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發泡水泥實際使用中的問題及強度

2017-04-08    來源:    作者:佚名

發泡水泥又稱爲輕質混凝土或泡沫混凝土等,是一種利廢、環保、節能、低廉且具有輕質高強、不吸水、不燃性的新型建築節能材料,可用作屋面保溫隔熱、地暖及地面墊層和內隔牆及外牆保溫等。

發泡水泥通常是用機械或壓縮空氣的方法將泡沫劑的水溶液制備成泡沫,再將泡沫加入到含矽質材料、鈣質材料、水及各種外加劑等組成的料漿中,經混合攪拌、澆築成型、養護而成的一種內部含有大量封閉氣孔的混凝土。

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實際應用中的問題


(1) 強度低、幹縮大及吸水率高等缺點是阻礙發泡水泥進一步發展的主要原因。


密度(小于300kg/m3)的超輕發泡水泥具有良好的保溫和隔音等性能,但其抗壓強度極低,表面易開裂,導致混凝土的吸水率增加,從而影響工程質量;強度較高的發泡水泥,其密度一般較大,從而具有較低的保溫和隔音等性能。因此,應使發泡水泥的強度及其密度之間保持平衡,即降低密度的前提下最大程度地提高強度,可通過優選膠凝材料和超輕骨料,並選用高質量發泡劑來實現。


(2) 生産設備問題。


國內發泡水泥生産施工的機械設備無統一的標准機型,並且水泥淨漿配比、泡沫混合比例及泡沫料漿濕密度等仍靠人工經驗調配,導致無法精確計量,漿體密度難以控制等問題。我國應盡快開發研制自動化、大型化和加工精良化的生産設備。


(3) 與國外相比,我國發泡水泥制品整體規模偏小,技術水平不高,沒有大宗應用的主導産品。因此,應加強發泡水泥在預制品和現澆方面的技術創新,如鋼結構現澆牆體和框架結構發泡水泥牆體等,並且在電磁屏蔽、抗爆和吸聲等高技術領域推廣其應用。


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影響強度三大因素


與普通混凝土一樣,發泡水泥的強度並不是一個固定的數值,不同的膠凝材料種類、水泥用量、混凝土配合比、水灰比、泡沫用量(不同的體積質量)、發泡劑、養護制度及其他外加劑的采用與否等都影響發泡水泥的強度。AG真人第一品牌游戏就對水灰比、配合比及外加劑的選擇三大因素做重點討論。


1、水灰比的影響


在普通混凝土的制備中,混凝土的強度隨成型水灰比的減小而增大,但在發泡水泥試驗中發現的情況卻不盡相同。


1) 在浆体的流动性主要依靠外加剂的用量来控制时(即浆体已经具备良好的流动性),随着水灰比的减小,强度增大;反之,减小。分析原因:随着水灰比的减小,水泥中的游离水量减少,發泡水泥的吸水率降低,有效增加了發泡水泥強度;但當水灰比繼續降低時,由于水泥水化的需水量不足會吸收泡沫中的水分,使得泡沫破裂,從而引起封閉氣泡數量減少和水泥均勻性下降,造成強度降低。


2) 在浆体的流动性主要依靠水的用量来控制时,随着水灰比的增大,强度增大;反之,减小。


 

分析原因:


较高的成型水灰比,保证了浆料的良好流动性,能确保将泡沫均匀引入到水泥浆料中并均匀分布,从而实现强度的增长。相反,水灰比的降低,浆体材料流动性不足,将引起气泡分布不均,从而降低水泥的強度。


综合以上情况,發泡水泥的水灰比对强度的影响是多方面的,应结合具体情况具体分析,调整水灰比的大小,使發泡水泥内部材料结构均匀而多封闭独立气泡是提高發泡水泥强度的重要途径。


2、配合比的影響


發泡水泥制备时可以单独采用水泥,也可能同时采用除水泥以外的混合材(如硅灰、矿渣、粉煤灰等),还可能同时采用细集料 (砂子)。


第一种情况:单独采用水泥时相对简单,所用水泥的强度等级越高、用量越多,制备的發泡水泥强度也就越大。所以,当希望制备较高强度的發泡水泥时,需要选择高强度等级的水泥。


第二种情况:混合材料的引入会导致發泡水泥早期强度的显著降低,而对后期强度影响不大。如果填入适当的强度激发剂,则可有效减缓前期强度降低。实际施工中往往以同时掺用混合材料和砂子的情况最为多见,因此,發泡水泥的配合比存在一个适宜的范围,需要根据试验确定。


3、外加劑用量的影響


發泡水泥使用的外加剂主要包括水泥強度激發劑、減水劑和发泡剂。


 

水泥發泡劑


从發泡水泥的制备原理分析,利用发泡剂引入大量气孔赋予其普通混凝土所没有的轻质、隔音、保温、高流动性等功能是發泡水泥制备的基础;但从结构和力学的角度看,同时也引起结构致密性大大降低,从而降低了發泡水泥的強度。那么,如何将发泡剂的用量控制在既能实现轻质、隔音、保温和高流动性等功能,同时水泥强度又不低于预期目标是發泡水泥生产科研的一个新课题。


能产生泡沫的物质很多,但并非所有能产生泡沫的物质都可以用作发泡剂。只有发泡倍数足够大,在泡沫和浆料混合时薄膜不致破坏,具有足够的稳定性,对胶凝材料的凝结和硬化不起有害影响的发泡剂,才适合用来生产發泡水泥。


水泥發泡劑对發泡水泥强度的影响主要体现在泡沫的尺寸、均匀性(尺寸均匀性和分布均匀性)、泡沫的稳定性、发泡能力等。要求发泡剂的发泡能力强、密度低、单位携水量小,泡沫牢固、细小、均匀分布,对發泡水泥的副作用小。


 

水泥強度激發劑


水泥強度激發劑主要在水泥混合材的场合采用,可以减轻發泡水泥早期强度降低的程度。但是,使用激发剂往往会降低發泡水泥的最终强度。


 

減水劑


混凝土減水劑使發泡水泥即使在较低水灰比下仍然能够顺利完成浆料与泡沫的混合,制备出泡沫分布均匀的發泡水泥。所以,掺加适量的高效減水劑是制备高强發泡水泥的重要手段之一。但是,因为減水劑的价格比较贵而且有些減水劑与发泡剂在某些性能方面有相反的作用,所以減水劑的种类和添加量必须由试验确定。

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