新型有机复合发泡混凝土的开发研究开题报告

1. 研究目的与意义

“十三五”规划出台后，国家推行节能减排，循环经济的政策，大力淘汰高能耗，高污染的产业，建筑节能也纳入规划，强制执行。对新建筑墙体材料的使用，从设计到施工，必须使用节能环保的墙材。新型墙体的使用率从几年前的35%提高到65%。这势必产生新型节能环保墙材的巨大市场需求。

近年来，我国现阶段正在大力推进符合生态节能、资源综合利用的建筑材料的研究和开发，泡沫混凝土由于其良好的性能而具有广阔的应用前景。泡沫混凝土作为一种新型节能环保的墙体材料备受人们关注。作为泡沫混凝土的主要组成部分，经济、高性能发泡剂的研制和开发，对于泡沫混凝土的性能和应用具有关键性的作用。另外，结合墙体材料革新和建筑节能政策的推行，开发生产高性能泡沫混凝土砌块、墙板等产品将越来越受到重视。普通泡沫混凝土的强度不够，只能来做填充墙和保温隔热层。目前国内市场上已经有可用于承重性的陶粒泡沫混凝土砖块了，也有称为陶粒增强加气砌块，自保温陶粒加气块。

泡沫混凝土是一种新型保温隔热材料，它和加气混凝土相比，可自然养护硬化；生产工艺简单，投资规模小。泡沫混凝土不但生产成各种各样的预制品，而且还能现场浇注。随着我国墙体材料的改革与建筑节能政策的推行，节能型建筑材料的开发和应用受到广泛的重视，国内大力发展节能、利废、保温、轻质等新型材料，其中泡沫混凝土砌块将在非承重墙体材料中占有重要的地位。然而，目前泡沫混凝土存在诸多问题，如普遍使用特种水泥，凝结时间较长，浆体易泌水离析，强度偏低；而且泡沫混凝土的导热机理和压缩力学性能没有进行深入的研究。

2. 研究内容和预期目标

今后的研究方向：进一步降低成本，研究简单可靠、稳定的泡沫混凝土材料生产工艺；进一步研究泡沫混凝土的各种性能及影响其性能的因素、解决气泡均匀问题；研制高效发泡剂，研究原料与复合外加剂的选用配比以及其对混凝土性能的影响，优化工艺流程及设备等；进一步扩大其应用范围。

本论文深入研究玻纤复合泡沫混凝土以及纤维复合泡沫混凝土，优选发泡剂，进行新型墙材开发。在产品工艺设计上，通过加入助剂，实现常温下即可完成养护，同时制品具有很高的强度和硬度。非承重性的自保温发泡混凝土砖，具有广阔的应用前景和较好的环境效益、社会效益。

3. 研究的方法与步骤

泡沫混凝土主要组组分包括水泥、泡沫剂、骨料、粉煤灰、外加剂和水。必要时，可根据使用要求增加其它组成，如短切纤维、有机高分子聚合物。

以水泥-粉煤灰-泡沫-水原料体系泡沫混凝土为研究对象。设计参数：泡沫混凝土设计绝干密度为r干，单位为kg/m；基本用水量为yw，单位为kg/m。基本水料比为ω，取值见表1。视粉煤灰掺量和泡沫剂质量作适当调整；水泥用量为yC，单位为kg/m。水泥水化修正系数k1，经验值取k1=0.10；粉煤灰用量为yf，单位为kg/m；粉煤灰水化修正系数k2，经验值取k1=0.02；粉煤灰掺量为η，单位为%配合比设计关系式见式(1)和式(2）

k1yC k2yf=ρ干（1）；

yf/(yf yC)=h(2);

水泥、粉煤灰和水用量按式(3)、式(4)和式(5)计算

yf=ηρ干/((1-η)k1 ηk2)(3);

yC=(1-η)ρ干/((1-η)k1 ηk2)(4);

yw=w(yC yf)(5)

表1ω经验值

经粉磨的中烧石灰石与石膏按配比与粉煤灰、水泥按配方一次投入容器中，激发剂和微沫剂WY先溶于水，加水后搅拌3min,然后放入铝粉,再搅拌1min快速浇注成型,30min发气完毕.放入55~60℃的恒温烘箱中进行湿养护,24h脱模,养护龄期1~7d;若进行95~100℃的蒸养,则发气完毕后静停1~2h后才进行养护,且4~5h即可脱模,养护龄期1~2d.

4. 参考文献

[1]lohonyai aj，korany y，ross md. effective foam insulation for single-wythe concrete masonry walls[j]. journal of building physics，2013，37(2)：200-210.

[2]mydin mao，wang yc. structural performance of lightweight steel-foamed concrete–steel composite walling system under compression.[j]. thin-walled structures，2011，49：66–76.

5. 计划与进度安排

1、查阅文献资料，完成开题报告（第1～3周）

查阅中外文献资料（关键词：发泡混凝土，墙体材料，玻纤复合混凝土，增强混凝土），综述国内外研究现状和发展趋势等，并进行外文资料翻译。

2、开发生产高性能泡沫混凝土墙板的研究（第4~10周）