PAM和VAE泡沫混凝土微观结构与宏观性能的研究.pdf

建筑施工第45卷第9期1905PAM和VAE泡沫混凝土微观结构与宏观性能的研究黄 海1 李 静*2 黄子锐2 伍怡璇2 呼浩楠21.深圳市建设（集团）有限公司 广东 深圳 518000；2.华南理工大学土木与交通学院 广东 广州 510640摘要：研究了聚灰比为0、0.1%、0.5%、1.0%时，聚丙烯酰胺（PAM）乳液对泡沫混凝土干密度和抗压、抗折强度的影响；以及聚灰比为0、1.0%、3.0%、5.0%时，乙烯-醋酸乙烯（VAE）共聚乳液对泡沫混凝土干密度和抗压、抗折强度的影响。通过显微图像处理并使用Image-Pro Plus软件分析泡沫混凝土截面微观孔结构，探究泡沫混凝土微观孔结构和宏观性能的变化趋势和对应关系，以及PAM和VAE对泡沫混凝土的改性机理。结果表明：随着聚灰比的增加，PAM泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径呈先减小后增大的趋势，圆度值呈先增大后减小再显著增大的趋势，导致干密度、抗压强度和抗折强度总体上均有显著的减小趋势，确定较优聚灰比为0.5。VAE泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径则随着聚灰比的增加呈先减后增的趋势，圆度值呈一直增大的趋势，导致干密度和抗折强度均先减小后增大，抗压强度先增大后减小再增大，确定较优聚灰比为1.0。对比两者发现，不同聚灰比的PAM泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径均小于VAE泡沫混凝土，同时两者的干密度变化趋势也有明显差异，前者抗压强度小于后者，而抗折强度的数值和变化趋势与后者相近。关键词：聚丙烯酰胺；乙烯-醋酸乙烯共聚乳液；泡沫混凝土；微观孔结构；干密度；力学性能中图分类号：TU528.2 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2023)09-1905-05 DOI：10.14144/ki.jzsg.2023.09.049Study on Microstructure and Macroscopic Properties of PAM and VAE Foamed ConcreteHUANG Hai1 LI Jing*2 HUANG Zirui2 WU Yixuan2 HU Haonan21.Shenzhen Construction Group Co.,Ltd.,Shenzhen 518000,Guangdong,China;2.School of Civil Engineering and Transportation,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,ChinaAbstract:The effects of polyacrylamide(PAM)emulsion on the dry density,compressive strength and flexural strength of foamed concrete were studied when the polymer-cement ratio was 0,0.1%,0.5%and 1.0%,and the effects of ethylene-vinyl acetate(VAE)copolymer emulsion on the dry density,compressive strength and flexural strength of foamed concrete were studied when the polymer-cement ratio was 0,1.0%,3.0%and 5.0%.Microscopic image processing and Image-Pro Plus software were used to analyze the microscopic pore structure of foam concrete section,and to