實驗講義-無機輕質材料的配制和成型(編輯修改稿)
2025-08-30 11:22 本頁面
【文章內容簡介】 生成后，有的自身繼續(xù)硬化，形成水泥土骨架；有的則與周圍具有一定活性的粘土顆粒發(fā)生一系列的反應和作用，使水泥土具有一定的強度而達到加固的目的。離子交換和團?；饔茫赫惩令w粒中含有較多的二氧化硅，遇水后形成硅酸膠體微粒，其表面帶有Na+或K+ ，與水泥水化生成的Ca2+ 進行當量吸附交換，使較小的土顆粒形成較大的土團粒，從而使土體的強度提高。硬凝反應：隨著水泥水化反應的深入，溶液中析出大量的Ca2+ ，在堿性的環(huán)境中，二氧化硅及三氧化二鋁與Ca2+發(fā)生化學反應，生成不溶于水的、穩(wěn)定的結晶化合物。新生成的化合物在水中和空氣中逐漸硬化，增大了水泥土的強度，并且由于其結構致密，水分不易進入，從而使水泥土具有足夠的水穩(wěn)定性。碳酸化作用：水泥水化物中游離的氫氧化鈣能吸收水中和空氣中的二氧化碳，發(fā)生碳化反應，生成不溶于水的碳酸鈣，這種反應能使水泥土的強度增大。上述機理分析表明，水泥固化土的強度主要來自水泥水化物的膠結作用。在固化過程中，乳化劑起到增強水泥韌性的作用，這樣就可以增強水泥的抗壓能力。 設計思路選材:1．塑料泡沫：塑料泡沫采用聚苯乙烯包裝泡沫，回收電腦等電器包裝箱內的泡沫，原料易得，顆粒大小容易控制。2．水泥：選用凝結時間快，早期強度高的產品，這樣可縮短制品的脫模時間。本試驗用325號普通硅酸鹽水泥。3．外加劑：為了改善制品性能，縮短養(yǎng)護周期，應選用復合早強型減水劑。本試驗用氨基磺酸鈉試劑。4．增稠劑：羧甲基纖維素（CMC）試劑， 或苯丙乳液。5．一次性塑料杯：用做澆鑄成型模具。紙杯不適用。配合比設計:塑料泡沫無機輕質材料配合比設計，要根據制品性能、工藝參數和成本等因素憑經驗為主的方法確定。一般可先定一個配合比范圍，根據結果調整配合比并確定工藝參數。每立方米無機輕質材料參考用量范圍如下：塑料泡沫(m3 ) 1．1～1．5硅酸鹽水泥(kg) 140～180外加劑(占總質量的% ) 1～3：器材：電熱恒溫鼓風干燥箱 恒溫水浴鍋 電子天平 攪拌機 電子顯微鏡 燒杯 50ml,100ml，200ml規(guī)格量筒 20ml，50ml規(guī)格移液管 5ml規(guī)格攪拌玻棒藥品：砂 市售，建筑用砂水泥 市售，325硅酸鹽水泥 NaOH 化學純鹽酸 化學純塑料泡沫 聚苯乙烯包裝泡沫，回收電腦包裝箱內的泡沫苯丙乳液 固含量約50%一次性塑料杯若干 用做澆鑄成型模具。紙杯不適用。 實驗方案（1）填充物的準備：準備好磨碎的泡沫塑料，、分別裝入5個不同的一次性塑料杯中，待用。（2）水泥漿的配置：分別稱取90g水泥粉和20g建筑用砂，量取30ml水和3ml苯丙乳液，加入上述相應的裝有泡沫塑料的塑料杯中，并攪拌至均勻。將制備好的水泥放置5天，待其干燥后供后期實驗檢驗。表1輕質水泥的配制成分12345砂（g）2020202020水（ml）3030303030水泥灰（g）9090909090泡沫塑料（g）苯丙乳液（ml）33333制備好的輕質水泥經過一周的固化后，其表面及內部結構如下圖所示。圖1 輕質水泥的表觀結構如圖1所示，為所制備的輕質水泥的表觀結構，由圖中可以看出，用一次性塑料杯作為模子塑造出來的輕質水泥外觀呈杯子的形狀，且表面有金屬的光澤，表面十分堅硬。圖2 輕質水泥的內部結構如圖中所示即為輕質水泥塊由外力不規(guī)則剖開后的內部結構，由圖中可以觀察到，輕質水泥塊的內部均勻地分布著取代建筑用砂填充在其內部的聚苯乙烯泡沫塑料，泡沫塑料起到了減小水泥密度的作用。（1）耐水性能測試方法耐水性能是指水泥對水的作用的抵抗能力。參照GB/T173393漆膜耐水性能測試方法，可對水泥對水的作用的抵抗能力進行測試。固化好的水泥在使用的過程中往往與潮濕的空氣或水分直接接觸，隨著水泥對水分的吸收，水泥可能會出現各種各樣的破壞現象而影響水泥的使用壽命。在操作時，將固化好的水泥塊浸泡于玻璃水槽中，一定時間后，觀察水泥塊有無松散、潰散、脫落等現象，以及恢復原狀的難易程度。與此同時，定期測量水泥塊
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