空心玻璃微珠對(duì)泡沫混凝土性能的影響

1、2014年第2期(總第292期)Number2in2014(TotalNo292)混凝土Concrete原材料及輔助物料MATERIAIADMINICLEdoi：103969~issn10023550201402019空心玻璃微珠對(duì)泡沫混凝土性能的影響王晴，吳陶俊。邱琳格。姚琦(沈陽(yáng)建筑大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110168)摘要：泡沫混凝土的干密度和抗壓強(qiáng)度是相互矛盾的，它們之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系?？招牟Ａ⒅槭且环N質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、

2、導(dǎo)熱系數(shù)低、熱穩(wěn)定性好的新型輕質(zhì)材料。通過(guò)摻加空心玻璃微珠研究其對(duì)泡沫混凝土性能的影響，從而制備輕質(zhì)保溫的泡沫混凝土。結(jié)果表明：泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)隨著空心玻璃微珠摻量的增加而降低，當(dāng)泡沫混凝土的干密度在120~200kg／ma時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)最小為O044W／(mK)?？招牟Ａ⒅榈倪m宜摻量為5％～15％。關(guān)鍵詞：泡沫混凝土；空心玻璃微珠；干密度；抗壓強(qiáng)度；導(dǎo)熱系數(shù)中圖分類號(hào)：TU528041文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002—3550(2

3、014)02—0071—04EfectofhollowglassmicrosphereonperformanceoffoamconcreteWANGQing，刪Taoflm，QIULinge，YAO(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShenyangJianzhuUniversity，Shenyang110168，China)Abstract：Drydensityandcompressives

4、trengthoffoamconcre~areconflicting，thereisanegativerelationshipbetweenthemHollowglassmicrosphereisanewlightweightmaterialwhichislightweight，highstrength，lowthermalconductivityandgoodthermalstabilityInordertopreparelightw

5、eightfoamconcre~andtoachievetherequiredstrengthresearchedtheefectsofdifferentdosageonpropertiesoffoamconcr~ethroughaddinghollowglassmicrospheresTheresultsshowedthatthethermalconduaivityoffoamconcreteincreasedasthehollowg

6、lassmierosphereincreased，andthedrydensitiesoffoamconcretewerebetween120200kg／m3theminimumthermalconductivitywas0044W／(m。K)Tbeappropriatedosageofhollowglassmicrospherewas5％15％Keywords：foamconcrete；hollowglassmicrosphere；d

7、rydensity；compressivestrength；thermalconductivity0引言泡沫混凝土作為新型的無(wú)機(jī)防火保溫材料，普遍存在密度大，強(qiáng)度低以及保溫性不及有機(jī)材料等方面的缺陷，但是綜合相比，它仍然是有機(jī)易燃材料的最佳取代品。目前，泡沫混凝土在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用并沒(méi)有被廣泛推廣使用，主要是由于其干密度大和抗壓強(qiáng)度低等問(wèn)題D匐。因?yàn)榕菽炷恋母擅芏群涂箟簭?qiáng)度指標(biāo)是相互對(duì)立的，是矛盾的統(tǒng)一體。而國(guó)內(nèi)主要的研究是重點(diǎn)解決在

8、降低泡沫混凝土干密度的前提條件下，如何提高其抗壓強(qiáng)度，以及平衡泡沫混凝土的其他性能?？招牟Ａ⒅槭且环N中空的圓球粉末狀超輕質(zhì)無(wú)機(jī)非金屬材料，是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種用途廣泛、性能優(yōu)異的新型材料。高性能空心玻璃微珠具有質(zhì)量輕、抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低及流動(dòng)性好等特點(diǎn)。在加工復(fù)合材料中，不僅能減少制品的缺陷，而且使生產(chǎn)效率提高15％20％，空心玻璃微珠作為惰性減輕劑，只需要使用小摻量就能替代較重的材料，可以添加不同比例的空心玻璃微珠來(lái)降低產(chǎn)品的

9、干密度。國(guó)內(nèi)外主要的應(yīng)用領(lǐng)域在涂料、固井水泥漿、膩?zhàn)印⒏◇w材料、陶瓷材料和復(fù)合材料等[351。而使用空心玻璃微珠替代部分水泥基膠凝材料制備輕質(zhì)高強(qiáng)的泡沫混凝土在國(guó)內(nèi)鮮有應(yīng)用。綜上所述，泡沫混凝土要得到廣泛應(yīng)用的前提是必須解決干密度和抗壓強(qiáng)度這兩個(gè)普遍存在的問(wèn)題。本課題制備一種輕質(zhì)并達(dá)到強(qiáng)度要求的泡沫混凝土，采用快硬硫鋁酸鹽水泥為膠凝材料，通過(guò)摻入不同比例的空心玻璃微珠替代部分水泥，研究其在不同摻量下對(duì)泡沫混凝土干密度和抗壓強(qiáng)度的影響。1

10、試驗(yàn)11試驗(yàn)原材料水泥：河北唐山北極熊有限公司生產(chǎn)的425級(jí)快硬硫鋁酸鹽水泥；發(fā)泡劑：透明無(wú)色無(wú)味，韓國(guó)信宇機(jī)械有限公司生產(chǎn)高性能復(fù)合發(fā)泡劑；空心玻璃微珠：中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院和中科院合作開(kāi)發(fā)H46型，主要成分是堿石灰一硼硅酸鹽舊。表1425級(jí)快硬硫鋁酸鹽水泥化學(xué)組分％收稿日期：20130803基金項(xiàng)目：住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部科學(xué)研究項(xiàng)目(2011k121)；沈陽(yáng)市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目(sjw20121)71學(xué)兔兔www.xuetu

11、tu.com翻空心玻璃微珠摻量，％(a)圖3憩卜空心玻璃微珠摻量，％(b)空心玻璃微珠摻量對(duì)泡沫混凝土性能的影響表3正交優(yōu)化設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案與結(jié)果G昌鰻空心玻璃微珠摻量，％(b)水灰比(c)圖4各因素對(duì)泡沫混凝土比強(qiáng)度的影響變大，泡沫混凝土干密度和強(qiáng)度同時(shí)降低，在使試塊輕質(zhì)的表4比強(qiáng)度作為考核指標(biāo)的直觀分析同時(shí)也降低其抗壓強(qiáng)度；而空心玻璃微珠的摻入則會(huì)穩(wěn)定試塊內(nèi)部的氣孑L結(jié)構(gòu)，使氣孔能夠細(xì)小均勻的分布。優(yōu)化試驗(yàn)各因素對(duì)比強(qiáng)度影響最大的最佳配

12、合比為B1CIA2，即泡沫摻量為4000mL，空心玻璃微珠摻量為5％，水膠比為06。導(dǎo)熱系數(shù)作為考核指標(biāo)的直觀分析見(jiàn)表5。在各因素對(duì)泡沫混凝土導(dǎo)熱系數(shù)影響中，泡沫摻量對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)影響最為顯著，空心玻璃微珠次之。水膠比越小，泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)越低。因?yàn)楦咚z比的泡沫混凝土孔隙率大，孑L徑變得更加均勻細(xì)小，使得氣孔與氣孑L的距離縮短，氣孑L相互接觸的可能性非常大，甚至?xí)嬖谙嗷ミB通的氣孔。而氣孔之間的相互作用會(huì)使熱流方向形成熱導(dǎo)鏈，因此會(huì)增