[0027] 根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
[0028] 如图1所示,为高强度凝灰岩基发泡水泥保温试块制备流程图。
[0029] 实施例1氢氧化钠投加份数对凝灰岩基发泡水泥保温试块矿抗压强度和导热系数的影响
[0030] 凝灰岩基发泡水泥保温试块制备:所述高强度凝灰岩基发泡水泥保温试块按重量份数包括凝灰岩粉末100份、氢氧化钠2.0份、2.2份、2.4份、2.5份、5份、7.5份、7.6份、7.8份、8份、脱硫石膏2份、粉煤灰5份、硅灰5份、白泥纤维8份、发泡剂2份组分制成。其中,所述发泡剂为茶皂素发泡剂。高强度凝灰岩基发泡水泥保温试块的制备方法,包括以下步骤:1)称取氢氧化钠与凝灰岩粉末,混合,加水搅拌使其充分溶解,烘干得碱活化凝灰岩;2)称取碱活化凝灰岩与脱硫石膏,混合,充分研磨,得活性凝灰岩粉末;3)称取活性凝灰岩粉末、粉煤灰、硅灰、白泥纤维,混合,加适量水搅拌,得凝灰浆,步骤3)的固液比为1∶0.45;4)将发泡剂溶于水中,发泡剂与水的重量比为1∶1,搅拌至完全溶解,得发泡剂溶液,将发泡剂溶液与凝灰浆混合,搅拌均匀,浆体静置发泡,入模,终凝成型后脱模,养护后得凝灰岩基发泡水泥保温试块。
[0031] 抗压强度测试:将凝灰岩基发泡水泥保温试块切样,试件尺寸为40mm×40mm×40mm,按照轻质隔热混凝土抗压强度的标准试验方法(ASTM C495‑2007,Standard Test Method for Compressive Strength of Lightweight Insulating Concrete)对切块试件进行强度测试。
[0032] 导热系数测试:将凝灰岩基发泡水泥保温试块切样,试件尺寸为200mm×200mm×50mm,按照《蒸压加气混凝土性能试验方法》(GBT11969‑2008)对试块进行导热系数测试。检测结果见表1。
[0033] 表1氢氧化钠投加份数对凝灰岩基发泡水泥保温试块矿抗压强度和导热系数的影响
[0034] ‑1 ‑1氢氧化钠投加份数 抗压强度(MPa) 导热系数(W.m .K )
2.0份 2.04 0.1206
2.2份 5.23 0.0917
2.4份 6.37 0.0652
2.5份 9.32 0.0412
5份 10.76 0.0357
7.5份 10.82 0.0341
7.6份 10.84 0.0337
7.8份 10.91 0.0332
8份 10.92 0.0331
[0035] 由表1可看出,当氢氧化钠投加份数低于2.5份时(如表1中,氢氧化钠投加份数=2.4份、2.2份、2.0份以及表1中未列举的更低比值),由于氢氧化钠添加较少,碱激发作用较弱,凝灰岩中硅、铝元素溶解少,早期水化反应诱发不足,使得凝灰岩基发泡水泥保温试块‑1 ‑1
抗压强度均低于6.5MPa,对应导热系数高于0.065W.m .K ;当氢氧化钠投加份数为2.5~
7.5份时,碱激发作用充分,凝灰岩中硅、铝元素溶解较多,早期水化反应及地质聚合反应诱发充足,使得凝灰岩基发泡水泥保温试块抗压强度在9~11MPa之间,对应导热系数在0.034‑1 ‑1
~0.042W·m ·K 之间;当氢氧化钠投加份数高于7.5份时(如表1中,氢氧化钠投加份数=7.6份、7.8份、8.0份以及表1中未列举的更高比值),氢氧化钠添加过量,早期水化反应及地质聚合反应诱发充足,但是凝灰岩基发泡水泥保温试块矿抗压强度和导热系数随着氢氧化钠添加量的进一步增加变化不显著。因此,综合而言,结合效益与成本,氢氧化钠投加份数为2.5~7.5份时,最有利于获得高性能凝灰岩基发泡水泥保温试块。
[0036] 实施例2脱硫石膏投加份数对凝灰岩基发泡水泥保温试块矿抗压强度和导热系数的影响
[0037] 凝灰岩基发泡水泥保温试块制备:所述高强度凝灰岩基发泡水泥保温试块按重量份数包括凝灰岩粉末100份、氢氧化钠7.5份、脱硫石膏1.5份、1.7份、1.9份、2份、3.5份、5份、5.1份、5.3份、5.5份、粉煤灰7.5份、硅灰7.5份、白泥纤维9份、发泡剂3.5份组分制成。其中,所述发泡剂为茶皂素发泡剂。高强度凝灰岩基发泡水泥保温试块的制备方法,包括以下步骤:1)称取氢氧化钠与凝灰岩粉末,混合,加水搅拌使其充分溶解,烘干得碱活化凝灰岩;2)称取碱活化凝灰岩与脱硫石膏,混合,充分研磨,得活性凝灰岩粉末;3)称取活性凝灰岩粉末、粉煤灰、硅灰、白泥纤维,混合,加适量水搅拌,得凝灰浆;步骤3)的固液比为1∶0.55;
4)将发泡剂溶于水中,发泡剂与水的重量比为1∶1,将发泡剂溶液与凝灰浆混合,搅拌均匀,浆体静置发泡,入模,终凝成型后脱模,养护后得凝灰岩基发泡水泥保温试块。
