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摘 要

发泡水泥是一种含有大量封闭独立气孔，具有轻质、保温、隔热、耐火及隔音等性能的材料。其发泡成型工艺为：料浆在搅拌过程中利用化学发泡法引入气泡，形成发泡水泥拌合物，将拌合物浇筑入模后膨胀而成。使用硫铝酸盐水泥制备无机发泡保温材料，具有强度发展快，生产周期短等特点。本实验探索发泡水泥的成型条件，确定基础配合比的设计，并且对发泡水泥各性能进行合适的调控。硫铝酸盐水泥碱度较低，发泡过程中需加入催化剂，当发泡剂掺量为4.5 wt%时，催化剂掺量为0.5 wt%，可使水泥发泡成型。对其孔径调控时，稳泡剂掺量为1 wt%，平均孔径为1.91 mm。研究矿渣、粉煤灰对发泡水泥各性能的影响过程中，矿渣对发泡水泥的调控是不利的；而粉煤灰对其性能调控是有利的，粉煤灰掺量增加，发泡水泥平均孔径减小。使用表面活性剂苯丙乳液、改性硅树脂聚醚微乳液、羧甲基纤维素钠、防水型可再分散乳胶粉、吐温20对发泡水泥进行调控时，最后得出0.25 wt%苯丙乳液对其干密度、抗压强度、宏观孔结构的调控是有利的。

关键词：硫铝酸盐水泥 干密度 宏观孔结构 表面活性剂

Abstract

Foaming cement is a kind of material which contains a large number of closed independent stomata, which have the properties of light, heat insulation, insulation, fire resistance and sound insulation. Its foaming molding process is: the slurry in the mixing process by using chemical method is introduced into bubbles and foamed cement mixture formation, the structural inflation after pouring into the mould. The inorganic foam insulation materials are prepared by using sulfurate cement, which is characterized by rapid development and short production cycle. This experiment explores the design of the foundation matching ratio of foam cement and the proper regulation for the performance of foaming cement. Sulphur aluminate cement alkalinity is lower, need to join in the process of foaming catalyst, when the dosage of foaming agent was 4.5 percent, catalyst dosage was 0.5 percent, cement foam molding. For the regulation of its aperture, the amount of the foam agent was 1percent, and the average aperture was 1.91 millimeter. In the process of the influence of Slag and Fly ash on the performance of foaming cement, Slag is unfavorable to the regulation of foaming cement. And the powder Fly ash is favorable to the performance regulation, the powder Fly ash admixture quantity increases, the average aperture diameter of foamed cement decreases. Styrene acrylic emulsion using surfactant, modified silicone polyether type microemulsion, sodium carboxymethyl cellulose, waterproof to disperse latex powder, twain control foaming cement 20 for, finally reach 0.25 percent styrene acrylic emulsion on dry density, compressive strength and pore structure of macro regulation and control is beneficial.

Keywords: Sulphate aluminium cement; Dry density; Macro pore structure; Surfactant

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景与意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 2

1.2 多孔材料的保温隔热机理 3

1.3 发泡水泥的物理力学性能 5

1.4 发泡水泥的研究进展以及存在的问题 5

1.4.1 研究进展 5

1.4.2 存在的问题 6

1.5 本课题主要研究工作 7

第二章 实验原材料和测试方法 8

2.1 实验原材料 8

2.1.1 胶凝材料 8

2.1.2 辅助性胶凝材料 9

2.1.3 外加剂 9

2.1.4 水 10

2.2 实验设备 10

2.3 发泡水泥的制备原理及制备工艺 11

2.3.1 制备原理 11

2.3.2 制备工艺 11

2.4 性能测试 12

2.4.1 抗压强度测试方法 12

2.4.2 干密度测试方法 12

2.4.3 导热系数测试方法 12

2.4.4 宏观孔结构表征方法 13

第三章 基础配合比的设计 14

3.1 基础配合比的设计准则 14

3.2 催化剂、发泡剂掺量对纯水泥发泡成型的研究 14

3.3 稳泡剂掺量与发泡水泥性能的关系 15

3.3.1 稳泡剂掺量对干密度/抗压强度的影响 16

3.3.2 稳泡剂掺量对发泡水泥宏观孔结构的影响 17

3.4 基础配合比的确定 20

第四章 辅助性胶凝材料的掺量对发泡水泥性能研究 21

4.1 辅助性胶凝材料的选取原则 21

4.2 SAC-Slag发泡水泥体系的性能研究 21

4.2.1 Slag掺量对发泡水泥体系干密度/抗压强度的影响 21

4.2.2 Slag掺量对体系宏观孔结构的影响 22

4.3 SAC- FA发泡水泥体系的性能研究 24

4.3.1 FA掺量对发泡水泥体系干密度/抗压强度的影响 24

4.3.2 FA 掺量对体系宏观孔结构的影响 25

4.4 本章小结 27

第五章 表面活性剂对SAC-FA发泡体系的影响 29

5.1 表面活性剂对SAC-FA发泡体系成型的研究 29

5.1.1 改性硅树脂聚醚微乳液（MPS）对体系发泡成型的影响 29

5.1.2 吐温20对体系发泡成型的影响 29

5.1.3 羧甲基纤维素钠对体系发泡成型的影响 30

5.1.4 苯丙乳液对体系发泡成型的影响 31

5.2 表面活性剂掺量与体系的性能关系 31

5.2.1 苯丙乳液对发泡水泥抗压强度/干密度的影响 31

5.2.3 苯丙乳液掺量对发泡水泥宏观孔的调控 32

第六章 结论与展望 34

6.1 结论 34

6.2 展望 34

参考文献 36

致谢 38

第一章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.1.1 研究背景

在建筑材料的应用领域，水泥能耗较高，生产过程污染严重，它的发展前景受到新形势下的挑战^[1]。因此研发各类水泥新的应用领域对环境保护、保温节能都有着显著的意义^[2]。

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