价陶粒泡沫混凝土试件的吸能特性. 3是指单位体积陶粒泡沫混凝土的能量吸收能力，计算公式为：3=[D((s)dg(2)2结果与讨论2.1破坏模式2.1.1模陶粒混凝土单轴压有2模式：界面破坏和非界面破坏.其中，界面破坏模式是陶粒混凝土压过程混凝土压，而被泡沫混凝土包裹的陶粒不发生破坏，裂缝存在于泡沫混凝土内部或者陶粒与泡沫混凝土的交界区域;非界面破坏是指陶粒和泡沫混凝土两者均被压坏，裂缝存在于泡沫混凝土和陶粒两者内部.2.1.2分析与讨论当泡沫混凝土密度较低时，泡沫混凝土与陶粒间的机械啮合力较小，压缩过程中，被泡沫混凝土包裹的陶粒不发生破坏，只有部分泡沫混凝土被压碎，无法充分发挥陶粒的强度效用；当泡沫混凝土密度较高时，泡沫混凝土与陶粒间的机械啮合力足够高，压缩过程中，虽然陶粒和泡沫混凝土均被压碎，但因泡沫混凝土的强度远高于陶粒，陶粒只相当于在泡沫混凝土中引入了初始缺陷.以上2种情况均被认为是陶粒与泡沫混凝土的强度不匹配所造成的.当陶粒混凝土压时，理当混凝土密度提高到某一临界值时，恰好使陶粒泡沫混凝土界，界一模，用2材料压度目，以实现两者间的强度匹配.考虑到泡沫混凝土的密度很难精确控制，通过试验找出这一临界值不现实，本研究将泡沫混凝土密度临界值所处范围作为与陶粒强度匹配的密度范围，以此来保证试验得到的泡沫混凝土密度范围与实际密度临界值在一定误差范围之内.图1为粒径为0〜10mm陶粒与4种密度泡沫混凝土制陶粒混凝土.图1可见：当泡沫混凝土密度为400,600kg/m3时，陶粒混凝土均界；当混凝土度为800kg/m3时，陶粒泡沫混凝土既有界面破坏，又有界；当混凝土度1000kg/m3时，陶粒泡沫混凝土仅发生非界面破坏.由此说明，粒径0〜10mm陶粒度相匹配混凝土密度范围为800〜1000kg/m3.图2为粒径为10〜20mm陶粒与4种密度泡沫混凝土组合而成的陶粒泡沫混凝土的破坏情况.由图2可见：当泡沫混凝土密度为400kg/m3时，陶粒泡沫混凝土仅发生界面破坏；当泡沫混凝土密度600kg/m3时，陶粒混凝土既有界，10建筑材料学报第24卷(a)1-1(b)1-2(c)1-3(d)1-4图1I组陶粒泡沫混凝土的破坏模式Fig.1Failure modes of series I ceramsite foam concrete也有非界面破坏;当泡沫混凝土密度为800)000kg/m3时，陶粒混凝土界•由此说明，与粒径为10〜20mm的陶粒强度相匹配的泡沫混凝土密度范围为600〜800k g/m s.图S为粒径为20〜S0mm陶粒与4种密度泡沫混凝土组合陶粒泡沫混凝土由图S可知:当泡沫混凝土密度为400kg/m s时,陶粒泡沫混凝土既存在界面破坏，又存在非界面破坏；当泡沫混凝土的密度为600,800)000kg/m s时,陶粒混凝土生非界面破坏•由此说明，与粒径20〜S0mm的陶粒强度相匹配的泡沫混凝土密度范围为400〜600k g/m s.2.2密试件抗压强度、压实应变、能量吸收的影响2.2.1泡沫混凝土密度对试件抗压强度的影响图4为陶粒泡沫混凝土抗压强度混凝土密度系•由图4可见，当陶粒粒径范围一定时,陶粒混凝土压度混凝土度加而逐渐增长•当陶粒混凝土的制作工艺和配合比一定时，泡沫混凝土抗压强度度因素，密度越高，泡沫混凝土强度越高「19+・泡沫混凝土作陶粒混凝土组，压载承担者，泡沫混凝土度越大，即混凝土度高，陶粒混凝土压度高.2.2.2泡沫混凝土密度对试件压实应变的影响图5为陶粒泡沫混凝土压实应变混凝土密度系•由图5可见，混凝土密度的提高，种陶粒粒径范围的陶粒泡沫混凝土的压实应变均呈下降趋势.