1 绪论
1.1 引言
泡沫混凝土是利用物理发泡或化学发泡手段向水、胶凝材料、化学外加剂以及其他矿物掺合料拌合的浆体中引入许多微小气泡，经过混合均匀、浇筑成型、养护等工艺过程制备的一种无机轻质多孔材料[1-2]。
泡沫混凝土因为独特的结构，拥有优良的使用功能和力学性能。主要有以下几点：（1）轻质。在泡沫混凝土的结构中包含着大量气泡，密度较低，应用于建筑物中，可以降低建筑物的自重，减小地基压力，对实现建筑高层化，减小占地面积有很大帮助。（2）保温隔热。泡沫混凝土结构中分散着许多封闭的细小孔隙，使其拥有良好的保温特性。（3）耐火隔音。保温泡沫混凝土材料属于一种无机材料，不能燃烧，拥有很好的耐火性，建筑物使用泡沫混凝土可以提高自身防火性能。泡沫混凝土内部均一的排布着众多封闭小孔，使其具有良好的隔音性能。（4）低弹减震。泡沫混凝土因为其密度较小、多孔、质轻的特性。对震动和冲击的吸收效果较好，因此表现出优异的缓震性能。（5）工艺灵活，施工方便。泡沫混凝土的使用十分方便，可以提前制成预制件，也可以现场浇筑，符合市场需求。并且泡沫混凝土的施工要求也很低，只需要一台水泥发泡机，对场地也没有要求。保温泡沫混凝土是一种新型无机保温材料，可以加水搅拌均匀后泵送使用，各项性能优良，在项目屋面保温层和找平层的施工中，直接采用轻质泡沫混凝土取代传统的细石混凝土，操作简单，工期短，直接降低了屋面施工的建筑成本[3]。（6）无毒害。泡沫混凝土的原材料主要是胶凝材料和水，是一种无机材料，在制备过程和使用过程中，都不会有有害物质产生，耐火性好 ，燃烧不产生有毒气体。（7）环保，经济。泡沫混凝土的生产过程使用过程对环境没有污染，并且还能使用工业废料作为水泥部分取代物，对环境有益，泡沫混凝土中水泥用量大大少于普通混凝土，降低了水泥成本，同时也降低了施工成本。
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1.2 外墙保温材料的种类及常见生产工艺
1.2.1 外墙保温材料分类
外墙保温材料是指应用于建筑物墙体上的一大类保温材料，根据使用地点可分为：外墙保温材料，内墙保温材料，屋面保温材料。我国建筑市场应用的外墙保温材料根据材料类别主要分为三类：有机保温材料、无机保温材料、无机保温材料和有机保温材料组合的复合保温材料，常见的一些建筑外墙保温材料如表 1-1 所示。
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2 原料、设备及测试方法
2.1 实验原料
泡沫混凝土的原材料来源广泛，主要成分为发泡剂、水泥、水，根据使用要求和成本原因，常用硅灰、矿渣、陶粒、砂及矿渣部分取代水泥，并加入如减水剂、促凝剂等外加剂，以改善泡沫混凝土的性能。因此，原料的选择将直接影响泡沫混凝土的性能。本章将对所使用到的原材料进行介绍。
2.1.1 水泥
水泥是一种固体粉末状水硬性无机胶凝材料，与水混合进行水化反应产生的水泥石是泡沫混凝土强度的主要来源，相比其他胶凝材料，经济适用性更好。本次试验选用江油拉豪双马水泥厂产的双马牌 P.C42.5R 水泥，化学组成如表 2-1 所示，水泥物理力学性能如表 2-2 所示。
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2.2 实验设备
本次试验采用的设备如表 2-6 所示：
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3 发泡剂的制备和胶凝材料的改性研究......................................... 17
3.1.1 发泡剂基本性能研究........................................... 17
3.1.2 稳泡剂对发泡剂性能的影响............................ 19
