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发泡混凝土详解,发泡混凝土的用处

作者:admin 浏览量:162 来源:四川兴翰 时间:2023-12-25 20:29:53

信息摘要:

摘要:本文通过介绍发泡混凝土的组成及其原材料的选择,论述发泡混凝土的性能特点,指出国内发泡混凝土生产应用中存


摘要:本文通过介绍发泡混凝土的组成及其原材料的选择,论述发泡混凝土的性能特点,指出国内发泡混凝土生产应用中存在的一些问题,同时讨论发泡混凝土的生产施工工艺及应用前景。

前言

发泡混凝土又称为发泡水泥、轻质混凝土等,是一种利废、环保、节能、低廉且具有不燃性的新型建筑节能材料。发泡混凝土是通过化学或物理的方式根据应用需要将空气或氮气、二氧化碳气、氧气等气体引入混凝土浆体中,经过合理养护成型,而形成的含有大量细小的封闭气孔,并具有相当强度的混凝土制品。传统发泡混凝土的制作通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中,经混合搅拌、浇注成型、养成都泡沫混凝土公司护而成的一种多孔材料。这种轻质混凝土的干密度通常150~1500kg/m3,具有很好的保温节能性能[1]。使用发泡混凝土,一般可使建筑物自重降低25%,有些达30%~40%,因而在建筑物的内外墙体、屋面、楼面、立柱、墙体填芯等建筑结构中采用发泡混凝土皆具有显著的经济效益[2-3]。

2  发泡混凝土的组成

制备发泡混凝土所需的原材料主要包括:水泥、水、发泡剂,除此之外,还可以在发泡混凝土的制备过程中掺加一定量的填料、骨料和外加剂,这样一方面可以降低成本,另一方面有效改善了发泡混凝土的制品性能。但作为一种特殊的混凝土,发泡混凝土除了符合普通混凝土的一般规律之外,还具有一些自身的特点,其组成材料应达到以下成都泡沫混凝土公司技术要求。

2.1  水泥

水泥作为发泡混凝土的胶凝材料在发泡混凝土中起着至关重要的作用,水泥是发泡混凝土强度的重要来源,发泡混凝土品质的好坏其很大一部分因素决定于胶凝材料即水泥。原材料体系不同,水泥用量对发泡混凝土强度的影响规律并不一致。在非净浆体系中,发泡混凝土强度先随水泥用量增加而提高,当超过最佳水泥用量后,强度则随水泥用量继续增加而降低。在净浆体系中,水泥用量则相对固定,只有水泥强度等级仍对发泡混凝土强度产生影响。

各种种类的水泥都能用来制备发泡混凝土,由于发泡混凝土中生成了大量的泡沫,延缓了水泥水化过程的进行,适宜使用凝结时间较快的硫铝酸盐水泥、高铝水泥、早强型硅酸盐水泥、菱镁水泥、石膏等,但成都泡沫混凝土公司是基于耐久性考虑,制备高性能发泡混凝土的水泥还是应该选用普通硅酸盐水泥,尤其是应用于墙体等重要部位时。而且硅酸盐系列水泥来源广泛、质量稳定、经济、耐久性好,因而被发泡混凝土行业广泛使用。硫(铁)铝酸盐第三系列水泥在发泡混凝土浆体形成、结构稳定性、早期强度发展等方面具有特色,应用逐年增加,在一些特殊重点工程中的应用相继取得成功。

2.2  发泡剂

众所周知发泡混凝土中的泡沫对于发泡混凝土的各项品质起着至关重要的作用,而泡沫是由单个的气泡所构成,故泡沫的性能也是由每个气泡性质集体的一种表现。发泡混凝土中所采用的不同性质的泡沫直接决定着发泡混凝土的具体使用范围,所以发泡剂是影响发泡混凝土性能的一个关键因素。成都泡沫混凝土公司评价泡沫剂优良的

决定要素不是泡沫稳定性,而是泡沫料浆的稳定性及其硬化后的性能。发泡剂的质量对发泡混凝土产品的性能影响巨大,选择发泡剂用量少,发泡倍数高,泡沫稳定性好,闭空率高,吸水率低,不影响强度的发泡剂可得到孔径均匀,性能良好的发泡混凝土[4]。