explore the changing trend and corresponding relationship between the microscopic pore structure and macroscopic properties of foam concrete,as well as the modification mechanism of PAM and VAE on foam concrete.The results show that with the increase of polymer-cement ratio,the porosity and average pore size of PAM foam concrete decrease first and then increase,and the roundness value increases first,then decreases,and then increases significantly,which leads to a significant decrease in dry density,compressive strength and flexural strength as a whole.The optimal polymer-cement ratio is 0.5%.With the increase of polymer-cement ratio,the porosity and average pore size of VAE foam concrete decrease first and then increase,and the roundness value increases all the time,which leads to the decrease of dry density and flexural strength first and then increase,and the increase of compressive strength first,then decrease and increase again.The optimal polymer-cement ratio is 1.0%.It is found that the porosity and average pore size of PAM foam concrete with different polymer-cement ratios are smaller than those of VAE foam concrete,and the change trend of dry density of PAM foam concrete with different polymer-cement ratios is also significantly different from that of VAE foam concrete,the compressive strength of the former is smaller than that of the latter,while the value and change trend of flexural strength of the former are similar to that of the latter.Keywords polyacrylamide;ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion;foam concrete;micro-pore structure;dry density;mechanical properties泡沫混凝土是一种具有轻质、保温隔热等优良特性的新型建筑材料，在地基处理、边坡处理、洞口填充和隔热隔声等方面有明显优势1。但泡沫混凝土具有较大的孔隙率和平均孔径，其抗压强度和抗折强度远远小于普通混凝土2-4，限制了其在不同领域更广泛的应用。作者简介：黄 海（1970），男，硕士，高级工程师。通信作者：李 静（1971），女，博士，副教授。