料浆流动度对双氧水泡沫混凝土浆体稳定性的影响.pdf
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1、钎 建巍 粉 中 国 科 技 核 心 期 刊 料浆流动度对双萤水泡沫混凝土 浆傩稳定畦硇影响 李驰 , 方从启 ( 上海 交通 大学 船舶海洋与建筑工程学院土木工程 系, 上海2 0 0 2 4 0 ) 摘要 : 以普通硅酸盐水泥为胶凝材料, 使用粉煤灰替代部分水泥, 利用化学发泡法制备泡沫混凝土, 系统地研究了在不同料浆 流动度条件下泡沫混凝土浆体稳定性及其力学性能。结果表明, 料浆稳定膨胀的基本条件是: 大量发泡阶段料浆极限剪应力值或塑 性 强度值 应小, 但又不能过小 , 恰能阻止气泡升浮 。发泡结束后 , 浆体极 限剪应力 与塑性强度应迅速增长 , 加强 已形成 的气孔 结构; 泡沫
2、混凝土的最 佳发泡料浆流动度为 3 5 0 - 4 5 0 mm。 关键词: 泡沫混凝土; 流动度; 双氧水: 稳定性 中图分类号: T U 5 5 1 3 3 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 5 ) 0 8 0 0 0 1 0 4 I n f l u e n c e o f s l u r r y r h e o l o g y o n t h e s t a b i l i t y o f h y d r o g e n p e r o x i d e f o a m c o n c r e t e L 1 C h i , F ANG C o
3、 n g q i ( S h a h 【g h a i J i a o To n g Un i v e r s i t y, S c h o o l o f Na v a l Ar c h i t e c t u r e , Oc e a n Ci v i l En g i n e e r i n g , S h a n g h m 2 0 0 2 4 0, C h i n a ) Abs t r ac t : I t i s pr e p a r a t i o n o f f o a m c o n c r e t e b y us i n g c h e mi c a l f o a m
4、i n g, wi t h P o rtl a n d c e me n t a s t h e c e me n t ma t e r i a l , a n d t h e u s e o f f l y a s h r e p l a c i n g p a r t o f c e me n t S y s te ma t i c a l l y s t u d i e d foa m c o n c r e t e s l u r r y s t a b i l i t y a n d i t s me c h a n i c a l p r o pe i e s u n d e r
5、d i f f e r e n t d e g r e e s o f s l u r r y r h e o l o g y Th e r e s u l t s s h o we d t h a t : t h e b a s i c s t a b l e e x pa n s i o n c o n d i t i o n o f s l u r r y i s t h a t i n f o a mi n g s t a g e , s l u r r y l i mi t s h e a r s t r e s s o r p l a s t i c s t r e n g t h
6、 s h o u l d b e s mall , b u t n o t t o o s ma l l , i t c a n p r e v e n t b u b b l e s f l o a t i n g Af t e r t h e e n d o f f o a mi n g , i n o r d e r t o s t r e n gth e n a l r e a d y f o r me d s t o ma t al s t r u c t u r e , s l u r r y u l t i ma t e s h e a r s t r e s s a n d p
7、 l a s t i c s t r e n gth s h o u l d be o f r a p i d g r o wt h; t h e b e s t s l u r r y r h e o l o g y r a ng e f o r f o a m c o n c r e t e i s 3 5 0 4 5 0IT U T Ke y wo r ds : foa m c o n c r e t e , r h e o l o g y , h y d r o g e n p e r o x i d e, s t ab i l i t y 泡沫混凝土具有轻质、 保温隔热、 隔声、 不
8、燃、 抗震、 低碳、 成本低廉、 易加工等特性。近年来, 我国泡沫混凝土产业得到 快速发展, 在建筑节能领域和建筑工程中发挥着越来越重要的 作用【 1 , 在全国范围内大量生产和应用。所谓泡沫混凝土浆体 的稳定性是指, 发泡与料浆稠化这一对矛盾相统一, 即发泡速 度与料浆稠化速度相适应, 发泡混凝土多孔结构才能形成。 也 就是说, 在大量发泡阶段料浆要缓慢稠化, 料浆具有好的流动 性使发泡顺畅; 同时料浆具有好的保气能力, 使气泡不升浮逸 出。整个发泡过程应在料浆丧失流动性前结束, 一旦发泡结 基金项 目: 国家 自然科 学基 金项 目( 5 1 1 7 8 2 6 4, 5 1 o 4 8
9、o o 1 ) 收稿 日期 : 2 0 1 5 0 2 1 3 : 修 订 日期: 2 0 1 5 0 3 1 7 作者 简介 : 李 驰, 男, 1 9 9 0年生 , 上海人 , 硕 士研究 生, 研究 方 向为 新 型节能环保材料 、 混凝土 结构 耐久 性。 E m a i l : 1 c 9 0 4 1 7 1 6 3 c o m。 通讯 作者: 方从启, 地址: 上海市闵行区东川路 8 0 0号 上海交通大学木兰 船建大楼 A5 1 7室, 电话: 0 2 1 3 4 2 0 6 7 2 7 , E m ail : e q f a n g s j t u e d u C B 。 束
10、, 料浆应迅速稠化丧失流动性, 稳住已形成的气孔结构。 可 见, 研究料浆流动度对泡沫混凝土的影响尤为重要。 目前, 有 关化学法发泡泡沫混凝土的研究集中于水灰比对泡沫混凝 土发泡效果的影响, 如陈志纯等翻 研究了不同水灰比对化学 发泡泡沫混凝土材料性能的影响得出,水胶比在0 5 5 0 6 5 时发泡效果最好; 张云飞等例 根据经验, 将水灰比设定为0 5 0 , 采用化学法发泡制备泡沫混凝土, 通过测量浆体发泡体积来 表征泡沫混凝土的稳定性。但是, 以上研究均未提及料浆流 动度对泡沫混凝土浆体稳定性的影响。 本研究主要以化学方法产生气泡制备 8 0 0 1 5 0 0 k g m , 的
11、泡沫混凝土, 主要研究了 在不同 料浆流动度条件下泡沫混 凝土浆体稳定性及其力学性能。 1 理论与分析 1 1 泡沫混凝土料浆发泡顺畅的条件 双氧水在料浆中的分解过程放出大量的气体必然使得 N E W BUl L DI NG MAT E RI AL S 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 李驰, 等: 料浆流动度对双氧水泡沫混凝土浆体稳定性的影响 浆体体积膨胀。以下分析料浆能够顺利发泡膨胀的条件。 先假设料浆中有上下邻近的2 个气泡, 上面气泡的压力为 P , , 下面气泡的压力为P , 2 个气泡相距 , 2 个气泡半径均为 r 。 再假设2 个气泡间形成了1
12、 个半径为r 、 长度为 的浆体 圆柱体。那么, 当作用在圆柱体上的外力F能够克服圆柱体 表面上的极限剪应力 所形成的阻力 时, 料浆才能流动, 因此浆体发泡膨胀的条件为: 。其中: ( P r p 1-p g a h ) r ? = Ca p - p g h h ) rrr 2 ( 1 ) F= 2 tr r A h 0 ( 2 ) 所以D 可以写为: C a p - p g a h ) 盯 r Z 2 7 r r A h l 0 , 即 r 0 ( - - p g A h ) r 2 A h ( 3 ) 式中: P l 、 p 厂压力, k N ; 间距, m ; 广气泡半径, r n ;
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