2.2  高性能掺合料

不同于普通混凝土,在引入掺合料时必须要考虑其与泡沫的相容性,一般生产发泡混凝土使用的掺合料应具有:一是细度越细越好,这样对泡沫的包裹性越好;二是掺合料的吸水性不宜过大,否则会吸收泡沫中的水分,造成破泡。因此,磨细矿渣、高等级的超细粉煤灰、硅灰等都适合用来制备发泡混凝土,而诸如钢渣等活性较低、颗粒形貌粗糙、密度较大、有一定吸水性的掺合成都泡沫混凝土公司料可能不适合掺入到发泡混凝土中。掺入粉煤灰等掺合料,还可以改善浆料的和易性,降低成本,降低发泡混凝土的收缩开裂性,提高发泡混凝土的后期强度,改善成型效果,但掺量不宜过大,同时需要保证一定的养护龄期。

2.3  骨料

制备发泡混凝土的骨料通常分为普通集料、轻骨料和超轻骨料三类。根据发泡混凝土密度和强度要求,决定是否采用骨料和采用哪类骨料。骨料品种和表观密度对发泡混凝土强度影响明显。为保证发泡混凝土密度,用轻骨料比用普通骨料可使水泥浆体形成的结构更致密。发泡混凝土抗压强度通常较低,抗压破坏通常发生在含有大量气孔的水泥基基体中。与普通混凝土相比,使用密度较低的骨料将明显提高发泡混凝土的抗压强度。发泡混凝土一成都泡沫混凝土公司般不会使用诸如石子之类的粗集料,考虑到对泡沫的包裹性,其使用的集料一般是粒径较小的细砂,一般发泡混凝土干密度在500~700kg/m3以上时就需要掺入细砂。有时会使用如陶粒、沸石、微珠等轻集料,掺入时要考虑选择合适堆积密度的集料,使其与要制备的料浆密度接近,可有效防止集料的沉降。

2.4  纤维

发泡混凝土属于多孔混凝土的一种,其收缩较大,尤其是不加集料的较低干密度级别的发泡混凝土,收缩性就更值得重视。因此,加入一定量的纤维可以起到控制收缩的目的。纤维的种类很多,可以根据发泡混凝土的不同干密度级别以及应用领域而定。大量试验表明,聚丙烯纤维能显著提高发泡混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度。聚丙烯纤维对发泡混成都泡沫混凝土公司凝土抗压强度提高幅度随发泡剂掺量的不同而有较大差异,随着发泡剂掺量的增大,聚丙烯纤维对发泡混凝土抗压强度提高幅度增大。因此,对于低抗压强度的发泡混凝土,采用掺加聚丙烯纤维是一个有效的增强途径;同时,聚丙烯纤维可显著改善发泡混凝土的收缩性能。

2.5  外加剂

为了满足发泡混凝土的加工性和特殊性能,需要加入一些外加剂。高效减水剂等各种外加剂是制备高性能发泡混凝土的必要组分加入减水剂在较低水灰比下也可将泡沫与浆料混合均匀,在实验室使用新型的聚羧酸盐减水剂时,水胶比可以降低到0.2左右,可以极大提高基材的强度。

除了减水剂、稳泡剂之外,高性能混凝土中使用的其他常用外加剂(如速凝剂、早强剂、分散剂、防水剂等)也成都泡沫混凝土公司都是生产发泡混凝土的必要组分。

发泡混凝土的性能

3.1  轻质

发泡混凝土具有较低的密度,实际应用中,常见发泡混凝土的密度等级为180~500kg/m3,近年来,密度更低的超轻发泡混凝土也开始出现,但在建筑工程中尚未得到较大范围的应用。实际工程中,发泡混凝土的密度可以降至150~350kg/m3,与黏土砖相比,密度只有黏土砖的1/3~1/10,其密度只相当于普通水泥混凝土的1/5~1/10。

