材料研究与应用广东建材2018年第2期稳泡剂用量对轻质地质聚合物保温材料性能的影响卢天琦1陈捷2（1南京市第二十九中学；2广东省长大公路工程有限公司）采用双氧水化学发泡法制备了轻质新型地质聚合物多孔材【摘要】为开发高性能无机保温材料，稳泡剂用量对轻质地质聚合物材料孔结构、抗压强度和导热系数料。研究了双氧水用量一定条件下，等主要性能的影响。结果表明：①采用双氧水发泡结合稳泡技术可成功制备轻质泡沫地质聚合物材增加料；②固定双氧水用量为4.0wt%时，改变复合稳泡剂用量可以有效调控多孔地质聚合物孔结构；稳泡剂用量可显著减小泡孔尺寸；③所制备多孔新型多孔地质聚合物干密度为236.2～252.2kg/m3，抗压强度为0.7～1.2MPa，导热系数为0.064～0.086W/(m·K)，可望用于新型保温隔热材料。稳泡剂；干密度；抗压强度；导热系数【关键词】多孔地质聚合物；1引言建筑能耗占总能耗比例随着我国城镇化快速发展，日益增大，建筑节能势在必行[1]。我国建筑市场上普遍虽具有质轻、保温性能好等使用的各种有机保温材料，优点，但其易燃、易老化、耐久性较差。各地保温建筑工无机保温材程频发的火灾事故造成了重大损失和影响，料取代有机保温材料为大势所趋。然而，现有无机保温发材料综合性能仍无法满足建筑节能市场需求。因此，降展高性能绿色无机保温材料，特别是集保温、防火、噪、装饰等功能于一体的与建筑同寿命的保温体系和材料，是实现建筑节能的迫切需求和重要措施。地质聚合物(Geopolymer)是一种以硅铝质为主要原料（如天然矿物、人工合成硅铝化合物和固体废弃物在高碱条件下硅氧四面体与铝氧四面粉煤灰，矿渣等），体通过解聚-缩聚形成的具有三维网络状无机聚合物地质聚合物具有原胶凝材料[2-3]。与传统胶凝材料相比，耐火和耐料价格低且来源广泛、能耗低、高强、耐高温、腐蚀等特点[4-5]，是近年来绿色新型胶凝材料研究的热点。以地质聚合物为基础，采用化学或物理发泡方法制也受到学者的广泛关注[6]。备的多孔地质聚合物保温材料，多孔地质聚合物孔结构是影响保温材料性能的重铝硅质原料、发泡要参数。已有研究多通过调控水胶比、对剂用量等参数，获得优化的干密度、强度和导热性能。（孔径大小及其分布、孔隙于稳泡剂用量对材料孔结构率等）影响的研究鲜有报道。双氧水发泡过程中实现气泡稳定是制备多孔地质聚合物的关键，为探索多孔地质本文研究稳泡剂用量对聚合物孔结构和性能调控途径，多孔地质聚合物孔结构和干密度、抗压强度和导热系数等关键性能的影响。2实验2.1原材料实验用粉煤灰(FA，中位粒径d(50)=12.74um)和偏（MK，高岭土中位粒径d(50)=3.23um）均为市售粉体，两（模数为种粉体的粒度分布如图1所示。改性钠水玻璃1.2，固含量19.8%）为市售工业钠水玻璃（模数为3.1，表1粉煤灰和偏高岭土主要化学组成原料FAMKSiO2Al2O3Fe2O346.4538.403.7850.9145.790.33化学组成CaOTiO23.451.500.021.24K2O0.830.09SO30.640.04(%)LOI2.871.14图1粉煤灰和偏高岭土的粒度分布-22-广东建材2018年第2期固含量34.7%）、市售氢氧化钠（纯度≥96%）和去离子水按一定比例调配所得；发泡剂为市售质量分数为30%的双氧水；稳泡剂为阴离子型表面活性剂(CS)。2.2样品制备⑴原料预混合：铝硅酸盐粉料配比为70wt%粉煤灰和30wt%偏高岭土混合均匀。⑵料浆制备：改性钠水玻璃用量为铝硅酸盐粉料的68wt%，将水玻璃和混合原料用水泥净浆搅拌机拌合。先慢搅2min，并在过程中加入稳泡剂；再快搅2min，制得均匀料浆。⑶发泡剂与料浆拌合：在新拌浆体中加入4wt%双氧水，快速搅拌30s，制得发泡料浆。⑷注模成型和静停发泡：将发泡料浆缓慢注入100mm×100mm×100mm三联塑模具，静停发泡。覆盖PE保鲜膜后置于温度为20±1℃、相对湿度≥95%标准养护箱中养护24h后脱模。试体脱模后继续在标准条件下养护7d，用于各种性能测试。2.3性能表征⑴干密度和抗压强度：样品经切割、砂纸研磨，制备40mm×40mm×40mm试样，参照《泡沫混凝土制品性能试验方法》JC/T2357—2016进行干密度和抗压强度测试。⑵导热系数：参照GB/T10295—2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》进行导热系数测定，测试试样尺寸100mm×100mm×25mm。⑶孔结构：采用体视学显微镜观察处理后试样(100mm×100mm×25mm)截面并拍摄图片和对应校正标尺，比较不同试样平均孔径。3结果与讨论3.1多孔地质聚合物孔结构（a）0.05%（b）0.15%（c）0.25%（d）0.35%（e）0.45%（f）0.55%图2不同稳泡剂用量时多孔地质聚合物光学显微照片材料研究与应用图2为体视学显微镜拍摄的不同稳泡剂用量时多孔地质聚合物光学显微照片。总体上，随着稳泡剂用量增加，试样平均孔径减小（从1.2mm降至0.52mm）。