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发泡水泥作为一种节能型的新型建材,具有质轻、保温隔热、防火性能优越等特点,但是发泡水泥特殊的结构使它的抗压强度低、防水性能差,制约了发泡水泥的推广和应用。因此,需要优化发泡水泥的抗压强度和防水性能,以利于发泡水泥的发展和应用。本文通过纤维增强、羧甲基纤维素钠(CMC)增强和化学外加剂增强的方法,针对不同增强方法对发泡水泥的强度影响规律进行了研究;采用添加防水剂和减水剂的方法,考察了防水剂和减水剂对发泡水泥的吸水性能的影响。纤维增强实验结果表明:在纤维的长度相同时,聚丙烯纤维、玻璃纤维和碳纤维的最佳掺量分别为0.4%、0.4%和0.2%,在最佳掺量条件下,掺加聚丙烯纤维的试样的性能最优;在同种纤维相同掺量时,纤维长度较短时,对发泡水泥的增强效果较显著。实验最终确定添加0.4%的长度为6mm的聚丙烯纤维,此时发泡水泥的抗压强度为1.20MPa,与空白试样相比提高了 94%。CMC增强实验结果表明:不同温度的CMC溶液对发泡水泥的抗压强度均有不同程度的提高。掺入25℃℃的CMC溶液可获得的最佳抗压强度为1.06MPa,掺入50℃CMC溶液可获得的最佳抗压强度为1.26MPa,分别比空白试样提高71%和103%,此时CMC的最佳掺量分别为0.085‰和0.069‰。CMC在发泡水泥体系中,一方面可以促进水泥水化和粉煤灰发挥火山灰效应,另一方面能够改变发泡水泥的微观形貌,使孔壁结构更为致密。化学外加剂增强试验结果表明:硫酸氢钠对发泡水泥抗压强度影响比较大,硫脲的影响次之,而硫化钠对发泡水泥的抗压强度几乎不存在影响。当硫酸氢钠掺量为0.1%时,试样的28d抗压强度达到最大1.13MPa,较空白试样提高了 30%。硫酸氢钠的加入有利于水泥的水化,减少了不利于强度的Ca(OH)2的含量,水化产物彼此交叉连生形成网状结构,使发泡水泥的骨架致密,提高了发泡水泥的强度。防水剂对发泡水泥吸水性能的影响研究表明:防水剂对发泡水泥的吸水率的效果不明显,防水剂的用量从1%增加到5%时,吸水率从38%降低到34%,仅降低了 4%,而且防水剂使发泡水泥的抗压强度降低,不适合用在本实验的发泡水泥体系中。减水剂对发泡水泥吸水性能的影响研究表明:减水剂可以有效降低发泡水泥的吸水率,当萘系减水剂掺量从0.1%增加到0.9%时,发泡水泥的吸水率从38.4%降低到22%,在最佳掺量0.9%时,相比于空白试样降低了 43%,而且在此用量下,萘系减水剂对发泡水泥的抗压强度没有危害;而聚羧酸减水剂的掺量在相同范围变化时,发泡水泥的吸水率从38.4%降低到35%,效果不及萘系减水剂。根据以上研究,得到具有高强度和低吸水率的发泡水泥的配方:主材采用70%水泥+30%粉煤灰,其他添加剂为:双氧水5%、6mm聚丙烯纤维0.4%、硬脂酸钙0.8%、碳酸锂0.08%、硫酸氢钠0.1%、CMC0.069‰、萘系减水剂0.9%(占主材的重量百分数),水灰比0.4。制备的发泡水泥的抗压强度为1.26MPa,干密度为286kg/m3,吸水率为22%,导热系数0.045W/(m·K),与JC/T266《泡沫混凝土》中A03级泡沫混凝土的技术指标相比,用该配方制备的发泡水泥具有高强度、低吸水率的优点。此外,为了扩大原材料的来源,降低发泡水泥的生产成本,本文还在此配方的基础上,用矿渣替代部分水泥,用尾矿替代部分粉煤灰,研究了矿渣和尾矿对发泡水泥性能的影响规律及作用机理,研究结果表明:矿渣取代水泥对发泡水泥的抗压强度有不利影响;但是,采用细磨硅质尾矿取代部分粉煤灰,则会在一定程度上提高发泡水泥的抗压强度,并且抗压强度会随着尾矿细度的提高而增大。根据以上研究得到由50%的水泥、20%的粉煤灰、20%的矿渣和10%的比表面积为1161.7m2/kg的尾矿组成的发泡水泥主材体系,制备出的发泡水泥的抗压强度为1.19MPa,干密度为272kg/m3,吸水率为27%,导热系数为0.049W/(m·K),其性能优于JC/T266《泡沫混凝土》中A03级泡沫混凝土的技术指标。