气凝胶密度对超轻泡沫混凝土性能的影响.pdf

工 程 设 计 本栏编辑：李 瑜 气凝胶密度对超轻泡沫混凝土性能的影响 张 琳 （华北理工大学附属医院基建与后勤保障处，河北 唐山 063000） 摘要：泡沫混凝土指的是将发泡剂用机械或化学方法进行发泡，再与水泥砂浆进行混合，并经成型、养 护而得到的一种带有大量气孔的新型轻质保温材料。与一般混凝土相比，拥有更低的密度，更好的绝 缘性能，因此用作建筑墙体时，其施工方便程度和隔热保温性能都更好。气凝胶是一种极轻且隔热效 果优异的固态物质，其室温热传导率仅0.013W/（m·K），同时具备优异的隔热特性，在航空航天、工业、 交通运输、建筑节能等领域有着广阔的应用空间。基于此，通过试验证明了气凝胶密度对超轻泡沫混 凝土性能的影响，并借助数据分析和试验研究得出可靠的结论，为日后超轻泡沫混凝土的应用提供一 定支持。 关键词：气凝胶密度；超轻泡沫混凝土；性能 中图分类号：TU528.2 文献标识码：A 文章编号：1001-6945（2023）07-43-03 将气凝胶作为泡沫混凝土填充材料，能够起到隔热、 定仪（型号：HotDisk2500S，进口）。 减重的效果。对于这种方法的应用，国内外学者开展了 1.3 试验流程 比较丰富的试验研究。例如黄杰超等人将密度为60%的 泡沫混凝土制备工艺如下：①将水与增稠剂按照 100kg气凝胶掺进混凝土，得到的泡沫混凝土其效果相较 1000:1的比例进行配比；②对试验的固态材料，包括水 [1] 于一般混凝土，导热系数下降50％ 。刘朋等人通过提高 泥、气凝胶、防水材料等进行称重，混合成为干料；③向 泡沫混凝土中的气凝胶密度，得出结论：当气凝胶密度提 所述混合物质中添加增稠水，继续进行搅拌，同时继续 高10％，泡沫混凝土的隔热性能会提高6％，经济效益提 添加0.5%的短切玻璃纤维，直到获得混合浆液；④按照 [2] 高10.2％ 。由此可以看出，在提高泡沫混凝土密度、降 1:40的质量比，发泡剂在水和机械压力下进行发泡，并 低导热性能等方面，所起到的作用是非常明显的。然而， 与混合溶液进行充分搅拌，以获得复合溶液；⑤在模具 目前有关研究大多是以高密度（100kg/m³）的气凝胶填充 上涂抹油脂，将搅拌好的混凝土泥浆注入一个40mm× 料作为基础，如果使用超轻气凝胶（100kg/m³），不仅可以 40mm×40mm的模具内，轻轻拍打模具边沿，以确保不 赋予泡沫混凝土较低的密度、较低的热传导性，还可以减 会发生沉降情况，然后用塑料薄膜封好，放到40℃~ [3] 轻自重，从而降低造价 。为此，本项目拟采用高密度与 50℃恒温恒湿的保温盒内，放置24h后取出；⑥在70℃~ 低密度两种不同类型气凝胶开展试验，探讨气凝胶密度 80℃范围内，将气凝胶泡沫混凝土放置在保温盒中，保 改变对于泡沫混凝土整体性能的影响。 持72h。取出后，自然放置28d后，检测各项性能。 1 试验 1.4 泡沫混凝土配比 1.1 试剂与材料 按照JGJ/T341—2014《泡沫混凝土应用技术规程》 普通硅酸盐水泥，密度为3100kg/m³；自制高密度 规定，超高密度泡沫混凝土中气凝胶和水的比例按照 气凝胶粉体，原料为正硅酸乙酯。通过一般工艺方法 0.182:1进行制备。如果采用气凝胶等体积制作方法， 制成，密度为170kg/m³，粒径≤350µm；超轻的气凝胶粉 超轻气凝胶和水比例为0.079:10。 体密度为75kg/m³，颗粒直径为50µm，两种气凝胶粉体 1.5 密度测试 的孔隙率为95%，导热系数约为0.022W/（m·K）；防水 ①根据JG/T266-2011《泡沫混凝土》标准，在95℃ 剂密度为1.08×10kg/m 。3 3 ~105℃范围下，用恒温干燥箱对3个材质完全相同的样 1.2 试验设备 品进行干燥，使其达到一定的重量，并求出其平均重 电子秤（型号：T1000，泉州产）；恒温干燥箱（型号 量。使用30W/（m·K）的热传导率测量系统对热传导率