由于发泡混凝土的密度小,将其应用于建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等部位,可以使建筑物的自重降低25%左右,有些甚至可使自重降低高达30%~40%。因此,在建筑工程中合理采用发泡混凝土,可以在保证建筑耐久性的同成都泡沫混凝土公司时,大大降低工程造价,具有显著的经济效益和广泛的市场前景。

3.2  保温隔热性能好

发泡混凝土之所以具有良好的保温隔热性能是由其内部结构所决定的。观察发泡混凝土的内部结构可以发现,发泡混凝土的内部充满大量封闭、均匀、细小的圆形孔隙。这些气孔可以最大程度固定空气,因此制品导热系数较低,具有良好的保温隔热性能。发泡混凝土的这一优异的热工性能是普通混凝土所不具备的。密度等级在150~350kg/m3范围内的发泡混凝土,其导热系数范围为0.045~0.06w/(m·k)。如果在建筑物的屋面材料及墙体材料中广泛采用这种发泡混凝土,将产生良好的节能效果。

3.3  隔音耐火性能好

发泡混凝土作为一种多孔材料,内部含有大成都泡沫混凝土公司量的封闭孔隙,因此具有良好的隔音性能。因此可以将发泡混凝土广泛应用于建筑物的楼层及高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等建筑部位,作为隔音层。同时,发泡混凝土还具有一般无机质材料的通性即不燃、具有良好的耐火性。国内外大量研究资料显示,干密度在150~350kg/m3范围内的发泡混凝土,当其抗压强度为2.5~7.5MPa范围内时,发泡混凝土的耐火极限可以达到2.7小时,隔声性能可以达到20db,抗冲击性可以达到100次,是一种可以大力推广的优质隔音耐火材料。

3.4  抗震性能好

发泡混凝土由于其特殊的多孔性结构,密度较小、质量较轻、弹性模量较低。这些特性使发泡混凝土结构在承受地震荷载时所承受的地震力小,成都泡沫混凝土公司震动波的传递速度也比普通混凝土结构慢很多。根据震动学原理,建筑结构的自震周期越长,对冲击能量的吸收也就越快。因此,发泡混凝土具有优异的减震效果。在建筑工程的特定部位适当的应用发泡混凝土可以有效地增加建筑物的抗震性能,加强建筑物在地震中的安全性和牢固性。

发泡混凝土除了具备以上的多种优异性能外[5-6],还具有现浇施工过程中可泵性好,防水能力强,冲击能量吸收性能好,在制作过程中可以大量掺加工业废渣,这样,不仅有效利用资源、变废为宝、利于环保,而且还大大降低了发泡混凝土的成本。

发泡混凝土目前存在的问题及生产应用前景

4.1  发泡混凝土目前存在的问题

由于发泡混凝土及其应用技术的研究成果国内外大多以专利形成都泡沫混凝土公司式体现出来,国内在发泡混凝土生产上,既缺乏成套的设备也没有完整的数据和经验积累,施工又缺乏理论指导,因此,在实际施工中,由于用料、施工方法和管理等方面的因素,发泡混凝土的优越性能并没有完全体现,经常出现一些问题,尤其是在使用性能上表现出一些不足:

(1)强度偏低:发泡混凝土的抗压强度偏低,既不利于工程应用,而且给制品的运输增加了难度;

(2)开裂:发泡混凝土的表面容易开裂,导致吸收大量外来水分;

(3)耐水性差:一般干密度为300~1000kg/m3的发泡混凝土的体积吸水率达10%~30%、质量吸水率达10%~50%,且吸水率随干密度的降低或引入气泡量的增大而增加,更容易引起冻融现象,影响发泡混凝土成都泡沫混凝土公司的使用效果及应用领域。降低发泡混凝土吸水率的技术措施有多种,如掺加憎水剂、在表面涂覆防水材料,以及对掺入材料进行表面处理(如对加入的多孔材料进行表面“包裹”,而使其孔隙与浆体“隔绝”,从而减少吸水率)[7]。

