开题报告--泡沫混凝土的制备与保温性能研究

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毕业设计(论文)开题报告题目泡沫混凝土的制备与保温性能研究学院材料学院专业及班级无机非金属0804姓名学号0811040439指导教师日期2012年3月15日 毕业设计(论文)开题报告题目泡沫混凝土的制备与保温性能研究选题类型应用研究型一、选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况,说明选题目的、意义，列出主要参考文献)：1、国内外研究现状、生产需求状况：能源短缺问题成为了当今世界一个无比受关注的问题，是人类社会发展道路上一个不可逾越的障碍。而建筑能耗在社会总能耗中占很大的比例，据最新统计，中国年能耗总量是全球年能耗总量的1/8，而建筑总耗能量约占中国总能耗的40%，是耗能最多的行业，其中，建筑能耗占27%，而生产与建筑相关的材料、设备等能耗占13%。因此，减少建筑的冷、热及照明能耗是降低建筑能耗总量的重要内容，开发新型节能环保型建筑材料可以减少建筑能耗起到节能的作用。泡沫混凝土是采用发泡剂通过机械制出泡沫，再将泡沫加入胶凝材料浆体，制成泡沫料浆，然后成型或现浇，经自然养护或者蒸压养护所形成的微孔轻质材料。泡沫混凝土集保温隔热、防火、防水、隔热、吸音、轻质、无毒无害、节能等优点于一身，是高性能建筑材料的代表。泡沫混凝土在建筑上的应用，不仅加快了工程进度，增加了建筑物的抗震性，降低了建筑物的自重，促进了超高层建筑物的发展，而且使建筑物的保温隔热性能提高，达到了节能降耗的效果。欧美国家早在上个世纪初就开始了对泡沫混凝土进行了研究和使用，而今欧美的在泡沫混凝土领域处于领先地位，技术十分成熟。我国在上世纪五十年代从苏联引进了这一技术，但很长一段时间内的研究都处于停滞，直到改革开放，我国的泡沫混凝土才又正式起步。现今我国越来越重视建筑节能工作，随着与建筑节能有关政策的实施，泡沫混凝土以其良好的特性，将得到更多的研究和发展应用。泡沫混凝土在我国的应用情况：①屋面保温。1980年左右，欧洲的泡沫混凝土现浇技术进入我国广州，泡沫混凝土屋面现浇技术在广州开始流行，此后泡沫混凝土屋面保温现浇逐渐在全国发展起来。混凝土屋面保温现浇逐渐在全国发展起来。②泡沫混凝土地面保温层。泡沫混凝土现浇地暖保温层己成为泡沫混凝土第一大应用领域，2009年，我国第一部泡沫混凝土现浇行业标准《地面辐射供暖工程用发泡水泥绝热层、水泥砂浆填充层技术规程》颁布实施，将泡沫混凝土地暖保温隔热层的现浇应用推到了一个新的发展阶段。③泡沫混凝土现浇墙体。我国日前在泡沫混凝土现浇墙体的研发和推广应用都走在世 界的最前列，日前常用的泡沫混凝上现浇墙体包括承重泡沫混凝土现浇墙体、钢结构现浇墙体、框架结构泡沫混凝土墙体、砖混结构夹芯泡沫混凝土墙体等。④建筑工程回填和岩土工程回填。上世纪90年代开始，现浇泡沫混凝土在我国的建筑工程回填和岩土工程回填中得到应用，现己成为现浇泡沫混凝土在我国的第三大应用领域。泡沫混凝土可作为港口的岩墙，能降低沉降，减少维修费用，可取代路堤边坡的部分土壤，增加路堤边坡的稳定性；还适用于地下废弃油柜、管线、污水管及其他容易导致火灾或塌方的空穴的回填，解决火灾和塌方的发生，减少费用。由于泡沫混凝土极高的工作度和适应性还常用于贫混凝上填层。⑤泡沫混凝土补偿地基。因为泡沫混凝土具有压缩率较大的特点，非常适合作为垫层材料用于建筑物自重较低部分的地基中用作补偿地基使用。⑥修建运动场和田径跑道。使用排水能力很强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础，在上面覆盖砾石或人造草皮，可作为运动场使用，此类运动场可进行曲棍球、足球及网球运动。或者在泡沫混凝土上覆盖一层多孔沥青层或塑料层，可以作为田径跑道使用。⑦泡沫混凝土制品。泡沫混凝土砌块生产现己颁布了行业标准，是泡沫混凝土在墙体材料中应用量最大的一种砌体材料。在我国南方地区，一般使用密度等级为900～1200kg/m3的泡沫混凝土砌块作为框架结构的填充墙；在北方，泡沫混凝土砌块主要用作墙体保温层。目前泡沫混凝土制备存在的问题：(1)基体材料凝结时间与泡沫稳定时间不匹配采用普通硅酸盐水泥为结合剂制备泡沫混凝土，由于普通硅酸盐水泥凝结时间较长，其凝结硬化时间与泡沫的稳定时间不匹配，导致发泡后的浆体塌陷。(2)发泡剂的制约泡沫剂总体上说不够理想，如质量偏低、功能偏少，尽管有些发泡倍数够大，但稳定性差、制品强度不高。国内制取泡沫主要采用机械搅拌，受发泡工艺条件的局限，新制成的泡沫不及时使用，泡沫就要逐渐消失，泡沫不宜储存，对现场大面积的使用造成一定的局限。(3)泡沫混凝土吸水率高泡沫混凝土在生产时引进大量气泡，原料以粉料和细颗粒为主，从而在性能上表现出较高的吸水率和收缩率，并且随着密度的降低，引进气泡量增大，其吸水率和收缩率将不断增加，这严重影响了泡沫混凝土的使用效果，制约其应用领域。