水泥基EPS屋面保温隔热材料性能影响因素的研究.pdf

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2004年第6期
混凝土与水泥制品
2004No6
12月
CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCIS
December
水泥基EPS屋面保温隔热材料性能影响因素的研究
彭军芝小2,蔡永泰,李晓斌,温汉忠,黄汉东2
(1.重庆大学材料学院,400045;2.厦门市建筑科学研究院有限公司,361004)
摘要:研究了养护条件、灰泡比、水泥强度等级、EPS表面形貌、发泡剂以及稳泡剂对水泥基ES屋面保温材料性能的影响。
结果表明,这些因素都会影响材料的性能。另外,发泡剂、稳泡剂的摻加与否和掺量的多少对材料的主要性能起着关键性的作用。
关键词:水泥基;S保温材料;件能;影响閃素
中图分类号:TU528.2文献标识码:A文章编号:1000-4637(2004)06-48-03
0前言
降、一个月的潮湿养护对于加了聚合物乳液的保温材
建筑节能工作的不断深入推动了建筑技术的进料来说,是不是会产生负面影响?为此,分别考察了材
步和新型墙体材料的发展,同时也引起了人们对夏热料在自然养护、标准养护和先标准养护后自然养护三
冬暖地区建筑节能的注意叫。水泥基EPS屋面保温材种养护条件下的性能,结果见表1。
料是以废弃的发泡聚萃乙烯(EPS)经破碎成颗粒作为
表1养护条件对材料性能的影响
集料,以水泥作为主要胶结材,通过掺加聚合物乳液
容重28抗压强
吸水率
以及其他助剂,经搅拌成型的新型屋面保温材料,它
养抑条件
/(kg/m)度MPa
软化系数
/%
是一种性价比非常适合夏热冬暖建筑节能要求的保
白然养护28l
425
0.40
温隔热材料。本文研究了养护条件、灰泡比、水泥强度
标养d,自然养护21d427
标准养抑28
0.77
0.91
等级、EPS表面形貌、发泡剂以及稳泡剂对水泥基ERS
屋面保温材料性能的影响。
从表中可以看出,养护条件对28d强度有较大影
试验
响。材料在自然养护条件下强度最低,在标准养护条件
1.1原材料
下最高,这是符合水泥水化规律的。材料的容重在这二
(1)水泥:福建永定产32.5级普通硅酸盐水泥和种养护条件下也是递增的,这是因为标养时间越长,水
安徽省宁国水泥厂产42.5级普通硅酸盐水泥。
泥的水化程度越高,因而容重就增加。同样的道理,由
(2)EPS颗粒:由废弃EPS泡沫及ES下脚料破碎于水化程度的提高,材料的微结构越致密,因此材料的
而成,颗粒粒径≤5mm。EPS表面形貌试验中对照组采吸水率会下降。
用厦门包印集团原发EPS,颗粒粒径3mm。
2.2灰泡比对材料性能的影响
(3)发泡剂:市售发泡剂
作为一种保温隔热材料,最为人关心的是它的保
(4)稳泡剂:市售稳泡剂。
温隔热性能和强度。水泥的掺量直接影响到材料的强
(5)聚合物乳液:市售聚合物乳液
度,而ES颗粒的掺量则直接影响到材料的保温隔热
2试验方法
性能。对灰泡比影响的研究将大致匀画出材料的性
将材料按设定配合比称量后加入砂浆搅拌机搅能。按下表2的灰泡比进行实验,实验结果如表3。
拌3min,之后放人70.7mmx70.7mmx70.7mm试模中
表2实验的灰泡比
成型。24h后脱模,并按设定要求进行养护。容重、抗压实验编号
4
5
6
强度、体积吸水率和软化系数参照相关标准的实验方
灰泡比
法进行测定。
(体积比)0.1650.13280.14950.16620.18280.2161
2试验结果与分析
从表中可看出,随着灰泡比的提高,即水泥掺量的
养护条件对材料性能的影响
提高,材料的干湿容重和抗压强度呈上升趋势。这说明
一般来讲,水泥及其制品需要在潮湿条件下养护水泥掺量对材料的容重和强度起决定性作用。随着水
一个月,但是一些高分子材料在潮湿条件下性能会下泥用量的增加,材料的强度增加,但容重也同时增加。
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彭军芝,蔡永泰,李晓斌,等水泥基配S屋面保温隔热材料性能影响因素的研究
表3灰泡比对材料性能的影响
苯乙烯颗粒较轻、浮在上面,水泥较重,
实验湿容重t湿容重23干容重?抗压?抗压2?抗圧软化体积吸沉在底部,试件无法进行物理力学性能
编号(kg/m)/(kg/m)/(kgm')强度AMPa强度AMPa强度 /MPA系数水率/%实验。从表5中可以看出,以废弃聚苯乙
417
0.10
0.190.240.6810
烯破碎后得到的不规则颗粒为集料试
0.13
0.12
00d0
件能得到较满意的结果,但颗粒粒径较
0.400.7311.6
大时(如≤10m),材料的强度却有所下
0.570.89
降,这可能是由于粒径较大时集料级配
507
376
0.25
0.6
0.760.849.4
不连续的绿故。因此以后的实验中我们
注:水灰比为0.6
将采用废奔聚苯乙烯破碎后得到的不
我们希望材料的强度越高越好,容重越低越好,但这规则颗粒(粒径≤5mm)为集料。
通常是难以同时做到的。因此,必须在强度和容重之2.5发泡剂对材料性能的影响
间作出权衡。为此,在以后的实验中选择灰泡比
通常产生气泡而制成泡沫制品的过程大致有二种
0.162作为材料的基本配比。从表中还可看到,材料方法,即物理发泡和化学发泡。物理方法是由发泡剂在
的软化系数和体积吸水率随灰泡比的提高呈现不规机械搅拌下产生大量泡沫或用压缩空气的方法形成气
则的变化,但其值是在某个范围内波动,但均在预期泡分散于料浆中;而化学发泡是发泡剂在料浆中发生
的范围内,具体为软化系数≥0.6,吸水率≤15%。
化学反应,放出气体而形成细小气泡。考虑到物理发泡
2.3水泥强度等级对材料性能的影响
将增加工序,实验过程中采用化学发泡的方式。从表6
前面考察了灰泡比对材料性能的影啊,结果表明中可以看到,随着发泡剂掺量的增加,材料的抗压强
灰泡比对材料性能的影响非常大。作为主要材料的水度、280千容重和软化系数呈下降趋势,吸水率则随着
泥,除了要考虑其掺量对材料性能的影响,进一步考发泡剂掺量的增加而增加。这是由于增加发泡剂的掺
虑其强度等级的影响也是必要的。为此分别考察了量使得材料中的气泡含量随之增加,从而引起密实度
32.5和42.5两种强度等级的水泥对材料性能的影的下降,材料密实度的变化是影响材料上述性能变化
响。试验结果如表4。
的主要原因。
表4水泥强度等缀对材料的影响
表6发泡剂摻量对材料性能的影响
水泥
28A干容重28d抗压强度
体积吸水率
强度等级/(kg/m3)
软化系数
编号发泡剂28?干容重28H抗压软化体积吸
/Mpa
%
掺量/。/(kg/m)强度/AMPa系数水率/%
14.0
000
0.73
42.5
378
0,88
0.33
注:水灰比为0.6:灰