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发泡水泥属于A级防火保温材料,在建筑和工业领域具有重要的应用前景。传统的水泥发泡保温材料,是以纯水泥浆体掺加少量的发泡剂、稳泡剂等材料,经过养护后形成的一种轻质多孔保温材料。该材料具有优异的防火性、耐久性和良好的界面粘结性,是一种良好的无机保温材料。然而,采用纯水泥制备的发泡水泥保温材料,不仅成本高,而且需要大量消耗水泥、加剧水泥工业的污染。因此,研发出新型发泡保温材料,降低成本、减少水泥消耗,对于发泡保温材料的生产和应用具有重要价值。本研究采用化学发泡法,在水泥发泡保温材料制备工艺参数优化的基础上,较系统地研究了新型粉煤灰/水泥发泡保温材料的制备工艺参数对产品性能的影响,确定了粉煤灰/水泥发泡保温材料的最佳配方。 水泥发泡保温材料制备工艺参数优化研究表明,水灰比、发泡剂用量、纤维用量、硬脂酸钙等外加剂用量,对发泡水泥的密度、强度和吸水性均有影响,纤维材料具有明显的增强作用,硬脂酸钙等外加剂的使用则能够改善气泡稳定程度、调节料浆凝固速度与气泡膨胀速率之间的平衡。实验最终确定纯水泥发泡材料的最佳配方为:水灰比0.48,发泡剂4.8%、稳泡剂0.6%、促凝剂0.25%、聚丙烯纤维0.4%,此配方得到的发泡水泥产品干密度不大于300kg/m3,质量吸水率30-40%,抗压强度大于0.5MPa,导热系数为0.036W/(m·k),完全满足JC/T266-2011《泡沫混凝土》A03级泡沫混凝土的各项技术指标。 不同配比和条件下粉煤灰/水泥发泡保温材料的制备实验研究表明,以普通42.5普硅水泥为胶凝材料、粉煤灰为掺合料,采用化学发泡工艺能够制备出性能优良的粉煤灰/水泥发泡保温材料。配方为:水泥70%、粉煤灰30%、发泡剂5%、稳泡剂0.8%、促凝剂0.08%、纤维0.4%、硫酸氢钠0.1%、硫脲0.2%时,所制备的发泡水泥的干密度为268kg/m3、抗压强度1.98MPa、导热系数0.012W/(m·k)、吸水率41%,具有密度低、强度高、导热系数低的优越性能。 对粉煤灰/水泥发泡保温材料的结构研究表明,发泡水泥中的泡孔为直径1-2mm的类球形封闭结构,较好地控制料浆粘度和系统表面张力、确定适宜的发泡时间与搅拌温度,是获得稳定的泡孔结构的关键。