轻质高强泡沫混凝土的制备与性能研究
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Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ Ｌｉｕ
Ｑｉｃｈｅｎｇ
Ｍａｙ，２０１３
长沙理工大学
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的
研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或
集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
学校代号：１０５３６
学 密 号：１０１１１０２０９２６ 级：公开
长沙理工大学硕士学位论文
轻质高强泡沫混凝土的制备与性能研究
学位申请人姓名 导师姓名及职称
龚独明 割基越熬援 物理与电子科学学院 挝挝堂 ２Ｑ１３生Ｑ５旦
２Ｑ
培养单位
专业名称 论文提交日期 论文答辩日期 答辩委员会主席
１３生Ｑ５旦２８目 割送速熬援
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ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌａｒｇｅｒ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ １０ｓｓ ａｎｄ ｍａｓｓ １０ｓｓ，ａｎｄ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏａｍ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｈａｓ ｒｅａｃｈｅｄ ａｎｔｉ－ｆｒｅｅｚｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ｌｅｖｅｌ．Ｆｏ锄ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｈｅ锄ａｌ
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通过网络向社会公众提供信息服务。
本学位论文属于 １、保密口，在 ２、不保密团。 （请在以上相应方框内打“√”） 年解密后适用本授权书。
作者签名：
鳓确 导师签名：ａ以叼“峋
日期：加哆年多
月夕
日
日期：弦可年占月弓日
摘要
泡沫混凝土是众多建筑材料中的一种，保温隔热性能良好，主要用作墙体材料。粉
煤灰、矿渣等工业废料可以大量用做泡沫混凝土填充材料，其研发有利于减少环境污染 和提高能源利用。因此，泡沫混凝土有着很广的经济价值和应用前景。 试验通过选用试验材料、运用试验方法和实行试验设计研制了干密度在
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
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ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ锄ｏｎｇ ｆｏ踟ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｎｔｉ－仔ｏｓｔ ｐｒｏｐｅｒ眵，诅１ｅｍｌａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉＶｉ够ａ１１ｄ ｐｏｒｅ ａｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｆｏ锄ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ １０ｓｓ ａｎｄ ｍａｓｓ ｌｏｓｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｒｉｓｅ ｗｉｔｈ吐１ｅ
１．４研究目的和意义…………．．．．．．．……………．．……………１０
１．５研究内容……………………．…………………………．．１１
第二章实验部分
２．１实验材料……………………．…………………………．．１２ ２．１．１水泥………．…………．．…………………………．１２ ２．１．２粉煤灰……………．………………………………．１２ ２．１．３膨胀珍珠岩…………………………………………．１３ ２．１．４聚丙烯纤维………：…………………………………１４ ２．１．５铝粉…………………………………．……………１４ ２．２实验器备……………………．．…………………………．１５ ２．３泡沫混凝土制备……………………………………………１５ ２．３．１浆料制备……………………………………………１５ ２．３．２试件成型……………………………………………１６ ２．３．３试件养护……………………………………………１６ ２．４性能测试…………………………………………………１６ ２．４．１干密度实验…………………………………………．１６ ２．４．２抗压强度实验………………………．………………．１６ ２．４．３抗冻性能实验……………………………………．…．１６ ２．４．４导热系数实验………………………………………．．１７ ２．４．５孔结构分析…………………………………………．１７ ２．５本章小结……．……………．．………………．………．…．１７
８００～１１００蜒．／ｎ１３，抗压强度达到１０～２０ＭＰａ的泡沫混凝土，并使用多种材料学检测手段， 探讨了其宏观性能和微观结构。