通信地址：广东省深圳市福田区深南大道8000号建安大厦3A（518000）。电子邮箱：收稿日期：2023-06-01科学研究SCIENTIFIC RESEARCH20239Building Construction1906目前国内外学者对各种聚合物在普通混凝土中的应用研究较多，但对其在泡沫混凝土中的应用研究很少。师海霞等5研究了3种苯丙乳液聚合物对混凝土性能的影响，发现聚合物能够较好改善混凝土的力学性能。江翠兰等6探究了4种常见聚合物对混凝土力学性能的影响，试验发现纯苯乳液、苯丙乳液、丙烯酸乳液和羟基丁苯乳液4种聚合物均能够提高混凝土的抗折强度。但苯丙乳液、丙烯酸乳液与混凝土的水化物产物结构松散，力学性能较差；羟基丁苯乳液网状膜体系不连续，连接作用较弱。程勇刚7提出聚丙烯酰胺（PAM）分子链具有的架桥作用以及阴离子基团的电荷作用使PAM具有水溶性，有絮凝、减阻、分散等作用。孙增智等8提出PAM分子链含有亲水性极高的酰胺基团，且PAM水解释放的NH3能够与水泥中的钙、铝离子发生化学反应，改善混凝土的性能。Silva等9和Knapen等10均研究发现，乙烯-醋酸乙烯（VAE）会促进水泥水化。刘斯凤等11试验发现VAE能够改善混凝土孔结构，有效细化混凝土的孔径分布，降低混凝土内部损伤速率。目前，国内外学者对PAM在泡沫混凝土中的应用研究很少。程勇刚7发现聚灰比为2%8%时，PAM的掺入会降低混凝土的抗压强度，但混凝土抗折强度会有一定程度的增加。孙增智等8在探究聚灰比为6%10%时，得出了同样的结论。张云飞等12发现掺量在1.0%1.5%的PAM对化学发泡法泡沫混凝土体积比和浆体稳定性有较好的影响。国内学者对于掺入VAE对泡沫混凝土抗压强度和抗折强度的影响结论不一致。张红桥等13研究聚灰比为015%时发现，混凝土抗压强度先减小后增大；聚灰比为06%时，混凝土抗折强度一直增大。刘斯凤等11探究聚灰比为8%时发现，VAE的掺入会减小混凝土早期抗压强度，随养护时间延长，抗压强度减小作用减弱。赵春新14试验表明聚灰比为05%时，泡沫混凝土的早期强度降低，但后期抗压强度会有一定提高。基于泡沫混凝土与普通混凝土基底配合比差异较大，为探究聚灰比较小时PAM对泡沫混凝土性能的影响，本文探究聚灰比为0、0.1%、0.5%、1.0%时，PAM对泡沫混凝土抗压强度和抗折强度的影响。为探究聚灰比较小时VAE对泡沫混凝土性能的影响，将聚灰比的变化梯度缩减为2.0%，探究聚灰比为0、1.0%、3.0%、5.0%时，VAE对泡沫混凝土抗压强度和抗折强度的影响，并分别从微观结构探究2种聚合物对泡沫混凝土力学性能的影响原因。1 试验概况1.1 原材料水泥：粤秀牌P 42.5R级水泥。PAM：阴离子型3040目白色颗粒，相对分子质量1.0107，固含量（质量分数，下同）90%。VAE：固含量55%，黏度5001 000 mPas，乙烯含量（162）%。发泡剂：动物蛋白发泡剂，稀释45倍，性能见表1。表1 发泡剂的性能参数外观pH值1 h沉降距/mm1 h泌水率/%深褐色685102530减水剂：聚羧酸系高性能减水剂。保水剂：羟基甲基纤维素HMPC。促凝剂：无水氯化钙。纤维：聚乙烯醇纤维PVA，长度6 mm，性能见表2。表2 PVA纤维的性能参数断裂伸长率/%抗拉强度/MPa初始弹性模量/GPa密度/（g/cm3）401500351.281.31水：自来水。1.2 泡沫混凝土配合比及试件制作潘晓冰15研究表明，设计干密度为6001 200 kg/m3时，综合考虑干密度、抗压强度、劈裂抗拉强度和干缩值，当水胶比为0.45、纤维掺量为1 kg/m3、发泡剂体积掺量为1%时，泡沫混凝土的性能较优。因此，本文泡沫混凝土设计干密度均为1 000 kg/m3，水胶比均为0.45，发泡剂掺量均为1%，均掺入密度为1 kg/m3的PVA纤维，在防止产生较大干燥收缩裂缝16的同时，提高泡沫混凝土的强度17。此外，聚合物对泡沫混凝土有缓凝作用，聚灰比较大易导致凝结硬化时间较长，影响泡沫稳定性，使试件塌模14。因此，本文单掺PAM时设计聚灰比为0、0.1%、0.5%、1.0%；单掺VAE时设计聚灰比为0、1.0%、3.0%、5.0%。