陶粒混凝土被压过程实质内，压破碎、叠合i 实的过程•混凝土度大，陶粒:混凝土内度逐渐减小，孑开始压到完全挤压应变也会减小•第1期王小娟，等：陶粒泡沫混凝土的力学性能及吸能特性11(a)n-1(b)n-2(c)n-3(d)n-4图2)组陶粒泡沫混凝土的破坏模式Fig.2Failure modes of series)ceramsite foam concrete2.2.3泡沫混凝土密度对试件比能量吸收的影响图6为陶粒泡沫混凝土比吸收混凝土密度系•由图6可见，当陶粒的粒径范围一定时,混凝土密度的提高，陶粒混凝土在单轴压缩下吸收之提高•在此载下，陶粒混凝土本质是内裂缝产生、发展和聚集过程，进混凝土内部形个宏观裂缝和缺陷，致使内碎，最终导陶粒混凝土被压溃•加载板传递给试件1依靠陶粒混凝土内裂缝的产生、发展裂来耗散，进吸收能量的果•泡沫混凝土是陶粒混凝土组(，试件吸收的大通过混凝土内部产生并发展微裂缝来耗散•混凝土密度的提高，一，:度，内*0+，内部产生和发展微裂缝散大,且压缩过程中裂缝数目逐渐，导致比吸收逐渐提高；另一，当混凝土度&时，陶粒泡沫混凝土在静态压缩过程中发生界面破$裂缝产生展混凝土内$不透到陶粒内部•混凝土密度的提高，陶粒混凝土压过程逐渐生界裂缝的产生和发展陶粒内比例逐渐提高$内陶粒散逐渐大$陶粒混凝土吸收因之一.2.3陶粒粒径对试件抗压强度、压实应变、能量吸收的2.3.1陶粒粒径对试件抗压强度的影响图7为陶粒混凝土抗压强度与陶粒粒径的关系•由图7可见，当混凝土度一定时，随陶粒粒径大，陶粒混凝土压强度呈后降趋势•泡沫混凝土与陶粒接触区J泡混凝土通常不水化，强度偏低，导混凝土与陶粒触界弱面.当掺入的陶粒一定时，陶粒粒径越小，比大，陶粒与2 12建筑材料学报第24卷(a) m-1 (b) m-2(c) m-3 (d) m-4图3 *组陶粒泡沫混凝土的破坏模式Fig. 3 Failure modes of series * ceramsite foam concrtet8.5o.o.o.o.o.6 4 2 05 5 5 50.489400600 8001 000Density/(kg*m -3)I n ms s s e e e r i .n .n e e e s s s 7 6 5 4 3 2 1E d w m u uCD B sU A F S H d u I O O0400600 800 1 000Density/(kg«m -3)图4陶粒混凝土抗压强度混凝土密度的关系Fig. 4 Relationship between compressive strength of ceramsitefoamconcreteandfoamconcretedensity泡沫混凝土的接触区域就越大，也就是陶粒泡沫混凝土内弱，会陶粒泡沫混凝土压强度•当陶粒粒径较大时，陶粒内〔图5陶粒混凝土压实应变混凝土密度的关系Fig. 5 Relationship between densification strain of ceramsitefoamconcreteandfoamconcretedenEity在缺陷的概率也就越大，如陶粒内部的裂缝和有害会，受力时容易造成应，从而导：压强度 •此外，当陶粒粒径较大时，混凝第1期王小娟，等：陶粒泡沫混凝土的力学性能及吸能特性13(§・I )^o g B o s q E昌Q U Q o so Q d s1.41.21.00.80.60.4400I n mss sne ne ne e e es s s 600 800Density/(kg-m _J )1000图6陶粒混凝土比能量吸收混凝土密度系Fig.6 Relationshipbetweenspecificenergyabsorptionofceramsitefoamconcreteandfoamconcretedensity400 kg/m 3 600 kg/m 3800 kg/m 3 皿皿 1 000 kg/m 3过程中，裂缝沿薄弱开展，溃散程度较为严重.当陶粒粒径较大时，陶粒上浮或下沉现彖重，在试件上下两端分布极不均匀，因此陶粒混凝土试件的一端初始缺陷，在压缩作用下，此端容应，所以试件破圻有初始缺一端开始，然后逐渐扩展一端，溃散程度也相对比重.当陶粒粒径较小或较大时，压实应变都会偏大.0.580.560.540.520.500.480.46图8陶粒泡沫混凝土的压实应变与陶粒粒径的关系Fig.8 Relationshipbetweendensificationstrainofceramsitefoamconcreteandceramsiteparticlesize2. 3. 