研究了铝粉掺量及粒径对泡沫混凝土抗冻性能、导热系数以及孔结构的影响。５０ 次冻融循环作用下，泡沫混凝土强度损失和质量损失在０￣０．６９铝粉掺量时渐增，Ｏ．６￣０．９９ 铝粉掺量时，强度损失和质量损失几乎不变；铝粉粒度越小，强度损失和质量损失皆相 对较大，且部分泡沫混凝土制品己达抗冻混凝土级别。在０￣０．６９铝粉掺量时，导热系数 随掺量增加而降低，０．６加．９９铝粉掺量时，导热系数变化不大；铝粉粒度越小，导热系 数相对较小，且泡沫混凝土制品已接近保温材料要求。在０￣０．６９铝粉掺量时，随着掺量 的增加，泡沫混凝土孔隙率逐渐增大，０．６加．９９铝粉掺量时，孔隙率几乎不变，且铝粉 粒度越小，孔隙率相对较大：在ｏ￣０．６９铝粉掺量时，随着掺量逐渐增加，泡沫混凝土孔 径逐渐增大，在Ｏ．乱０．９９时，孔径变化趋于平缓，且铝粉粒度越小，平均孔径相对较小； ２００￣３００“ｍ尺寸范围孔径分布百分比达到６０％左右，其他尺寸范围内百分比相差不大， 孔径分布总体上向中间值靠拢，掺不同粒径铝粉泡沫混凝土孔径分布百分比相差无几； 不同掺量及粒径铝粉泡沫混凝土孔分布情况相似，都较均匀。 探讨了泡沫混凝土抗冻性能和导热系数与孔结构的相关性。泡沫混凝土砌块冻融循 环强度损失和质量损失皆随着孔隙率和孔径的增大而逐渐增加；其导热系数随着孔隙率
ｃｏｎｃｒｅｔｅ
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作者签名：
Ｖ
锄铂
日期：妒哆年匆马３日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时 授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并
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Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｅｒｆｂｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｉｇｈｔ－ｗｅｉｇｈｔ ａｎｄ Ｈｉｇｈ—ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｆｏａｍｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ｂｙ ＧＯＮＧ Ｄｕｍｉｎｇ
Ｂ．Ｅ．（Ｌｉａｏｎｉｎｇ
ＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ ｏｆ １陀ｃｈｎｏｌｏｇｙ）２０ ｌ Ｏ
Ｍ．Ｓ．（Ｃｈａｎｇｓｈａ ＵｎｉＶｅｒｓ毋ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）２０１３
和孔径的增大而逐渐降低。
关键词：泡沫混凝土；铝粉；抗冻性能；导热系数；孔隙率；孔径；孔分布；相关性
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｆｏ砌ｃｏｎｃｒｅｔｅ
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ｐｏｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；
ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ
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目录 摘要……………………………………………………………．Ｉ ＡＢＳＴＲＡＣＴ…………………．……．……………………．………．．ＩＩ
第一章 绪论
１．１泡沫混凝土概述……………………………………………．１ １．２研究应用现状………………………………………………３
第三章浆料发泡体系设计
３．１铝粉发泡性能研究…………………………………………．１８ ３．２粉粒料配合比设计…………………………………………．１９ ３．３铝粉对干密度调控…………………………………………．２０ ３．４聚丙烯纤维对抗压强度调控…………………………………．．２１
１．２．１国外研究应用现状……………………………………．．３
１．２．２国内研究应用现状……………………………………．．６ １．３泡沫混凝土性能………………………………………．……８ １．３．１泡沫混凝土特点……．…………………………………８ １．３．２泡沫混凝土缺陷…………．……………………………９
Ａ ｍｅｓｉｓ ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ｉｎ ｐａｎｉａｌ ｓａｔｉｓｆＩａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ
Ｍａｓｔｅｒ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ
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ＵｎｉＶｅｒｓ时ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｌｕｌｏｌｏｇｙ
ｗｉｄｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｖａｌｕｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ８００～１１ ００ ｋｇ／ｍ。ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉＶｅ ｓｔｒｅｎ垂ｈ ｔ０１０～２０