另外,现今发泡混凝土的制备方法仍较多使用物理发泡方法,但是其存在着泡沫不稳定、发泡剂价格高,设备复杂,在高层建筑物楼面楼顶施工难度较大,而且泡沫孔径大小不均、一次性投入高、不利于大面积推广等缺点。

4.2  发泡混凝土的生产应用前景

目前国内发泡混凝土产品分为现浇和预制两类,其主要应用领域是现浇。国内市场现浇发泡混凝土主要用于屋面保温层、地暖保温层以及一些垫层,大多数生产施工设备都是连续式投料、搅成都泡沫混凝土公司拌、输送、浇筑,即投料、搅拌、输送、浇筑四个环节同时进行。为了防止罐车开往工地途中,泡沫在长时间的搅拌下会大量破掉,应该在工地上放置一台小型发泡机,按配合比将泡沫输送到含有已搅拌均匀的水泥(砂)浆的罐车中搅拌,最后浇筑。而对于发泡混凝土工厂化预制制品来说,其生产工艺及其质量控制相对简单,完全可以借鉴上述流程,但需要采用合理的配合比和养护制度,建议中高密度的发泡混凝土掺入合适的轻集料,以解决制品收缩开裂。

当今我国的发泡混凝土制品和国外相比,整体规模偏小、技术水平不高,以及缺少大宗应用的主导产品[8]。坚信随着我国发泡剂与发泡机的产品技术进步,国家或建材行业标准的建立,以及施工技术的改进与完善,加成都泡沫混凝土公司之发泡混凝土材料本身具有的众多功能优势与低碳经济的国际发展趋势,我国的发泡混凝土市场前景将更加广阔。此外,用发泡混凝土取代目前使用的泡沫塑料作为防火保温材料,是其一个新的市场增长点。

结论

(1)发泡混凝土由水泥、发泡剂、高性能掺和料、骨料、纤维和外加剂组成,水泥是其强度的主要来源,掺加合适的纤维及高效减水剂、调整含气量与水灰比,可有效平衡发泡混凝土的工作性能、密度、强度、耐久性及成本等之间的关系。发泡混凝土拌制浆体中泡沫的稳定性尤为重要,其影响硬化发泡混凝土微孔结构,包括微孔大小与分布、连通孔与总孔隙的比率等,进而影响发泡混凝土抗冻融性、耐火性、吸水性和导热性等。此外,配制发泡混凝土还须重点考成都泡沫混凝土公司察发泡剂、化学外加剂、轻质填料及增强纤维等组分材料之间的适应性。

(2)发泡混凝土具有轻质、保温隔热性能好、隔音耐火性能好、抗震性能好等优异的性能,但是发展中存在着强度过低、开裂以及耐水性差等问题。目前,我国发泡混凝土技术偏低,应该在材料配方、制备技术、微观机理、生产工艺等方面做大量研究,以加速发泡混凝土在我国的发展应用,使其从屋面、地面工程应用走向墙体等更广阔的应用领域。

参考文献:

[1] 李应权,徐洛屹,扈士凯等.聚合物水泥泡沫保温材料的研究[J].新型建筑材料,2010, 37(2):29-33.

[2] 冯乃谦.混凝土技术新进展[J].建筑机械,1999(3):37-40.

[3] 冯乃谦.高性能混成都泡沫混凝土公司凝土的发展与应用[J].施工技术,2003,32(4):1-6.

[4] 扈士凯,李应权,徐洛屹等.高性能发泡混凝土的组成、性能和生产[J].墙材革新与建筑      节能,2011,2:24.

[5] 李晓华,康国云等. 发泡混凝土的特性及其应用,民营科技,2010,5:278.

[6] 孙海燕,何真等. 功能一体化发泡混凝土性能的研究,混凝土与水泥品,2009,3:58-61.

[7] KUNHANANDAN NAMBIAR E K,RAMAMURTHY K.Sorptioncharacteristics of foam concrete[J]. Cement and Concrete Research成都泡沫混凝土公司,2007(37):1341-1347.

[8] 任先艳,张玉荣,刘才林等.发泡混凝土的研究现状和展望[J].混凝土,2011,2(256):144.

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