3陶粒粒径对试件比能量吸收的影响图9为陶粒混凝土比吸收与陶粒粒径系.Series I Series U Series HIef•n e s 86 42u o b svAISSaldluooo图7陶粒混凝土抗压强度与陶粒粒径系Fig.7 Relationshipbetweencompressivestrengthofceramsitefoamconcreteandceramsiteparticlesize土制备和搅拌成型的过程中，由于泡沫混凝土和陶粒之间度差，通常会和下沉2，造成陶粒混凝土内部陶粒颗粒亍不均匀，恶化，也会造成陶粒混凝土压度下 .2. 3. 2陶粒粒径对试件压实应变的影响图8给岀了陶粒混凝土压实应变与陶粒粒径系.由图8可以，当泡沫混凝土度一时，随着陶粒粒径大，陶粒混凝土的压实应变呈减小后增大的变化趋势• 轴向压缩过程中，陶粒混凝土试件中间逐渐被压实，而外围混凝土向四周溃散.因此，陶粒混凝土的压实应变混凝土密度、压缩过程溃散程度有关.当混凝土度一定时,陶粒混凝土压实应变压过程溃散程度有关，溃散程度重，中间压实区 :小，压实应变越大，反之，压实应变越小.当陶粒：一定时，粒径越小，陶粒混凝土触 I 越大，陶粒混凝土内部会弱面，在压4.2①.8.64111A 1A(UIO・f)/uog&osqEB u s o y p v d ses 图9陶粒混凝土的比能量吸收与陶粒粒径系Fig.9 Relationshipbetweenspecificenergyabsorptionofceramsitefoamconcreteandceramsiteparticlesize由图9可见，当泡沫混凝土密度一定时，随着陶粒粒径大，陶粒混凝土在轴向压缩作用下吸收逐渐 .陶粒混凝土进行能散2个：一是通过混凝土中裂缝的产生和发展进行散，二是通过【裹陶粒内部产生和发展的裂缝来耗散 .从陶粒混凝土模以，随着陶粒粒径的增大，陶粒泡沫混凝土发生界面破坏过渡到非界面界混凝土密度逐渐，混凝土度一定时，随着陶粒粒径大，陶粒混14建筑材料学报第24卷凝土发生非界面破坏的比例上升.在以上4种泡沫混凝土中，掺入较大粒径陶粒的陶粒泡沫混凝土发生非界面破坏的比例要高于陶粒粒径较小的陶粒泡沫混凝土，大粒径陶粒泡沫混凝土中裂缝在陶粒内部产生和发展所耗散的能量要远远高于小粒径陶粒泡沫混凝土.因此，当泡沫混凝土密度一定时，随陶粒粒径的增大，陶粒泡沫混凝土的比能量吸收逐渐提高•当泡沫混凝土密度一定时，与粒径为0〜10)0〜20mm陶粒泡沫混凝土相比，粒径为20〜30mm的陶粒泡沫混凝土抗压强度较低，而且能量吸收能力较强，单轴压缩下的应力-应变曲线形状更接近于泡沫金属，意味着此材料在较低的应力下就可以进入屈服吸能状态，并具有较高的耗散能,更适用于吸能防护领域.另外，与泡沫金属类吸能材料相比，陶粒泡沫混凝土造价很低且可以现浇，因此其在经济性和可模性方面具有突出优势.3结论(1)随着泡沫混凝土密度的提高或陶粒粒径的增大，陶粒泡沫混凝土出现非界面破坏的现象逐渐显著，与粒径为0〜10)0〜20、20〜30mm的陶粒相匹配的泡沫混凝土密度范围分别为800-1000、600〜800)00〜600kg/m3.(2)随着泡沫混凝土密度的提高，陶粒粒径为0〜10)0〜20)0〜30mm的3种陶粒泡沫混凝土的抗压强度和能量吸收均有显著提高，而压实应变随之减小.(3)当泡沫混凝土密度一定时，随着陶粒粒径的增大，陶粒泡沫混凝土的抗压强度先增后减，压实应变先减后增，而能量吸收能力逐渐提高.粒径为20" 30mm陶粒混凝土用吸护.参考文献：m陈兵，刘睫.纤维增强泡沫混凝土性能试验研究口丁建筑材料学报,2010,13(3):286-290.CHEN Bing,LIU Jie.Experimental research on properties offoamed concrete reinforced wth polypropylene fibers[J]・JournaloIBuilding Materials,2010,13(3):286-290.(in Chinese)：2：竺万发，张业红，苏英，等.我国泡沫混凝土的研究进展及工程应用[J]・材料导报，2013,27(增刊1):317-320.ZHU 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超轻泡沫混凝土制备技术研究