Ｆｏ锄ｃｏｎｃｒｅｔｅ
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ｃａｎ
ｗａｌＩ ｍａｔｅｒｉａｌ．Ｆｌｙ ａｓｈ．ｓｌａｇ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｉｎｄｕｓ仃ｉａｌ ｗａＬＳｔｅ
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ｒｅｄｕｃｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｐｒｏＶｅ ｅｎｅｒｇｙ
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学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的
研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或
集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
学校代号：１０５３６
学 密 号：１０１１１０２０９２６ 级：公开
长沙理工大学硕士学位论文
轻质高强泡沫混凝土的制备与性能研究
学位申请人姓名 导师姓名及职称
龚独明 割基越熬援 物理与电子科学学院 挝挝堂 ２Ｑ１３生Ｑ５旦
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专业名称 论文提交日期 论文答辩日期 答辩委员会主席
１３生Ｑ５旦２８目 割送速熬援
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ｔｈａｗｉｎｇ ｃｙｃｌｅｓ，ｆｏａｍ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓ乜－ｅｎ甜ｈ ｌｏｓｓ ａｎｄ ｍａｓｓ ｌｏｓｓ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ０～０．６９ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ Ａｌ ｐｏｗｄｅｒ，ｉｔ’ｓ ａｌｍｏＳｔ ｍｌｃｈａｎｇｅｄ ｉｎ Ｏ．６～０．９９；ｔ１１ｅ ｓｍａ】ｌｅｒ ｔｈｅ Ａ１ ｐｏｗｄｅｒ ｐａｎｉｃｌｅ ｓｉｚｅ，ｔｈｅ
ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌａｒｇｅｒ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ １０ｓｓ ａｎｄ ｍａｓｓ １０ｓｓ，ａｎｄ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏａｍ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｈａｓ ｒｅａｃｈｅｄ ａｎｔｉ－ｆｒｅｅｚｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ｌｅｖｅｌ．Ｆｏ锄ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｈｅ锄ａｌ
ｃｏｎｄｕｃｔｉＶｉ哆．ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｉｎ ０～０．６９
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通过网络向社会公众提供信息服务。
本学位论文属于 １、保密口，在 ２、不保密团。 （请在以上相应方框内打“√”） 年解密后适用本授权书。
作者签名：
鳓确 导师签名：ａ以叼“峋
日期：加哆年多
月夕
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日期：弦可年占月弓日
摘要
泡沫混凝土是众多建筑材料中的一种，保温隔热性能良好，主要用作墙体材料。粉
煤灰、矿渣等工业废料可以大量用做泡沫混凝土填充材料，其研发有利于减少环境污染 和提高能源利用。因此，泡沫混凝土有着很广的经济价值和应用前景。 试验通过选用试验材料、运用试验方法和实行试验设计研制了干密度在
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１．４研究目的和意义…………．．．．．．．……………．．……………１０
１．５研究内容……………………．…………………………．．１１
第二章实验部分
２．１实验材料……………………．…………………………．．１２ ２．１．１水泥………．…………．．…………………………．１２ ２．１．２粉煤灰……………．………………………………．１２ ２．１．３膨胀珍珠岩…………………………………………．１３ ２．１．４聚丙烯纤维………：…………………………………１４ ２．１．５铝粉…………………………………．……………１４ ２．２实验器备……………………．．…………………………．１５ ２．３泡沫混凝土制备……………………………………………１５ ２．３．１浆料制备……………………………………………１５ ２．３．２试件成型……………………………………………１６ ２．３．３试件养护……………………………………………１６ ２．４性能测试…………………………………………………１６ ２．４．１干密度实验…………………………………………．１６ ２．４．２抗压强度实验………………………．………………．１６ ２．４．３抗冻性能实验……………………………………．…．１６ ２．４．４导热系数实验………………………………………．．１７ ２．４．５孔结构分析…………………………………………．１７ ２．５本章小结……．……………．．………………．………．…．１７