[0038] 抗压强度测试与导热系数测试同实施例1。检测结果见表2。
[0039] 表2脱硫石膏投加份数对凝灰岩基发泡水泥保温试块矿抗压强度和导热系数的影响
[0040]
[0041]
[0042] 由表2可看出,当脱硫石膏投加份数低于2份时(如表2中,脱硫石膏投加份数=1.9份、1.7份、1.5份以及表2中未列举的更低比值),脱硫石膏添加量较少,对应钙源补充较少,早期水化反应及地质聚合反应诱发不足,导致凝灰岩基发泡水泥保温试块抗压强度均低于‑1 ‑110MPa,对应导热系数高于0.040W·m ·K ;当脱硫石膏投加份数为2~5份时,脱硫石膏添加适量,其可以通过酸碱中和方式一定程度上缓解凝灰岩固化试件在固化过程中的泛碱现象,也可以补充钙源,充分诱发早期水化反应及地质聚合反应。因此对应凝灰岩基发泡水泥‑1 ‑1
保温试块抗压强度在10~12MPa之间,对应导热系数在0.031~0.034W·m ·K 之间;当脱硫石膏投加份数高于5份时(如表2中,脱硫石膏投加份数=5.1份、5.3份、5.5份以及表2中未列举的更高比值),脱硫石膏添加过量,浆体酸碱失衡,碱激发作用受到抑制,导致凝灰岩基发泡水泥保温试块的性能随着脱硫石膏的进一步增加而下降。因此,综合而言,结合效益与成本,脱硫石膏与碱活化凝灰岩质量百分比为2%~5%时,最有利于获得高性能凝灰岩基发泡水泥保温试块。
[0043] 实施例3
[0044] 粉煤灰、硅灰、白泥纤维投加份数对凝灰岩基发泡水泥保温试块矿抗压强度和导热系数的影响
[0045] 凝灰岩基发泡水泥保温试块制备:所述高强度凝灰岩基发泡水泥保温试块按重量份数包括凝灰岩粉末100份、氢氧化钠7.5份、脱硫石膏5份、粉煤灰4.6份、4.8份、5份、7.5份、10份、10.2份、10.4份、硅灰4.6份、4.8份、5份、7.5份、10份、10.2份、10.4份、白泥纤维7.6份、7.8份、8份、9份、10份、10.2份、10.4份、发泡剂5份组分制成。其中,所述发泡剂为茶皂素发泡剂。高强度凝灰岩基发泡水泥保温试块的制备方法,包括以下步骤:1)称取氢氧化钠与凝灰岩粉末,混合,加水搅拌使其充分溶解,烘干得碱活化凝灰岩;2)称取碱活化凝灰岩与脱硫石膏,混合,充分研磨,得活性凝灰岩粉末;3)称取活性凝灰岩粉末、粉煤灰、硅灰、白泥纤维,混合,加适量水搅拌,得凝灰浆;步骤3)的固液比为1∶0.65;4)将发泡剂溶于水中,发泡剂与水的重量比为1∶1,将发泡剂溶液与凝灰浆混合,搅拌均匀,浆体静置发泡,入模,终凝成型后脱模,养护后得凝灰岩基发泡水泥保温试块。
[0046] 抗压强度测试与导热系数测试同实施例1。检测结果见表3。
[0047] 表3粉煤灰、硅灰、白泥纤维投加份数对凝灰岩基发泡水泥保温试块矿抗压强度和导热系数的影响
[0048]
[0049]
[0050] 由表3可看出,当粉煤灰投加份数低于5份或硅灰投加份数低于5份或白泥纤维投加份数比低于8份时(如表3中,粉煤灰投加份数等=4.6份、4.8份,硅灰灰投加份数等=4.6份、4.8份,白泥纤维投加份数=7.6份、7.8份,以及表3中未列举的更低比值),由于粉煤灰、硅灰、白泥纤维添加量偏少,硅、铝、钙分布不平衡,水化反应和地质聚合反应诱导强化不足,凝灰岩材料固化过程中形成的三维空间结构较为松散,纤维体与凝灰岩胶凝材料的融合不充分,导致凝灰岩基发泡水泥保温试块抗压强度均低于11MPa,对应导热系数高于‑1 ‑10.037W·m ·K ;当粉煤灰投加份数为5~10份且硅灰投加份数为5~10份且白泥纤维投加份数为8~10份时,硅、铝、钙分布平衡,水化反应和地质聚合反应进一步强化,凝灰岩材料固化过程中形成更紧密的三维空间结构,纤维体向三维空间结构有效沿伸,因此对应凝灰岩基发泡水泥保温试块抗压强度在11‑14MPa之间,对应导热系数在0.024~0.032W·m‑1 ‑1
·K 之间;当粉煤灰投加份数高于10份或硅灰投加份数高于10份或白泥纤维投加份数比高于10份时(如表3中,粉煤灰投加份数等=10.2份、10.4份,硅灰灰投加份数等=10.2份、
10.4份,白泥纤维投加份数=10.2份、10.4份,以及表3中未列举的更高比值),凝灰岩材料固化过程中形成紧密的三维空间结构,纤维体向三维空间结构充分沿伸,但是凝灰岩基发泡水泥保温试块矿抗压强度和导热系数随着活性凝灰岩粉末、粉煤灰、硅灰、白泥纤维质量比的进一步增加变化不显著。因此,综合而言,结合效益与成本,当粉煤灰投加份数为5~10份且硅灰投加份数为5~10份且白泥纤维投加份数为8~10份时,最有利于获得高性能凝灰岩基发泡水泥保温试块。
[0051] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。