指导教师签字：
年月日
系（教研室）负责人审查意见：
签字：
年月日
学生签字：
年月日
说明：
1、任务书由指导教师填写，于第七学期（五年制第九学期）期末前下达给学生。
2、学生签字时间就是任务下达时间（学生接受任务时间）。
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陶粒对陶粒混凝土微观结构和强度的影响

陶粒对陶粒混凝土微观结构和强度的影响摘要：在参考轻集料混凝土配合比设计的基础上，通过研究陶粒的结构、陶粒预处理、陶粒种类对陶粒混凝土微观结构和强度的影响，得出采用碎石形页岩陶粒，陶粒预湿处理2h时，可配制出轻质高强的陶粒混凝土。

关键词：陶粒混凝土；陶粒；强度；微观结构前言陶粒由于其本身结构的特殊性，和水泥石的界面结构与普通混凝土的不同,这已得到证实[1-3]。

陶粒的结构以及其与水泥石的界面区结构对轻集料混凝土的物理力学性能有重要影响,因此研究陶粒结构及其对的混凝土性能的影响对轻质高强轻集料混凝土的研究具有重要意义。

1原材料及技术性质试验主要用原材料为陶粒、陶砂、水泥、粉煤灰、减水剂。

1.1 陶粒本实验所用陶粒为主要为粘土陶粒和页岩陶粒，初选宜昌500级碎石形页岩、宜昌600级碎石形页岩、华穗500级球形粘土、华穗600级球形页岩四种陶粒配制混凝土。

1.2 陶砂陶砂为宜昌页岩球形陶砂,级配符合国家标准GB 2839- 81《页岩陶粒与陶砂》的规定。

1.3 其他材料水泥：“粤秀牌”P.II42.5水泥。

粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰。

外加剂：N-1型萘系减水剂。

1.4试验方法(l)轻集料的基本性能试验按照GB/T17431.2-1998《轻集料及其试验方法》进行。

(2)轻集料混凝土的抗压强度按照GB/T5O081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》进行测试。