８００～１１００蜒．／ｎ１３，抗压强度达到１０～２０ＭＰａ的泡沫混凝土，并使用多种材料学检测手段， 探讨了其宏观性能和微观结构。
研究了铝粉掺量及粒径对泡沫混凝土抗冻性能、导热系数以及孔结构的影响。５０ 次冻融循环作用下，泡沫混凝土强度损失和质量损失在０￣０．６９铝粉掺量时渐增，Ｏ．６￣０．９９ 铝粉掺量时，强度损失和质量损失几乎不变；铝粉粒度越小，强度损失和质量损失皆相 对较大，且部分泡沫混凝土制品己达抗冻混凝土级别。在０￣０．６９铝粉掺量时，导热系数 随掺量增加而降低，０．６加．９９铝粉掺量时，导热系数变化不大；铝粉粒度越小，导热系 数相对较小，且泡沫混凝土制品已接近保温材料要求。在０￣０．６９铝粉掺量时，随着掺量 的增加，泡沫混凝土孔隙率逐渐增大，０．６加．９９铝粉掺量时，孔隙率几乎不变，且铝粉 粒度越小，孔隙率相对较大：在ｏ￣０．６９铝粉掺量时，随着掺量逐渐增加，泡沫混凝土孔 径逐渐增大，在Ｏ．乱０．９９时，孔径变化趋于平缓，且铝粉粒度越小，平均孔径相对较小； ２００￣３００“ｍ尺寸范围孔径分布百分比达到６０％左右，其他尺寸范围内百分比相差不大， 孔径分布总体上向中间值靠拢，掺不同粒径铝粉泡沫混凝土孔径分布百分比相差无几； 不同掺量及粒径铝粉泡沫混凝土孔分布情况相似，都较均匀。 探讨了泡沫混凝土抗冻性能和导热系数与孔结构的相关性。泡沫混凝土砌块冻融循 环强度损失和质量损失皆随着孔隙率和孔径的增大而逐渐增加；其导热系数随着孔隙率
ｃｏｎｃｒｅｔｅ
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作者签名：
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锄铂
日期：妒哆年匆马３日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时 授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并
Ｓｔｕｄｙ
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Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｅｒｆｂｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｉｇｈｔ－ｗｅｉｇｈｔ ａｎｄ Ｈｉｇｈ—ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｆｏａｍｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ｂｙ ＧＯＮＧ Ｄｕｍｉｎｇ
Ｂ．Ｅ．（Ｌｉａｏｎｉｎｇ
ＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ ｏｆ １陀ｃｈｎｏｌｏｇｙ）２０ ｌ Ｏ
Ｍ．Ｓ．（Ｃｈａｎｇｓｈａ ＵｎｉＶｅｒｓ毋ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）２０１３
和孔径的增大而逐渐降低。
关键词：泡沫混凝土；铝粉；抗冻性能；导热系数；孔隙率；孔径；孔分布；相关性
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｆｏ砌ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ｇｏｏｄ，ｍａｉｎｌｙ ｕｓｅｄ
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ｐｏｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；
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目录 摘要……………………………………………………………．Ｉ ＡＢＳＴＲＡＣＴ…………………．……．……………………．………．．ＩＩ
第一章 绪论
１．１泡沫混凝土概述……………………………………………．１ １．２研究应用现状………………………………………………３
第三章浆料发泡体系设计
３．１铝粉发泡性能研究…………………………………………．１８ ３．２粉粒料配合比设计…………………………………………．１９ ３．３铝粉对干密度调控…………………………………………．２０ ３．４聚丙烯纤维对抗压强度调控…………………………………．．２１
１．２．１国外研究应用现状……………………………………．．３
１．２．２国内研究应用现状……………………………………．．６ １．３泡沫混凝土性能………………………………………．……８ １．３．１泡沫混凝土特点……．…………………………………８ １．３．２泡沫混凝土缺陷…………．……………………………９
Ａ ｍｅｓｉｓ ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ｉｎ ｐａｎｉａｌ ｓａｔｉｓｆＩａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ
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