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无机泡沫材料具有质轻高强,保温隔热性好、防火性能优良、生态环保等特点,其中,泡沫水泥在我国建筑保温工程中得到广泛的应用。但是,现有表观密度小于300kg/m3的泡沫水泥材料,存在强度低、气孔孔径较大等缺点,影响其使用性能。本文以研发一种密度小于300kg/m3、抗压强度大于0.6MPa、导热系数小于0.08W/(m-K)、内部气泡孔径小于500μm的泡沫水泥材料为目标。通过文献综述与分析,认为发泡液的组成、水泥品种、水泥浆流变性和制备方法等是具有预定性能泡沫水泥材料制备的关键。为此,从上述几方面,开展泡沫水泥制备的试验研究,并探讨了泡沫材料的组成、结构与性能间的关系。主要完成以下试验内容,并得出相关结论:(1)通过试验,确定采用湿泡沫拌合法制备泡沫水泥材料,即先由空气压缩机使发泡液形成湿泡沫,再将湿泡沫与具有一定流变性和合适凝结时间的水泥浆拌合成均匀泡沫水泥浆体,注模后常温下凝结硬化为泡沫水泥材料。(2)通过表面张力,起泡能力和湿泡沫稳定性测试,确定了由发泡剂A、稳泡剂B和水构成的发泡液,当A的质量浓度为1.5%,B的质量浓度越大,泡沫稳定性越好;再用不同配比的发泡液制备水泥泡沫材料,测试试件的表观密度,结果表明:B的质量浓度为1%,2%,3%时,泡沫材料的表观密度分别为419.3kg/m3,310.8kg/m3,258.7kg/m3。所以,可通过选取不同质量浓度B的发泡液制备不同表观密度的泡沫材料。(3)采用镁水泥(M),超高强硫铝酸盐水泥(HSAC),快硬硫铝酸盐水泥(RSAC)制备泡沫材料,测试其表观密度和抗压强度。试验结果表明:镁水泥(M)泡沫材料具有低表观密度,低热导率等特性,但其制品强度低,且易出现塌模现象;超高强硫铝酸盐水泥(HSAC)由于凝结硬化快的特点,利于泡沫稳定,制备的泡沫材料表观密度200kg/m3,但抗压强度却很低,仅0.2MPa;快硬硫铝酸盐水泥(RSAC)制备的泡沫材料表观密度为343kg/m3,抗压强度能达到0.89MPa。由此确定采用快硬硫铝酸盐水泥制备轻质高强泡沫材料。(4)通过测试不同水灰比W/C时RSAC浆体的流变性能、调整净浆W/C与泡沫掺量之间的比例、比较泡沫材料的表观密度和抗压强度等,确定了制备表观密度小于300kg/m3的RSAC泡沫材料的最佳试验配合比:水泥品种为初凝时间7min的RSAC,发泡液为1.5%A和3%B的水溶液,0.37%MT-400、0.57%LiCl和W/C为0.5的水泥净浆,湿泡沫掺量为水泥质量的50%。(5)通过RSAC泡沫材料孔结构特征及其相关性能试验,探讨了泡沫材料气孔结构对其力学性能和导热系数的影响,得出:孔隙率越大,材料表观密度越低,抗压强度越低,吸水率越大,导热系数越小;表观密度300kg/m3的RSAC泡沫材料的孔隙率为72%,孔径大多在200μm以下,200μm以上的孔的体积分数不超过10%,表观密度为258.7kg/m3时,导热系数为0.053W/(m·K),抗压强度为0.6MPa。但吸水率高达63.3%,有待进一步改进。图48幅,表29个,参考文献69篇。