2结果与讨论采用松散体积法设计全轻轻集料混凝土配合比[4]。

进行混凝土试配，调整，得到全轻轻集料混凝土的基准配合比。

2.1陶粒预处理对混凝土性能的影响本实验采用浸泡的预湿方法，测定轻集料的吸水率与饱水时间之间的关系。

图1 陶粒保水时间与吸水率的关系如图1，随饱水时间的延长，陶粒的吸水率不断增加，饱水1 d以后，其吸水率仍有所增长，但增长速度明显减慢，渐渐趋于某一定值。

（1）在相同时间内，粘土陶粒的吸水率远大于页岩陶粒吸水率。

这是由于粘土陶粒表面疏松（图3），没有明显外壳，内外结构区别不明显，都含有较大的孔隙，容易吸水。

轻质陶粒混凝土的配合比优化及性能研究

轻质陶粒混凝土的配合比优化及性能研究摘要：随着基础设施的发展和生活设施的扩大，全世界对混凝土的需求不断增加。

不完全统计表明，到21世纪，世界水泥产量已超过13亿立方米，相当于至少40亿立方米，中国2020年水泥年消费量达到28.99亿立方米，比上年增长5.47%。

传统混凝土原料的开采和生产不仅消耗了环境资源，而且增加了污染物的排放。

中国每年使用高达200亿吨的因大规模挖掘山区和河流而产生的沙石，对环境资源造成不可弥补的损害。

建筑业是世界第三大碳排放部门，全球对水泥的需求每年约占CO2总排放量的5%。

面对这种日益增加的环境压力，用可再生混凝土取代传统混凝土可以减少建筑行业的需求和对资源的依赖。

关键词：轻质陶粒；混凝土；配合比优化引言近年来，高质量钢结构越来越多地用于商业建筑和住宅建筑，在这些建筑中，扩展板的重量和强度甚至更高。

轻型陶瓷混凝土作为一种轻质混凝土，具有抗热性、隔热性和透气性使用模具钢框架扩展板有助于减轻构件的重量，具有良好的隔热性能、较强的抗裂能力和较强的抗震能力，具有显着的优势。

1和易性检测和易性是混凝土混合物可以保持其自身的均匀成分，而不会出现水和层状分离等问题，且混凝土性能均匀、密度高。

具体而言，和谐是一种涉及流动性、保水、粘度等方面的综合技术表现。

无论是水泥类型、采砂率还是水灰比，都会影响混凝土和变异性。

在检测混凝土和变异性时，应注意以下几点。

(1)灰水比。

径流报告可以反映全球淤泥的一致性，同时也是评估淤泥的关键指标。

在设计此报告时，必须充分考虑到所有影响因素，同时考虑到工程项目的实际状况。

如果水泥浆比过低，则需适当增加水泥用量，使泥浆更厚；如果水泥浆比过高，水泥浆的流动性就会增加，使得混合和物流更有可能影响混凝土的强度。

因此，在配置混凝土时，需要确定最合适的灰水比，以确保其满足方便性要求。

(2)砂率。

砂率直接影响混凝土表面和孔隙，并反映粗集料与细集料之间的关系。

如果水泥通道固定，混凝土集料总面积将随着砂率的提高而增加，从而增加砾石之间的摩擦，降低混凝土混合物的流动性；如果砂率下降，收集器总面积将缩小，水泥将需要包裹砂面并填充孔隙，从而降低混合物和混凝土的流动性。

添加剂对新型泡沫混凝土性能影响研究

添加剂对新型泡沫混凝土性能影响研究1.添加剂概述泡沫混凝土添加剂包括矿物掺合料、脱硫石膏灰、纤维、细砂、增稠剂及防水剂等。

其主要特点是调控泡沫混凝土力学韧性、导电、吸波、阻尼减振及防水等性能。

2.掺添加剂泡沫混凝土基本性能研究现状（1）不同矿物掺合料对泡沫混凝土性能影响Ozlutas在超轻泡沫混凝土领域做了大量实验,发现掺有粉煤灰的泡沫混凝土的微观结构随着时间的推移变得更致密。

Sun等探究了粉煤灰对多孔混凝土的热性能和机械性能的影响,多孔混凝土的发现,其早期强度与粉煤灰掺量的增加显著降低,但其后期强度随着粉煤灰掺量的增加而增加,最终制备出抗压强度为 4.37 MPa、导热系数为0.116 W/(m·K)的泡沫混凝土。

She等使用粉煤灰和细砂制备泡沫混凝土,研究发现粉煤灰可改善泡沫混凝土浆体的和易性,提高泡沫混凝土的力学性能和抗冻性,但会使吸水率与干缩值增大。

他们还发现,同时掺砂和粉煤灰的泡沫混凝土的抗压强度高于单独掺粉煤灰的泡沫混凝土。

Chindaprasirt和Rattanasak,以及Roslan等研究表明,粉煤灰可发挥其微集料效应,使硅酸盐水泥基泡沫混凝土的结构更致密,从而有利于降低其干缩值。

