竹材-水泥復(fù)合輕質(zhì)墻體材料的研究.pdf

1、隨著我國資源節(jié)約型社會(huì)建設(shè)的要求和國家節(jié)能降耗政策的需求，環(huán)保節(jié)能型建筑材料勢必成為新型建材材料的發(fā)展方向，研制出阻燃、隔熱、吸音、隔聲、質(zhì)輕且高強(qiáng)度的墻體材料已是刻不容緩。通過竹材加工剩余物與水泥復(fù)合成輕質(zhì)墻體材料，是一種優(yōu)良的綠色環(huán)保建材，也是國家重點(diǎn)推廣的建筑墻體材料。通過對(duì)竹材/水泥復(fù)合輕質(zhì)墻體材料的研究，既可有效地解決木材資源不足的問題，又可避免因使用脲醛樹脂膠帶來的甲醛等有害氣體的排放，也可減少生產(chǎn)合成樹脂膠對(duì)石化資源的消耗

2、，具有廣闊的應(yīng)用前景和重要理論研究價(jià)值。
　　本文首先通過竹材與水泥的水化溫度測定分析，篩選出效果理想的促凝劑及用量，然后通過正交試驗(yàn)確定最佳的發(fā)泡工藝及原料配比，并進(jìn)行性能增強(qiáng)優(yōu)化試驗(yàn)，優(yōu)化出竹材/水泥復(fù)合輕質(zhì)墻體材料的最佳復(fù)合工藝。同時(shí)，借助紅外光譜分析、掃描電鏡、熱重分析等方法揭示竹材/水泥復(fù)合輕質(zhì)墻體材料的復(fù)合機(jī)理。
　　本論文主要結(jié)論如下：（1）毛竹對(duì)水泥的水化有抑制及滯后作用，刨花尺寸越小對(duì)水泥水化的抑制及滯后性

3、越大；對(duì)比幾種促凝劑（CaCl2、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、Na2SiO3、NaCl）的處理效果，其中CaCl2的促凝效果最佳，且其價(jià)格相對(duì)較低，有利于實(shí)際應(yīng)用；以CaCl2為促凝劑，用量越多，對(duì)水泥與毛竹的水化作用促進(jìn)效果越明顯，但在實(shí)際應(yīng)用中，如果加入越多的促凝劑，不僅造成成品對(duì)金屬元件的腐蝕越大，而且成本越高。對(duì)比不同用量促凝劑對(duì)水泥的水化作用影響，可知適宜用量為5％~7%。（2）通過正交試驗(yàn)考察了金屬粉末各種類、金

4、屬粉末用量、發(fā)泡溫度對(duì)竹材/水泥復(fù)合輕質(zhì)墻體材料的性能的影響，研究得出最佳復(fù)合工藝：即金屬粉末為Mg粉；金屬粉末用量為3%；發(fā)泡溫度為70℃時(shí)，所制得的輕質(zhì)水泥基竹材復(fù)合墻體材料的密度為535 kg·m-3，吸水厚度膨脹率為0.63%，靜曲強(qiáng)度為0.83 MPa。（3）通過正交試驗(yàn)考察了水灰比、刨花用量、聚乙烯醇(PVA)用量、預(yù)處理方法對(duì)材料性能的影響，分析結(jié)果可知，水灰比對(duì)竹材/水泥復(fù)合輕質(zhì)墻體材料的各個(gè)性能影響都有顯著影響，對(duì)材料

5、的整體性能上起決定性的作用。同時(shí)獲取最佳工藝配比：水灰比為1.75，刨花用量為30%，PVA用量為2.5%，毛竹刨花通過熱水預(yù)處理。（4）不同性能優(yōu)化方法對(duì)竹材/水泥復(fù)合輕質(zhì)墻體材料的性能影響各異。通過試驗(yàn)結(jié)果分析，改善材料整體性能，獲得最佳的優(yōu)化方法為摻入2%竹纖維，其各項(xiàng)性能為：密度為490 kg·m-3，靜曲強(qiáng)度為0.96 MPa，抗壓強(qiáng)度為1.37 MPa，吸水厚度膨脹率為0.55%，導(dǎo)熱系數(shù)為0.065 W?m-1?.K-1，

6、平均吸聲系數(shù)為87%。（5）紅外光譜分析表明，竹材預(yù)處理可提高水泥與竹材相容性，其中熱水預(yù)處理相較于1%NaOH溶液處理更有利于竹材阻凝物質(zhì)的去除，提高竹材與水泥的相容性，增強(qiáng)材料的整體強(qiáng)度。不同水灰比對(duì)初期的水泥水化無明顯影響，而后期Ca(OH)2結(jié)晶相的生成隨水灰比增大而減弱。（6）通過SEM觀察分析可知，竹材中含有對(duì)水泥阻凝的物質(zhì)，而且對(duì)靠近竹材表面的水泥阻凝程度較大，甚至出現(xiàn)部分中早期結(jié)晶相不能轉(zhuǎn)變?yōu)閷訝畋∑瑺罹w等后期結(jié)晶相。

7、經(jīng)過熱水預(yù)處理對(duì)竹材阻凝物質(zhì)的去除相較于1%NaOH溶液處理的效果更佳，更有利于提高竹材與水泥相容性。經(jīng)過熱水預(yù)處理的發(fā)泡效果最佳，發(fā)泡程度最高，發(fā)泡較均勻，出現(xiàn)不規(guī)則孔隙較少，經(jīng)過1%NaOH溶液預(yù)處理的次之，而未經(jīng)預(yù)處理的竹材所含的阻凝物質(zhì)，致使水泥漿體的水化凝結(jié)緩慢，漿體前期強(qiáng)度降低，導(dǎo)致漿體所產(chǎn)生的部分氣孔壁受到自身的壓應(yīng)力而潰裂，形成不規(guī)則孔隙，使得強(qiáng)度急劇降低。（7）通過TG、DTG分析可知，竹材經(jīng)過熱水預(yù)處理制得的竹材/水

8、泥復(fù)合輕質(zhì)墻體材料內(nèi)部水泥結(jié)晶相形成較多，說明經(jīng)熱水預(yù)處理對(duì)竹材阻凝物質(zhì)的去除作用更大，且有利于水泥與竹材的相容性，可提高材料的整體強(qiáng)度。竹材阻凝物質(zhì)對(duì)材料Ca(OH)2結(jié)晶相形成阻礙程度較大，對(duì)Aft結(jié)晶相和C-S-H凝膠的阻礙作用較低，竹材經(jīng)過預(yù)處理可大大提高竹材與水泥的相容性，并提高材料的強(qiáng)度。不同水灰比的試件失重率相當(dāng)，其中水灰比為1.75時(shí)，失重率最低，結(jié)晶相的生成最多。當(dāng)水灰比達(dá)到1.80時(shí)，不利于Ca(OH)2結(jié)晶相的形成