氣凝膠密度對超輕泡沫混凝土性能的影響

劉振宇，吳會(huì)軍,2，劉彥辰，楊文兵,2，楊麗修,2

(1.廣州大學(xué)土木工程學(xué)院，廣州 510006；2.廣州大學(xué)建筑節(jié)能研究院，廣州 510006)

0 引 言

泡沫混凝土是將發(fā)泡劑通過機(jī)械或化學(xué)法發(fā)泡，與水泥砂漿混合并經(jīng)成型、養(yǎng)護(hù)得到的一種含有大量氣孔的新型輕質(zhì)保溫材料[1]，比普通混凝土具有更低的密度和更好的隔熱性能[2-3]，作為建筑墻體具有更好的施工方便性和隔熱保溫性能[4]。氣凝膠作為目前密度最小和絕熱性能最好的固體材料，常溫下導(dǎo)熱系數(shù)低至0.013 W/(m·K)[5-7]，具有超級(jí)絕熱性能以及良好的耐火安全性，在航天航空、工業(yè)、交通、建筑節(jié)能方面具有廣泛應(yīng)用前景[8]。

將超級(jí)絕熱氣凝膠填充于混凝土或泡沫混凝土中，可有效降低材料的密度和導(dǎo)熱系數(shù)。Tao等[9]在混凝土中添加60vol%密度為100 kg/m3的氣凝膠，制備出的氣凝膠混凝土相對普通輕集料混凝土密度和導(dǎo)熱系數(shù)分別降低了23%和53%，為1 000 kg/m3和0.26 W/(m·K)；付平等[10]將密度為170 kg/m3的氣凝膠加入到泡沫混凝土中，當(dāng)氣凝膠加入量為20vol%時(shí)，使泡沫混凝土密度由719 kg/m3降低至512 kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)由0.188 W/(m·K)降至0.121 W/(m·K)；李朋威等[11]將密度為170 kg/m3的氣凝膠加入到泡沫混凝土中，當(dāng)氣凝膠加入量為13.0 kg/m3時(shí)，制備出密度和導(dǎo)熱系數(shù)分別為270.2 kg/m3和0.069 W/(m·K)的新型氣凝膠泡沫混凝土。

可見，氣凝膠粉體的加入對于提升混凝土各項(xiàng)重要性能有著顯著效果。但在制備氣凝膠泡沫混凝土的相關(guān)研究中，均采用密度較大的氣凝膠(>100 kg/m3)。可以預(yù)見，若采用超低密度氣凝膠(<100 kg/m3)一方面有望獲得更低密度和更小導(dǎo)熱系數(shù)的氣凝膠泡沫混凝土，另一方面還可減少氣凝膠的質(zhì)量用量，有效降低成本。

因此，本文分別以較高密度和超輕氣凝膠制備氣凝膠泡沫混凝土，在氣凝膠體積比相等的條件下，研究氣凝膠密度對氣凝膠泡沫混凝土性能(密度、導(dǎo)熱系數(shù)等)的影響規(guī)律。