Batool等用粉煤灰、硅灰和偏高岭土部分替代水泥,并探究了它们对泡沫混凝土的导热系数的影响,研究发现硅灰在降低泡沫混凝土的导热系数方面效果最好。

杭美艳和杨冉对比了单掺粉煤灰、单掺矿渣粉和复掺粉煤灰与矿渣粉这3种体系下泡沫混凝土性能的差异,研究发现当粉煤灰与矿渣粉复掺比例为2∶3时,可增加泡沫混凝土的抗压强度,降低体积吸水率,有效地改善孔结构减少连通孔,但却增大了导热系数。

相比其他两种体系,单掺粉煤灰体系下的泡沫混凝土导热系数最低。

蒋俊等对比研究了粉煤灰和矿粉对泡沫混凝土硬化性能的影响,研究表明二者取代水泥都增大了气孔孔径,但对导热系数都没有明显影响,其中矿粉可有效提高泡沫混凝土的抗压强度。

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基金项目：福建省重大专项专题资助项目（０８０３１２０ＨＺ０－）
８０９０
作者简介：侯东君（９Ｏ，，１８一）男华侨大学在职工程硕士，漳州职业技术
学院讲师，从事建筑结构与材料研究。通讯作者：严捍东（９８，，１６～）男博士，教授，从事土木工程新材料研究。
６００４．
６００４．６００４．５００６．
５００６．５００６．５Ｏ０６．
９．４３
１５７２．１７１５．１５Ｏ６．
１２５９．２００２．２７５４．
级（）ｓ粘土型陶粒，两种陶粒的性能和级配分别如表１和表２所示。使用市售泡沫剂，泡沫剂：一１６。水：Ｏ
展，陶粒泡沫混凝土将在墙体材料中逐步占据重要的地
表２陶粒累计筛余百分数
筛孔尺寸，ｌｍｉｌ４７．５９５．１．９０
位［ｌ。该新型墙体材料在福建省尚处于起步阶段，必３＿卜５］有
要对陶粒泡沫混凝土配合比和性能进行系统研究。
２．ＭＰ，８抗压强度为５．ＭＰ。Ｉ磨细商品粉煤灰，０２ａ２ｄ０５ａ级
密度为２８ｋ／ｎ，ｏ３ｇｒ３堆积密度为９５ｇｍ。０（）５０５ｋ／。３０级Ｌ和０
３０
４０５０６０
７０
８３．３６
８３６３．８３．３６７９４２．
２１验原材料．试
采用外掺方式分别研究陶粒Ｓ陶粒Ｌ以及混合陶粒对、
混凝土性能的影响，配合比分别如表３表４和表５、所示。表３陶粒Ｓ掺量对制品性能影响的试验配合比
陶粒掺量水泥
（）
１０２Ｏ
配合比粉煤灰
（）
ｄｙａｐｒｎｅｓｔ，ａｄｓｕｉｄｔｅｉｆｅｃｆｄｆｅｅｔｓｅｉｓａｄｃｎｅｔｏｕｅｇｔｃｒｍｓｔｏｔｅｐｒｏｍａｃｆｃｎｒｐａｅｔｄｎｉｙｎｔｄｅｈｎｌｎｅｏｉｒｎｐｃｅｎｏｔｎｆｓｐｒｌｈｅａｉｔｈｅｆｒｎｅｏｏ — ｕｆｉｅ
７９４２．７９４２．７９４２．
４０４５．
４０４５．４０４５．３４９．１
３４９．１３４．９１３４．９１
１８０６．
１８０６．１８０６．１７０４．
１７０４．１７０４．１７０４．２Ｎ．
一建筑材料
超轻陶粒种类和掺量对泡沫混凝土性能影响的试验研究
侯东君（．１华侨大学土木工程学院
［摘
严捍东福建漳州３３０）６００
福建厦门
３１２；．州职业技术学院６０１２漳