4 外墙保温材料的力学性能单因素研究........................................ 23
4.1 泡沫混凝土基础配合比设计................................. 23
4.2 泡沫混凝土单因素实验....................................... 23
5 外墙保温材料的热工特性单因素研究......................................... 32
5.1 泡沫混凝土单因素实验........................................... 32
5.1.1 水胶比对泡沫混凝土热工性能的影响.................................... 32
5.1.2 泡沫用量对泡沫混凝土热工性能的影响.......................................... 33
5 外墙保温材料的热工特性单因素研究
5.1 泡沫混凝土单因素实验
在泡沫混凝土制备过程中，水胶比、发泡剂稀释倍数、泡沫用量、外加剂掺量等因素会对泡沫混凝土的孔隙结构、孔隙率产生影响，从而对泡沫混凝土的保温性能产生影响，因此有必要进行单因素试验，通过对成型养护后的试块进行导热系数检测，
再配合干密度等因素找出各原材料的最佳掺量。
5.1.1 水胶比对泡沫混凝土热工性能的影响
泡沫混凝土的孔隙结构和分布会影响泡沫混凝土的保温性能，在其它材料用量一定的情况下，水胶比的大小会影响混凝土的工作性。当水胶比较小时，泡沫混凝土的流动性不够，浆料与泡沫不能充分混合均匀，影响孔隙分布。当水胶比过大时，会影响试块的成型和孔壁的致密性，从而影响导热系数、干密度、耐久性等性能，因此需要进行水胶比试验，结果如表 5-1 所示。
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6 结论与展望
6.1 结论
本课题的目的是制备干密度在 400kg/m3 左右的外墙保温泡沫混凝土，对发泡剂和胶凝材料进行改性处理，研究原材料的用量对泡沫混凝土抗压强度和热工性能的影响规律，并在基础配合比上进行优化，找到最佳配合比，得到以下结论：
（1）对发泡剂的改性研究表明，加入一定量的 K12 能有效增加发泡剂的稳定性，且几乎不影响泡沫的密度。
（2）通过研究矿渣和硅灰掺量对胶凝材料抗压强度的影响发现：矿渣的掺入对早期抗压强度增长不利，但能增加胶凝材料的后期强度。而适量加入硅灰对前期和后期抗压强度的增长均有利，在综合考虑泡沫混凝土多方面性能后，认为水泥掺量 79%、硅灰掺量 9%、矿渣掺量 12%的配比为胶凝材料的最佳配比。
（3）研究水胶比大小对泡沫混凝土性能影响后发现：一定范围内，水胶比越小，泡沫混凝土强度越大，干密度越小；水胶比适宜的配比，由于孔结构分布均匀，导热系数较低；当水胶比小于 0.33 以后，由于浆体稠度过大，泡沫混凝土成型变得十分困难。
（4）研究发泡剂稀释倍数以及泡沫掺量对泡沫混凝土性能的影响后得出：发泡剂稀释倍数越大，泡沫混凝土密度越大；稀释倍数越大，泡沫越稳定，泡沫混凝土不易塌模；泡沫混凝土干密度和抗压强度随着泡沫用量的增加逐渐减小；泡沫混凝土的导热系数随着泡沫用量的增加先减小后增加，但变化范围不大。（5）通过研究减水剂对泡沫混凝土抗压强度、干密度和保温性能的影响，得出结论：在一定范围内，泡沫混凝土干密度和强度随着减水剂掺量的增加而增加，导热系数反而下降，当减水剂掺量大于 1.4%以后，泡沫混凝土离析现象严重，导致成型失败。
（6）通过研究聚丙烯纤维掺量对多孔混凝土性能的影响发现：适量聚丙烯纤维的加入可以改善泡沫混凝土浆体离析现象，增加泡沫的稳定性，从而利于成型。但最大掺量为 1%，超过 1%以后，由于聚丙烯占浆体的比例过大，浆体粘性增大，并且纤维由于互相缠绕在体系中分散不均匀，导致成型困难。
参考文献（略）