综上，参照JG/T 2662011泡沫混凝土计算出本文试验配合比，单掺PAM试验配合比和单掺VAE试验配合比分别如表3和表4所示，其中P0和V0均为对照组。表3 每升体积单掺PAM试验配合比编号聚灰比/%水泥/g减水剂/g保水剂/g促凝剂/gP00821.682.0270.4118.216P010.1821.062.0250.4108.211P050.5817.832.0170.4098.178P101.0813.842.0080.4078.138注：聚灰比为PAM中固体聚合物与胶凝材料的质量比，又称PAM掺量。根据JGJ/T 3412014泡沫混凝土应用技术规程成形试件，并标准养护28 d。1.3 测试方法拍摄经显微镜放大50倍后的试件截面图像，并用黄海、李静、黄子锐、伍怡璇、呼浩楠:PAM和VAE泡沫混凝土微观结构与宏观性能的研究建筑施工第45卷第9期1907表4 每升体积单掺VAE试验配合比编号聚灰比/%水泥/g减水剂/g保水剂/g促凝剂/gV00821.682.0270.4118.216V11817.902.0180.4098.179V33813.902.0080.4078.139V55809.941.9980.4058.100注：聚灰比为VAE中固体聚合物与胶凝材料的质量比，又称VAE掺量。Image-Pro Plus图像处理软件分析孔隙率、平均孔径、孔隙圆度值和孔径分布15。干密度、抗压强度测试按照JG/T 266201117进行，试件尺寸为100 mm100 mm100 mm；抗折强度测试按照GB/T 176712021水泥胶砂强度检测方法（ISO法）进行，试件尺寸为40 mm40 mm160 mm。2 试验结果与分析2.1 PAM泡沫混凝土的微观孔结构2.1.1 孔隙率和平均孔径PAM对泡沫混凝土孔隙率的影响如图1所示。由图1可知，泡沫混凝土的孔隙率随着聚灰比的增加呈先减小后增大的趋势，发现掺入PAM能够有效减小泡沫混凝土的孔隙率。当聚灰比为0.1%、0.5%、1%时，P01、P05、P10试件的孔隙率分别为28.88%、25.94%、26.58%，较对照组P0分别降低了9.2%、18.5%、16.4%。PAM对泡沫混凝土平均孔径的影响如图2所示。0.0720.0640.0560.0480.040平均孔径/mm00.20.40.60.81.0聚灰比/%34323028262422孔隙率/%00.20.40.60.81.0聚灰比/%图1 PAM对泡沫混凝土 图2 PAM对泡沫混凝土平均 孔隙率的影响 孔径的影响由图2可知，随着聚灰比的增加，泡沫混凝土的平均孔径先减小后增大，但掺PAM后泡沫混凝土的平均孔径较对照组P0均有所降低。当聚灰比为0.1%、0.5%、1%时，P01、P05、P10试件的平均孔径分别为0.061 5、0.052 1、0.061 5 mm，较对照组P0分别降低了0.9%、16.1%、0.9%。当聚灰比较小时，泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径出现减小的原因是：掺入PAM后混凝土结构比基准混凝土更加致密8，孔缝数量很少。在泡沫混凝土养护成形过程中，由于PAM分子本身的高分子量和结构稳定性，使其在水中溶解后可以吸附气泡，从而抑制气泡的形成和淤积。此外，PAM还具有较好的润湿性和薄膜性，能够在水体中形成一层较为均匀的薄膜，起到消除气泡的作用，使用高清数码显微镜拍摄试块截面如图3所示。（a）P0试块截面（b）P01试块截面（c）P05试块截面（d）P10试块截面图3 PAM对泡沫混凝土的消泡作用图3比较明显地体现了不同掺量PAM对泡沫混凝土的消泡程度，使用Image-Pro Plus软件分析孔径分布，发现对照组P0、P01、P05试件中直径大于0.1 mm的孔隙占比分别为12.2%、11.7%和7.0%，可知P01和P05试件中直径大于0.1 mm的孔隙占比较对照组P0分别减少4.1%和42.6%。可见掺入PAM能够有效消除泡沫混凝土中的气泡，导致PAM泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径均减小。