要］在水泥用量、粉煤灰取代水泥率、水用量和泡沫体积不变的前提下，通过试验系统研究了３０级陶粒、００５０级陶粒
１００７９４２．３４．９１１７０４．５００６．２５０７．
料口，］建筑综合造价也比较合理，材料可以达到节能６该５
的现行居住建筑节能设计规范要求。与加气混凝土相比，其具有强度高、干缩变形小、吸水率低、导热系数低等优点，且生产工艺简单，备、设基建投资规模ｄｃ，。随着建筑节能的发
９９
７２
Ｚ
轻陶粒及它们复合时分别对混凝土抗压强度、吸水率、干表观密度的影响程度和规律，确定了超轻陶粒复合比例、掺加方式
和掺量范围，为陶粒泡沫混凝土的生产提供了可供参考的试
验数据。２试验原材料、验方案设计和性能测试方法试
ｃｅｅａｄｔｅｆｕｄｔｎｆｒｔｅｕｅｏｅａｉａｃｎｒｔ．ｒｔ。ｌｉｈｏｎａｉｈｓｆｃｒｍｓｔｆｍｏｃｅｅｏｏｅｏ
Ｋｅｒｓｕｅｉｈｅａｉ；ａｃｎｒｔ；ｏｙｗｏｄ：ｓｐｒｌｔｃｒｍｓｔｆｍｏｃｅｅｃｍｐｅｓｖｔｅｇｈｗａｅｂｏｐｉｎ；ｔｐａｅｔｄｎｉｇｅｏｒｓｉｅｓｒｎｔ；ｔｒａｓｒｔｏｄｙａｐｒｎｅｓｔｙ
４０４５．４０４５．
水
（）
ｌ８０６．１８Ｏ６．
泡沫
（Ｌ）
６００４．６００４．
陶粒Ｓ
（ｇ）ｋ
３．１４６．２９
（ｋｇ）
８３６３．８３．３６
Ｐ０４．．２５水泥，度为３０ｋ／，ｄ抗压强度为密１０ｇｍ。３
ｄｆｅｅｔｓｅｉｓａｄｃｎｅｔｏｕｅｇｔ￣ｒｍｓｔ，ｔｓｅｈｅｆｒｎｅｓｃｓｔｅｃｍｐｅｓｖｔｅｇｈ，ｗａｅｂｏｐｉｎ，ｉｆｒｎｐｃｅｎｏｔｎｆｓｐｒｌｈｅａｉｉｅｅｔｄｔｅｐｒｏｍａｃｕｈａｈｏｒｓｉｅｓｒｎｔｔｒａｓｒｔｏ
ｓａｙＯｌｔｅｉｌａｍｅｏｉｅｅｐｃｅｎｃｎｅｔｏｕｅｉｈ翟ｎｅｔｔｅｐｒｍｍｎｅｏｏｍｏｃｅｅｔｉｈｍｆｅｆｄｆｒｎｔｓｅｉｓａｄｏｔｎｓｐｒｌｇｔａＩ西ｔｈｅｆｆｏｃｆｆａｃｎｒｔ
以及两种陶粒质量比４６：复合时陶粒泡沫混凝土抗压强度、干表观密度、４２ｈ吸水率随陶粒掺量的变化程度和规律，确定了超轻
陶粒掺加方式、适宜掺量范围和复合比例，陶粒泡沫混凝土的生产提供了可供参考的试验数据。为［关键词］超轻陶粒泡沫混凝土抗压强度吸水率表观密度
１引言
表１陶粒性能测试值
陶粒种类堆积密度表观密度１ｈ吸水率空隙率筒压强度
陶粒Ｓ陶粒Ｌ５０１２５７９００５５１１．００４１．０８０４．０６３４．９３４０８．７２２．５
陶粒泡沫混凝土是当前兴起的一种新型的轻质墙体材
Ａｓｒｃ：Ｔｈｓｐｐｒｄｓｇｅｉｅｅｔｍｉａｉｆｆａｃｎｒｔｔｈａｍｏｎｆｃｍｅｔｌｓｂｔｔａｉａｅｅｉｎｄｄｆｒｎｘｒｔｏｏｍｏｃｅｅｗｉｔｅｓｍｅａｕｔｏｅｎ，ｆａｈ，ｗａｅｎａ，ａｄｆｏｈｙｔｒａｄｆｍｏｎ
陶粒ｓ累计筛余百分数，
筛孔尺寸，ｍｍ
９９
９５．
１７
１．９０
３
２．６５
本文在经试验优选粉煤灰等量取代水泥率为１和外５
掺泡沫体积为每混凝土６０４Ｌ后，通过试验揭示了两种超
陶粒Ｌ累计筛余百分数，
２２配合比设计．