國內(nèi)泡沫混凝土材料的研究成果 |
發(fā)布日期:2018-7-24 10:07:33 點(diǎn)擊數(shù):624 次 新聞來源: |
國內(nèi)泡沫混凝土材料的研究成果,近年來隨著對聚苯乙烯泡沫材料優(yōu)良性能的深入了解,發(fā)泡聚苯乙烯(Expandedpolystyrene,EPS)填充水泥材料已引起了科研人員的高度重視。 發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)是一種輕質(zhì)、內(nèi)含不連續(xù)氣孔的泡沫,具有密度低、比強(qiáng)度高、吸水率低、耐酸堿、保溫性好等一系列優(yōu)點(diǎn),但EPS顆粒具有兩大弱點(diǎn):第一,由于EPS表觀密度比較低,所以保溫材料在攪拌過程中易產(chǎn)生離析;第二,EPS表面為憎水性,與無機(jī)膠凝材料不潤濕,造成了其與水泥漿體界面黏結(jié)力比較差。因此,需要對其表面進(jìn)行化學(xué)處理。
在以前的報(bào)道中,大多數(shù)的研究人員采用界面添加劑(環(huán)氧樹脂或水溶性乙烯丙酸脂等)來改善表面性能,但這大大提高了保溫材料的成本。
通過對廢棄EPS的預(yù)處理,使其表面由憎水性改變?yōu)橛H水性,成功地解決了無機(jī)膠凝材料對EPS不潤濕、混合料和易性差、黏結(jié)強(qiáng)度低的技術(shù)難題。研究人員選擇了高分子黏結(jié)劑和偶聯(lián)劑,配制低水灰比拌合物的硅酸鹽水泥膠結(jié)料,利用黏結(jié)劑和偶聯(lián)劑的雙重作用,實(shí)現(xiàn)復(fù)合膠結(jié)料對EPS的表面包裹,從而有效地改善了EPS的表面性能。
陳兵等[3]探索了一種結(jié)構(gòu)EPS輕質(zhì)泡沫材料,利用了類似裹砂工藝的方法制作了新型的泡沫混凝土材料。并且采用微硅粉來提高EPS在水泥漿體中的分散效果和界面黏結(jié)強(qiáng)度,同時(shí)加入的鋼纖維顯著提高了泡沫材料的劈裂抗拉強(qiáng)度,并改善了其抗干縮性能。研究人員發(fā)現(xiàn)在EPS填充泡沫混凝土材料中同時(shí)摻加微硅粉和鋼纖維能使泡沫材料的力學(xué)性能和干縮性能達(dá)到最佳。
隨著對發(fā)泡聚苯乙烯填充水泥材料研究的逐漸深入,國內(nèi)的研究者已經(jīng)開始了EPS填充水泥泡沫材料在吸波性能方面的研究。大連理工大學(xué)的管洪濤[4]通過對EPS填充水泥復(fù)合材料的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),該水泥材料具有良好的吸波性能。EPS填充率和顆粒直徑對材料的吸波性能具有明顯的影響,對室內(nèi)電磁波的防護(hù)也起到了積極的作用。由于純水泥試樣損耗性能比較低,而且水泥試樣比較致密,導(dǎo)致材料的透波性能比較差。而EPS是一種良好的透波材料。
其顆粒在漿體內(nèi)均勻分布,引導(dǎo)入射電磁波進(jìn)入材料內(nèi)部,并且在材料內(nèi)部發(fā)生多次反射性散射,一方面增加了單顆粒對電磁波的吸收次數(shù),另一方面也增加了散射過程中對電磁波的損耗。同時(shí),EPS填充水泥復(fù)合材料在加壓過程中發(fā)生了較大變形,但其破壞過程是逐漸的,表明材料具有一定的韌性,而純水泥試樣則是脆性破壞,達(dá)到壓力極限發(fā)生突然破壞,說明EPS填充水泥復(fù)合材料具有較好的吸收能量的功能。
全球化的能源危機(jī)已完全呈現(xiàn)在世人面前,對廢棄物的回收利用已逐漸引起了科技工作者的高度重視。
臺灣的Kuen-ShengWang等[5]開發(fā)出了一種利用下水道淤泥灰形成多孔泡沫材料的方法。Monzo等[6]早在1999年就指出下水道淤泥灰是一種再反應(yīng)材料,它的黏結(jié)力來源于火山灰特性。同時(shí)淤泥灰能夠形成氣孔結(jié)構(gòu)是因?yàn)樗拟}含量高和多孔結(jié)構(gòu)。先前的研究大多集中在對淤泥灰的燒結(jié)形成產(chǎn)品或?qū)Y源的再利用方法上面,例如部分代替水泥或是作為瀝青的添加劑。但這些做法都存在著高能耗的缺陷,而文獻(xiàn)[5]開發(fā)的新填料泡沫材料大大改善了淤泥灰的利用現(xiàn)狀,并且取得了良好的效果。由于淤泥灰是微酸性材料,不能提供充足的堿度與鋁粉完成起泡反應(yīng),所以要加入水泥提高堿度并增加了材料的黏結(jié)力。研究成果顯示淤泥灰泡沫材料中淤泥灰的含量為70% ̄85%,水固比為0.5% ̄0.7%摻量為0.1% ̄0.2%,以此形成的泡沫材料的孔徑只有0.1!m,而用普通鋁粉激發(fā)的水泥泡沫材料孔徑為10"m。因此淤泥灰泡沫材料形成的氣孔更加均勻、密實(shí),熱導(dǎo)率在0.084W/(m?K)到0.102W/(m?K)之間,從而改善了材料的保溫性能。研究成果顯示控制材料的水固比能夠更好的增強(qiáng)它的輕質(zhì)特性和抗壓性能。 |
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