当聚灰比较大时，泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径出现增大的原因是：PAM具有凝絮作用，与搅拌后水泥浆中富含气泡的水发生水解反应，水解反应程度随PAM掺量增大而增大，聚灰比较大时反应速率较大，水泥浆体系中气泡随反应体积增大、数量增多，体现在聚灰比较大时PAM泡沫混凝土平均孔径增大、孔隙率略微增大。2.1.2 孔隙圆度值PAM对泡沫混凝土孔隙圆度值的影响如图4所示。结合图4可知，PAM的掺入会略微提高泡沫混凝土的圆度值。当聚灰比为0时，P0试件的孔隙圆度值为0.913；当聚灰比分别为0.1%、0.5%、1%时，P01、P05、P10试件的孔隙圆度值分别为0.920、0.915、0.933，较对照组P0试件分别提高了0.77%、0.22%、2.19%。分析原因，PAM与水泥浆体系中的钙铝离子相互作用，生成的均匀橡胶状固体包裹水化产物和未水化水泥颗粒，形成了不完全连续的、填充密实的空间骨架网状体系结构，改善了水泥混凝土硬化体的物理组织结构和内部孔结构7，使孔隙更接近圆形抵抗内应力，导致PAM泡沫混凝土的孔隙圆度值增大。2.2 PAM泡沫混凝土的宏观性能2.2.1 干密度PAM对泡沫混凝土干密度的影响如图5所示。结合图5可知，掺入PAM能够降低泡沫混凝土的干密度，且随着聚灰比的增加，泡沫混凝土的干密度先迅速黄海、李静、黄子锐、伍怡璇、呼浩楠:PAM和VAE泡沫混凝土微观结构与宏观性能的研究20239Building Construction19081.000.980.960.940.920.900.880.860.840.820.800.00.20.40.60.81.0聚灰比/%圆度值 0.00.20.40.60.81.0聚灰比/%1300125012001150110010501000950900850800干密度/（kg/m3）图4 PAM对泡沫混凝土孔隙 图5 PAM对泡沫混凝土孔隙 圆度值的影响 干密度的影响减小后变化不明显。当聚灰比分别为0.1%、0.5%、1.0%时，P01、P05、P10试件的干密度分别为1 030、1 071、1 026 kg/m3，较对照组P0的干密度分别减小了15.5%、12.1%、15.8%。分析原因，由于聚灰比仅为01%，即PAM质量仅为水泥质量的01%，故PAM失水后对泡沫混凝土干密度的提升不明显。试验发现，PAM泡沫混凝土的干密度与其微观孔结构特征（孔隙率、平均孔径）对应关系不明显，认为由于PAM的具有引气作用，使泡沫混凝土表面产生大量开口孔，从而在聚灰比较小时，PAM的掺入使泡沫混凝土的干密度总体呈减小趋势。2.2.2 抗压、抗折强度PAM对泡沫混凝土抗压强度的影响如图6所示。结合图6可知，掺入PAM能够降低泡沫混凝土的抗压强度，泡沫混凝土的抗压强度随聚灰比的增加呈先迅速减小后缓慢增大的趋势，与PAM泡沫混凝土干密度变化规律相似。抗压强度试验结果与程勇刚7和孙增智等8试验结果较符合。当聚灰比分别为0.1%、0.5%、1%时，P01、P05、P10试件的抗压强度分别为3.35 MPa、3.48 MPa、4.40 MPa，较对照组P0分别减小了60.0%、58.4%、47.4%。PAM对泡沫混凝土抗折强度的影响如图7所示。10987654321抗压强度/MPa0.00.20.40.60.81.0聚灰比/%3.02.82.62.42.22.01.81.61.41.21.0抗折强度/MPa0.00.20.40.60.81.0聚灰比/%图6 PAM对泡沫混凝土抗压 图7 PAM对泡沫混凝土抗折 强度的影响 强度的影响结合图7可知，PAM的掺入对泡沫混凝土抗折强度的影响趋势与其对泡沫混凝土干密度影响趋势相似，即随着聚灰比的增加，PAM泡沫混凝土的抗折强度总体呈减小的趋势，且当聚灰比为0.5%时，泡沫混凝土的抗折强度和干密度都达到较大值。当聚灰比分别为0.1%、0.5%、1.0%时，P01、P05、P10试件的抗折强度分别为1.9 MPa、2.2 MPa、1.5 MPa，较对照组P0分别减小了29.6%、18.5%、44.4%。分析原因为，当聚灰比较小时，泡沫混凝土抗压强度和抗折强度均与泡沫混凝土干密度变化趋势相似。当聚灰比为0.5%时，泡沫混凝土孔隙率和平均孔径为最小值，泡沫混凝土内部相对密实，因此抗折强度有一定提高。