表明增加稳泡剂用量，可细化试样孔结构。当稳泡剂用量从0.15%增加至0.35%时，孔径减小显著；当CS用量超过0.35%时，进一步细化孔径效应减弱；当CS用量超过0.45%时，对孔径变化几乎没有影响。3.2稳泡剂用量对多孔地质聚合物关键性能的影响表2为不同稳泡剂用量时多孔地质聚合物干密度、强度和导热系数。表2不同稳泡剂用量时多孔地质聚合物干密度、强度和导热系数稳泡剂用量干密度强度导热系数(%)(kg·m-3)(MPa)(W/m·K)0.05236.20.70.0640.15241.00.90.0700.25247.41.00.0750.35249.71.10.0800.45252.21.20.0850.55252.01.20.086由表2可知，稳泡剂用量不同的所有试样，干密度在236.2～252.2kg/m3之间。随稳泡剂用量增加，干密度小幅增大。但当稳泡剂用量超过0.45%时，干密度几乎不变。表明在双氧水掺量固定时，稳泡剂用量对试样干密度无显著影响。同样地，抗压强度和导热系数均随稳泡剂用量增加呈类似规律，即稳泡剂用量较小时，两者均随稳泡剂用量增加而小幅增大，当稳泡剂用量超过一定量（0.45%）时，两者几乎不受影响。综合实验结果，在发泡剂用量一定时，改变稳泡剂用量可以显著影响地质聚合物多孔材料的泡孔尺寸，并在一定程度上影响其干密度、抗压强度和导热系数。总体上，随稳泡剂用量增加，泡孔尺寸减小，抗压强度和导热系数均有一定程度的提高。考虑到多孔聚合物容重也随稳泡剂用量增加而减小，其强度和导热系数的变化可能主要受控于容重变化，而非受孔尺寸显著影响。对照《水泥基保温板》JC/T2200-2103标准，当稳泡剂用量为0.05%时，多孔聚合物强度和导热系数均符合II型保温板指标要求。4结论以粉煤灰和偏高岭土为主要硅铝质原料，固定化学-23-质量控制与检测广东建材2018年第2期新拌混凝土异常气泡成因分析周汉章1梁庆2黎阳3（1东莞市洛美建材科技有限公司；2广东裕恒工程检测有限公司；3东莞市交港建材有限公司）【摘一种是有益的气泡这种气泡间隔系数、气泡孔径均匀要】新拌混凝土产生的气泡分为两种，气泡直径及孔径不结构稳定具有良好的抗冻融性，另一种是有害的气泡它分布在混凝土内部或表面，气泡的产生原因是多方面的，通过分稳定不仅影响混凝土外观更对混凝土的强度与耐久性产生影响，析各种原材料及配合比找到气泡产生根源并消除。气泡；原材料；配合比【关键词】新拌混凝土；1前言在混凝土凝结时间随着冬季的来临气温逐渐下降，延长的同时混凝土中的主要材料之一水泥的水化热速度也在放缓。根据混凝土公司技术部反馈的信息统计大混凝土表部分都反映混凝土出机后有表面气泡多问题，更严重的面有害气泡的产生，不仅影响了工程的美观，是给工程留下隐患影响质量，本文通过对各种原材料的比对排查找出气泡产生的原因与解决方案。性。如果混凝土表面气泡孔径、气泡比表面积、气泡间距含气量等指标超出设计的范围的话，最直观的表系数、在微观结构上大量气泡的产生现会出现混凝土强度低，会引发混凝土表面的碳化速度加快，直接影响到表面结构和钢筋保护层厚度，出现了对混凝土表面和内部腐蚀性的威胁。[1]2新拌混凝土表面气泡概述混凝土刚从搅拌机生产出来时取样静止状态下（如经振动后可发图1）可直观看见孔径大小不一的气泡，现气泡数量明显增多尤其大气泡比较明显，气泡难于消根据对新拌混凝土表面气泡除可伴随于整个施工过程。泵送混凝土表面粒径、气泡间距系数和含气量的分析，混凝气泡粒径小于200μm，且混凝土含气量小于5%时，土具有良好的抗冻性能也可以提高混凝土韧性降低脆图1新拌混凝土取样气泡现象3原材料产生气泡排查试验3.1外加剂原因但作为混凝土新拌混凝土气泡的产生是多方面的，技术员一旦混凝土出现异常气泡时第一怀疑对象就是发泡剂双氧水用量，改变阴离子型复合表面活性剂用量，在常温下成功制备孔径可控的多孔地质聚合物。多孔地质聚合物的主要性能为干密度为236.2～252.2kg/m3，抗压强度为0.7～1.2MPa，导热系数为[2]施惠生,夏明,郭晓潞.粉煤灰基地聚合物反应机理及各组分作用的研究进展[J].硅酸盐学报,2013,1(3):972-980.[3]孙道胜,王爱国,胡普华.地质聚合物的研究与应用发展前景[J].材料导报,2009,23(7):61-65.[4]许泽胜,贾屹海,卡哈尔·艾买提,等.粉煤灰地质聚合物轻质80-82.0.064～0.086W/(m·K)，可望用于新型保温隔热材料。发泡材料的制备与性能研究[J].新型建筑材料,2009,36(12):在所研究容重范围内，多孔地质聚合物的强度和保温性能主要受控于容重（孔隙率），泡孔结构对强度和导热性能无显著影响。●【参考文献】[1]国家发展改革委员会.绿色建筑行动方案[R].2013.[5]罗新春,汪长安.矿渣基地质聚合物多孔材料的制备与性能[J].硅酸盐学报,2016,44(3):450-456.等.超轻质泡沫地质聚合物保温材[6]陈贤瑞，卢都友，孙亚峰，料的制备和性能[J].建筑节能，2015,6：57-60.-24-