(4)泡沫混凝土制品强度低在泡沫混凝土的应用中存在的最大问题是:强度偏低，使得硬化表面开裂，以至于出现粉化现象。密度为800kg/m3～850kg/m3的泡沫混凝土抗压强度一般低于2.0MPa。 针对以上问题本研究将采用普通硅酸盐水泥作为泡沫混凝土的主基体，掺入粉煤灰以达到降低成本的目的。选用高效的蛋白质类发泡剂，使泡沫数量达到一个好的水平，并选用稳泡剂保证泡沫使用过程中稳定不致破裂。选用促凝剂保证混凝土的初凝时间在泡沫的稳定时间内。采用高效的减水剂提高混凝土的强度并减少用水量。探索优化制备工艺使泡沫在混凝土中的大小和分布均匀，从而提高泡沫混凝土的性能。2、选题的目的、意义：选择该课题的目的和意义主要有以下几方面：（1）通过该课题熟悉泡沫混凝土的制备过程，增加对泡沫混凝土各方面性能和使用情况的了解；（2）掌握泡沫混凝土的制备工艺，各种外加剂的作用和使用。（3）通过对该课题的研究对自己在大学四年中所学知识和掌握的各种能力进行一次综合考察和深刻的总结；（4）培养自己的科学研究能力，使自己初步掌握进行科学研究的基本程序和方法。通过撰写毕业论文，可以了解科学研究的过程，掌握如何收集、整理和利用材料；如何观察、如何调查、作样本分析；如何利用图书馆，检索文献资料；如何操作仪器等方法。撰写毕业论文是学习如何进行科学研究的一个极好的机会，因为它不仅有教师的指导与传授，可以减少摸索中的一些失误，少走弯路，而且直接参与和亲身体验了科学研究工作的全过程及其各环节，是一次系统的、全面的实践机会。3、参考文献：［1]李光东等.水泥混凝土外加剂配方与制备[M].北京:中国纺织出版社，2010:278-280.[2]张承志,韩素芳等.商品混凝土[M].北京.化学工业出版社.2005:116-127.[3]乔欢欢，卢忠远，严云.用普通水泥制备泡沫混凝土基体材料的研究[J].武汉理工大学学报.2008,30(5):35-37.[4]闫振甲.泡沫混凝土发展状况与发展趋势[J].混凝土世界，2009（5）：48-51.[5]Nambiar,E.K.K.&Ramamurthy,K.Modelsforstrengthpredictionoffoamconcrete.MaterStruct,2008,41:247-254.[6]扈士凯,李应权,罗宁等.泡沫自身参数对泡沫混凝土性能影响的研究[J].墙材革新与建筑节能,2010(5):28-31.[7]李应权，朱立德，李菊丽等.泡沫混凝土配合比的设计[J].徐州工程学院学报，2011，26（2）：1-5.[8]李翔宇，赵霄龙，郭向勇，曹力强.泡沫混凝土导热系数模型及参数修正[J].材料导报B：研究篇.2011.25(10):146-152.[9] 周顺鄂,卢忠远,严云.泡沫混凝土导热系数模型研究[J].材料导报:研究篇.2009年3月(下)第23卷第3期.[10]蒋晓曙，李莽.泡沫混凝土的制备工艺及研究进展[J].混凝土实用技术，2010年第1期：142-144.[11]朱宏军，程海丽，姜德民.特种混凝土和新型混凝土[M].北京：化学工业出版社，2003:300-305.[12]任先艳，张玉荣等.泡沫混凝土的研究现状与展望[J].混凝土实用技术，2011年第2期：139-144.[13]王银生，曹素改等.粉煤灰、矿渣生产泡沫混凝土的研究[J].粉煤灰综合利用，2011年第6期：39-41.二、主要研究内容、研究思路及工作方法或工作流程本课题研究内容：（1）对粉煤灰的活性激发:为了大掺量使用工业废渣一一粉煤灰来降低成本，实验选用石灰和石膏对其进行活性激发。（2）调整水泥浆的凝结时间:为了使化学发泡剂的稳定性能与混凝土凝结硬化性能相匹配，通过实验调整水泥浆的凝结时间，使化学发泡剂所产生的泡沫稳定存在大于泡沫混凝土凝结硬化时间，以保证发泡后的浆体不塌陷。（3）研究各原料以及工艺条件对泡沫混凝土性能的影响:以抗压强度容重和吸水率为指标，通过实验研究粉煤灰掺量、泡沫掺量、发泡剂类型、水灰比等条件对泡沫混凝土性能的影响规律。（4）研究气孔的分布，优化制备工艺，制备孔隙分布多且均匀，以提高制品的保温性能，并研究各种因素对导热系数的影响。研究方法流程图：发泡剂水水泥外加剂粉煤灰水泡沫养护浇注成型水泥浆微观性能检测力学性能检测其他性能检测保温性能检测 三、毕业设计(论文)工作进度安排2012.3.5—03.20：查阅文献，撰写开题报告，英文翻译；03.21—04.20:确定设计方案，进行实验；04.21—04.27：期中检查；04.28—05.25：对原始数据资料进行校验和分析；补充实验；05.26—06.10：论文撰写，修改；2012.06.11：提交论文；2012.06.18：论文答辩。指导教师评审意见难度份量综合训练程度是否隶属科研项目是否具有创新性指导教师签字:____________年月日学院毕业设计(论文)指导委员会审核意见意教学院长：____________（公章）年月日