当聚灰比较大时，由于形成了不完全连续的、填充密实的空间骨架网状体系结构，泡沫混凝土孔结构得到改善，且孔隙圆度值增大较多，使泡沫混凝土抗压强度增大。但这种空间网状膜结构对泡沫混凝土抗折强度作用较小，且由于初始聚灰比选取范围较小，PAM失水后对泡沫混凝土抗折强度的提升不明显，使试验结果与程勇刚7和孙增智等8的试验结果不符。综上所述，当聚灰比为0.5%时，泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径均为最小值，抗压强度和抗折强度较大，因此0.5%为较优聚灰比。2.3 VAE泡沫混凝土的微观孔结构2.3.1 孔隙率和平均孔径VAE对泡沫混凝土孔隙率的影响如图8所示。由图8可知，随着聚灰比的增加，泡沫混凝土的孔隙率总体先减小后增大，总体呈增大趋势，在聚灰比为1.0%时达到最小值。当聚灰比为1.0%时，V1试件的孔隙率为30.45%，较对照组V0减小了4.3%，当聚灰比分别为3.0%、5.0%时，V3、V5试件的孔隙率分别为32.46%、41.91%，较V1分别增大了6.6%、37.6%。VAE对泡沫混凝土平均孔径的影响如图9所示。44424038363432302826孔隙率/%0 1 2 3 4 5聚灰比/%0.080.070.060.050.040.03平均孔径/mm0 1 2 3 4 5聚灰比/%图8 VAE对泡沫混凝土 图9 VAE对泡沫混凝土平均孔隙率的影响 孔径的影响由图9可知，泡沫混凝土的平均孔径随聚灰比的增加先略有减小后增大，与泡沫混凝土的孔隙率变化趋势相似。当聚灰比为1%时，V1试件的平均孔径为0.060 3 mm，较对照组V0减小了2.9%，当聚灰比为3.0%、5.0%时，V3、V5试件的平均孔径分别为0.061 0、0.077 4 mm，较V1分别增大了1.2%、28.4%。随聚灰比增加，泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径总体增大的原因是：在搅拌过程中，由于VAE具有轻质性和引气作用，会产生大量大孔径气泡，使VAE泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径较对照组有所增大。具体而言，当聚灰比分别黄海、李静、黄子锐、伍怡璇、呼浩楠:PAM和VAE泡沫混凝土微观结构与宏观性能的研究建筑施工第45卷第9期1909为1%、5%时，V1、V5试件中直径大于0.1 mm的孔隙占比分别为12.5%、15.7%，较对照组V0分别增大2.5%、28.7%。可见，VAE的引气作用使大孔径气泡占比明显增加，导致VAE泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径均总体增大。2.3.2 孔隙圆度值VAE对泡沫混凝土孔隙圆度值的影响如图10所示。结合图10可知，随聚灰比的增加，泡沫混凝土的圆度值不断增大。当聚灰比为0时，V0试件的孔隙圆度值为0.913；当聚灰比分别为1%、3%、5%时，V1、V3、V5试件的孔隙圆度值分别为0.917、0.921、0.925，较对照组V0试件分别提高了0.44%、0.88%、1.31%。分析原因，VAE聚合物膜的存在阻碍了裂缝扩展13，为更加均匀地抵抗泡沫混凝土内部应力，促使泡沫混凝土内部结构改善，使泡沫混凝土随聚灰比增加圆度值不断增大。2.4 VAE泡沫混凝土的宏观性能2.4.1 干密度VAE对泡沫混凝土干密度的影响如图11所示。1.000.980.960.940.920.900.880.860.840.820.80圆度值0 1 2 3 4 5聚灰比/%1300120011001000900800干密度/（kg/m3）0 1 2 3 4 5聚灰比/%图10 VAE对泡沫混凝土孔隙 图11 VAE对泡沫混凝土 圆度值的影响 干密度的影响结合图11可知，泡沫混凝土的干密度随聚灰比的增加先减小后增大，在聚灰比为1%时达到最小值。当聚灰比为1%时，泡沫混凝土的干密度为最小值1 115 kg/m3，较对照组V0减小8.5%，当聚灰比分别为3.0%、5.0%时，V3、V5试件的干密度分别为1 151、1 230 kg/m3，较V1试件的干密度分别增大了3.2%、10.3%。