论文题目：气凝胶泡沫混凝土的制备及性能研究
摘要：建筑材料技术革新,提升建筑围护材料能源效率是有效的节能减排手段。泡沫混凝土是一种常见的建筑节能保温材料,但普通的泡沫混凝土容重较大,导热系数较高,保温隔热能力较差。气凝胶是一种新型的纳米多孔固态材料,它具有高孔隙率、密度低、导热系数低（≤0.018w/（m·k））的特点,随着廉价的替代硅源和常压干燥工艺的出现,气凝胶的制备成本也越来越低,有望成为一种保温隔热能力优秀的建筑材料。本研究受某公司委托,制备气凝胶泡沫混凝土并对其性能进行研究。首先以动物蛋白为发泡剂探究了气凝胶掺量和泡沫含量对泡沫混凝土性能的影响。其次以双氧水为发泡剂（HP）制备气凝胶泡沫混凝土（AGFC）,分析气凝胶掺量、温度、粉煤灰掺量等对气凝胶双氧水泡沫混凝土发泡性能和物理力学性能的影响,结果表明:（1）气凝胶掺量较少时,细微的气凝胶粉可以使泡沫混凝土孔壁更加致密,当气凝胶掺量较多,其轻质疏水的特性使水泥浆体无法充分将其包裹,固化后会在试件中产生较多结构缺陷。因此气凝胶掺量为1 wt%时预制泡沫混凝土的性能较佳。（2）随着泡沫掺量的增多,气凝胶泡沫混凝土浆体密度由900 kg/m~3下降至300kg/m~3,抗压强度由4.8MPa下降至0.43MPa,导热系数由0.1921w/（m·k）下降至0.06984w/（m·k）,吸水率由9.3%下降至48.8%。泡沫含量较少时,气凝胶能填补试件孔壁中的微小空隙,可使试件标准养护28d的强度最大提升11.6%;泡沫含量较多时,过少的浆体无法包容疏水的气凝胶粉和泡沫,且由于稠度上升,搅拌过程中会产生较多气凝胶“扬尘”和泡沫破损现象,使试件强度下降。（3）利用双氧水为发泡剂,当气凝胶掺量从0.5 wt%上升至2 wt%时,发泡速率由0.97mm/s增高至1.39mm/s,导热系数由0.09077w/（m·k）下降至0.06075w/（m·k）。当气凝胶掺量为1 wt%时,试件孔径较为集中,呈现出正态分布趋势,导热系数为0.07013 w/（m·k）,抗压强度为0.88 Mpa,综合性能较佳。（4）当双氧水含量从7 wt%升至9 wt%时,发泡的相对体积由51.25%升至60.78%,发泡速率由1.25mm/s升至1.75mm/s,导热系数由0.07013 w/（m·k）降至0.05787w/（m·k）。过高的温度和发泡剂含量不利于节约成本和安全生产,当温度为30℃,双氧水含量为7%时,试件综合性能较佳且生产条件更易控制。（5）大掺量的粉煤灰会导致AGFC孔壁结构疏松,连通孔出现的概率大幅增加。当粉煤灰取代量为40%时,掺入0.3 wt%的碱激发剂,可以激发AGFC中粉煤灰的活性,使孔壁结构更加致密,孔的圆形度趋近于1,其力学性能和防水性能都有所提升。试件干密度为277kg/m~3,标准养护28d抗压强度为0.73MPa,导热系数为0.052w/（m·k）,吸水率为42.6%,软化系数为0.77,各容重等级的性能均满足JG/T266-2011《泡沫混凝土》标准要求。
关键词：气凝胶;泡沫混凝土;发泡速率;力学性能;保温性能
学科专业：材料工程（专业学位）
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 泡沫混凝土的国内外研究现状
1.2.1 泡沫混凝土胶凝材料的国内外研究现状
1.2.2 泡沫混凝土发泡剂的国内外研究现状
1.2.3 泡沫混凝土性能的国内外研究现状
1.3 气凝胶保温材料的国内外研究现状
1.4 研究内容和研究路线
1.4.1 气凝胶泡沫混凝土的研究内容
1.4.2 气凝胶泡沫混凝土的研究路线
2 实验原材料、设备和测试方法
2.1 实验原材料
2.2 实验设备
2.3 气凝胶泡沫混凝土的表征测试方法
3 气凝胶预制泡沫混凝土的制备及性能研究
3.1 预制泡沫混凝土的制备
3.1.1 预制泡沫混凝土配合比的设计
3.1.2 预制泡沫混凝土外加剂的正交实验
3.2 气凝胶对预制泡沫混凝土性能影响
3.3 泡沫掺量对气凝胶预制泡沫混凝土性能的影响
3.4 本章小结
4 气凝胶双氧水泡沫混凝土的制备及性能研究
4.1 气凝胶掺量对泡沫混凝土性能的影响
4.1.1 气凝胶对泡沫混凝土浆体发泡性能的影响
4.1.2 气凝胶对泡沫混凝土物理性能的影响
4.1.3 气凝胶泡沫混凝土的孔结构分析
4.2 水灰比对气凝胶泡沫混凝土性能的影响
4.2.1 水灰比对气凝胶泡沫混凝土发泡性能的影响
4.2.2 水灰比对气凝胶泡沫混凝土物理性能的影响
4.3 温度对气凝胶泡沫混凝土性能的影响
4.3.1 温度对气凝胶泡沫混凝土发泡性能的影响
4.3.2 温度对气凝胶泡沫混凝土物理性能的影响
4.4 双氧水含量气凝胶对泡沫混凝土性能的影响
4.4.1 双氧水含量对气凝胶泡沫混凝土发泡性能的影响
4.4.2 双氧水含量对气凝胶泡沫混凝土物理性能的影响
4.4.3 不同双氧水含量气凝胶泡沫混凝土的孔结构分析
4.5 粉煤灰掺量对气凝胶泡沫混凝土性能的影响
4.5.1 粉煤灰掺量对气凝胶泡沫混凝土发泡性能的影响
4.5.2 粉煤灰掺量对气凝胶泡沫混凝土物理性能的影响
4.5.3 不同粉煤灰掺量气凝胶泡沫混凝土的孔结构分析
4.6 碱激发粉煤灰对气凝胶泡沫混凝土性能的影响
4.6.1 碱激发剂掺量对气凝胶泡沫混凝土发泡性能的影响
4.6.2 碱激发剂掺量对气凝胶泡沫混凝土物理性能的影响
4.6.3 不同碱激发剂掺量气凝胶泡沫混凝土的孔结构分析
4.7 本章小结
结论
展望
致谢
参考文献