分析原因，聚灰比较小时，由于VAE具有轻质性和引气作用，有较低的体积密度和密实度，因此掺入VAE会降低泡沫混凝土干密度。聚灰比较大时，VAE形成的膜结构能够将混凝土的毛细孔填充密封并将水泥水化颗粒包裹住14，使泡沫混凝土干密度增大。2.4.2 抗压、抗折强度VAE对泡沫混凝土抗压强度的影响如图12所示。结合图12可知，随着聚灰比的增加，泡沫混凝土的抗压强度先增大后减小再增大，变化趋势不明显。在聚灰比为1%时，泡沫混凝土的抗压强度为最大值8.91 MPa，较对照组V0试件增大了6.5%。VAE对泡沫混凝土抗折强度的影响如图13所示。结合图13可知，泡沫混凝土的抗折强度随聚灰比的增加先迅速减小后变化不明显，抗折强度和干密度在聚10.09.59.08.58.07.57.06.56.05.55.04.54.0抗压强度/MPa0 1 2 3 4 5聚灰比/%3.02.82.62.42.22.01.81.61.41.21.0抗折强度/MPa0 1 2 3 4 5聚灰比/%图12 VAE对泡沫混凝土抗压 图13 VAE对泡沫混凝土抗折 强度的影响 强度的影响灰比为1%时均为最小值。当聚灰比分别为1.0%、3.0%、5.0%时，V1、V3、V5试件的抗折强度分别为2.0、2.1、2.1 MPa，较对照组V0分别减小了25.9%、22.2%、22.2%。分析原因，当聚灰比较小时，由于泡沫混凝土孔隙率和平均孔径均较小，泡沫混凝土抗压强度增大4。由于泡沫混凝土干密度较小，且VAE属于弹性材料，在混凝土中起不到骨架作用，从而削弱了骨料与水泥浆体的黏结程度12，泡沫混凝土的抗折强度减小，泡沫混凝土抗折强度与其干密度变化趋势一致。当聚灰比较大时，泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径均增大，使抗压强度减小，但随聚灰比进一步增大，泡沫混凝土内部的气孔结构明显有所改善，孔壁及孔间隙中的裂缝及孔洞等缺陷明显减少14，使泡沫混凝土抗压强度增大，这与赵春新14的试验结果较为符合，但聚灰比较大时，抗折强度变化不明显，这与张红桥等13的试验结果不符。综上所述，当聚灰比为1%时，泡沫混凝土的孔隙率、平均孔径和干密度均为最小值，抗压强度为最大值，因此1.0%为较优聚灰比。3 结语1）随着聚灰比由0增加到1.0%，PAM泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径先减小后增大；随着聚灰比由0增加到5.0%，VAE泡沫混凝土的孔隙率先减小后增大。2）由于PAM和VAE与水泥的水化作用，掺入PAM和VAE后，泡沫混凝土的孔隙圆度值较普通泡沫混凝土分别提高了0.22%2.19%和0.44%1.31%。3）掺入纤维使各组泡沫混凝土抗压、抗折强度增大，可能影响探究PAM和VAE对泡沫混凝土的影响的试验效果。随着聚灰比由0增加到1%，PAM泡沫混凝土的干密度先减小后变化不明显，抗压强度先减小后略有增大，抗折强度先减小后增大再减小。随聚灰比的增加，干密度、抗压强度、抗折强度总体呈减小趋势。在聚灰比为0.5%时，泡沫混凝土孔隙率和平均孔径最小，抗压强度和抗折强度较大，因此0.5%为较优聚灰比。（下转第1921页）黄海、李静、黄子锐、伍怡璇、呼浩楠:PAM和VAE泡沫混凝土微观结构与宏观性能的研究建筑施工第45卷第9期1921的光伏板粘贴及铆钉，并连接光伏板各接头。光伏板安装完毕后，依次将应急备用电源、储能设备、逆变器、控制柜等设备集成于箱体中，并采用可拆卸的装置进行连接固定，保证运输过程中的稳固连接。3.3.4 设备及系统调试箱体及设备集成安装完毕后，依次开展各设备系统的线路连接，并进行排线整理；整理完成后，开展各设备系统之间的调试，使其按照设计的系统原理进行工作，如图8所示。图7 围护结构安装 图8 设备集成4 结语基于光储一体化的移动式能源站的设计及应用，使单个箱体能够储能51.12 Wh、发电功率达12.32 kW，满足了李林、刘亚、吴海春、杨起、杨贺丞、于相平、梅江涛、黄峰、刘韦娟:移动式光储一体化能源站的设计及应用研究偏远线性工程的办公及生活应用需求。能为边防哨所、海岛区域、西北区域等无网电/市电场景的办公及生活提供参考解决方案，同时也契合了国家建筑行业的“双碳”发展理念、引领施工领域能源应用技术突破，减少项目发电的使用，实现“光储一体化”的用电模式，推动工程项目“油改电”的实现。1 林波荣.建筑行业碳中和实现路径J.施工企业管理,2021,398(10):49-51.2 侯兆新,刘晓刚.钢结构建筑产业化关键技术与示范J.建筑钢结构 进展,2021,23(10):1-11.3 邱泉,杨春梅,任国亮.俄罗斯远东联邦大学学生中心入口幕墙支承 结构选型分析J.建筑钢结构进展,2013,15(4):47-52.4 杨雯,杨勇,王崎,等.基于分布式光伏能源微储能的一体化应用研究 J.电力与能源,2021,42(5):577-581.5 林青瑜,洪智勇.光储充一体化电站关键技术设计J.中国新通信,2020,22(6):80.6 翁利国,练德强,徐铌,等.基于双碳目标的光储充一体化电站状态 评估技术J.电力系统装备,2023(2):77-79.（上接第1909页）4）随着聚灰比由0增加到5%，VAE泡沫混凝土的干密度先减小后增大，抗压强度先增大后减小再增大，抗折强度先减小后变化不明显。在聚灰比为1.0%时，泡沫混凝土孔隙率、平均孔径和干密度最小，抗压强度最大，因此1.0%为较优聚灰比。1 李宁.泡沫混凝土实用生产技术及其应用J.低碳世界,2021,11(5):259-260.2 RAMAMURTHY K,NAMBIAR E K K,RANJANI G I S.A classification of studies on properties of foam concrete J.Cement and Concrete Composites,2009,31(6):388-396.3 郭向勇,丁威,冷发光,等.泡沫混凝土孔隙率对其强度影响的研究 C/混凝土与水泥制品学术讨论会论文集.武汉:2013.4 石衍宇.孔结构对泡沫混凝土性能的影响研究D.济南:济南大 学,2022.5 师海霞,孔祥明,范德科,等.苯丙乳液改性混凝土微观结构与性能 研究J.混凝土世界.2010(9):60-65.6 江翠兰,荣垂强.四种常见聚合物对混凝土力学性能的影响J.广西 城镇建设,2007(3):71-73.7 程勇刚.聚丙烯酰胺对混凝土性能影响的研究J.福建建材,2017(4):18-19.8 孙增智,申爱琴,胡长顺.聚丙烯酰胺改性混凝土的微观分析J.公 路,2005(9):143-149.9 SILVA D A,ROMAN H R,GLEIZE P J P.Evidences of chemical interaction between EVA and hydrating portland cement J.Cement and Concrete Research,2022,32(9):1383-1390.10 KNAPEN E,VAN GEMERT D.Cement hydration and micro-structure formation in the presence of water-soluble polymers J.Cement and Concrete Research,2009,39(1):6-13.11 刘斯凤,许贇晨,万亭亭,等.冷热循环作用下EVA对混凝土孔结构的 影响J.建筑材料学报,2020,23(3):537-545.12 张云飞,陈岳敏,郭中光,等.化学发泡法泡沫混凝土稳定性的研究 J.混凝土,2013(5):141-143.13 张红桥,盛光启,张红良.醋酸乙烯-乙烯共聚VAE乳液用于混凝土 改性的初探J.四川联合大学学报(工程科学版),1997(6):48-50.14 赵春新.聚合物改性水泥基泡沫混凝土的试验研究D.重庆:重庆 大学,2013.15 潘晓冰.掺加纤维的高性能泡沫混凝土细观结构与宏观性能的关 系研究D.广州:华南理工大学,2020.16 KUNYAKOV A I,STESHENKO A B.Cement foam concrete with low shrinkage J.Advanced Materials Research,2015,1085:245-249.17 杨瑞环,霍冀川,赵星,等.纤维泡沫混凝土强度的正交试验J.混凝 土与水泥制品,2014(3):62-65.