泡沫混凝土范文

时间:2023-03-09 17:01:26

泡沫混凝土

泡沫混凝土范文第1篇

关键词:泡沫混凝土;制备工艺;性能;应用问题

0 引 言

泡沫混凝土[1]是通过一种机械的发泡方式将泡沫剂在发泡机的发泡系统中进行适当的发泡,再将其与水泥浆等物质进行充分而均匀的拌和。然后由发泡机内部的泵送系统在现场进行浇筑施工或者模具成型,在自然养护的条件下所形成的一种内含许多封闭气泡的新型建筑材料。由于泡沫混凝土具有轻质性、保温隔热性能好、隔音耐火性能好、抗震性能好、耐久性好等优异的建筑性能,因此在我国的建筑市场上具有很广阔的应用前景和研究意义。

1 泡沫混凝土的特性及制备工艺

1.1 泡沫混凝土的特性[2-8]

(1)轻质性。泡沫混凝土的密度较普通混凝土低50%-80%,通常其表观密度大都维持在300-1200K/m?。

(2)隔热保温性能好。泡沫混凝土是一种主要用于建筑物墙体及屋面位置,并具有较高节能效益的保温隔热材料。由于其内部具有较多的封闭均匀气孔,它们在很大程度上控制了空气,隔绝了冷热交换。

(3)耐火隔音性能好。泡沫混凝土主要是由水泥浆和骨料等无机材料(具有不自燃的化学特性)以及分散于其中的气孔组成,因此其耐火性能较好。同时由于有较多的封闭气孔的存在,所以泡沫混凝土具有良好的隔音性能。

(4)抗震性能好。泡沫混凝土的自身质量较轻,密度小,弹性模量较小,是一种具有较多封闭气泡的孔状结构。当承受地震波的作用时,其自身能够扩散和吸收冲击荷载。

1.2 泡沫混凝土的制备工艺

泡沫均匀的分散在水泥浆中,在自然养护的条件下水泥浆胶结成型凝固住泡沫,从而形成泡沫混凝土。因此,泡沫的自身稳定性以及起泡能力对泡沫混凝土的形成有着重要的作用[9-10]。泡沫混凝土气孔结构的形成主要经历三个阶段[11]:首先,泡沫由发泡机注入水泥浆中,由气液界面转向气液固界面;然后,水泥浆浆体逐步硬化包裹泡沫体,逐渐向气固界面过渡;最后,泡沫转变成气孔,形成稳定的气固界面。

2 泡沫混凝土研究进展

泡沫混凝土的性能主要包括物理特性、力学性能、耐久性以及功能特性等[7]。其中掺和料,外加剂和纤维等因素对泡沫混凝土的性能存在较大的影响。对此,笔者依据大量文献阐述了目前对泡沫混凝土性能影响的主要因素。

2.1 掺和料对泡沫混凝土性能影响研究

随着我国城镇化脚步的不断加快,建筑市场蓬勃发展,但由于自然资源的不可再生,人们开始寻求向泡沫混凝土中掺加掺和料以达到节约资源的目的。郑念念[12]等在低水胶比的条件下对水泥、粉煤灰等原材料进行了泡沫混凝土配合比设计,配制出了轻质高强、干缩小、保温性能良好的大掺量粉煤灰泡沫混凝土。因此,在泡沫混凝土中掺入适当的粉煤灰可以争强它的后期强度[13]。同时,张喜[14]等在泡沫混凝土中分别掺加了高碱玻璃纤维、磷渣、陶粒、建筑废弃细粉四种掺和料,并对其性能影响进行了分析。

2.2 外加剂对泡沫混凝土性能影响研究

由于泡沫混凝土的应用日益广泛,人们在不同的使用条件下对其性能也有特殊的要求。因此在泡沫混凝土中就必不可少的需要掺加不同类型的外加剂以满足其使用要求。官文[15]分析了聚羧酸减水剂、三聚氰胺减水剂和萘系减水剂三种减水剂在泡沫混凝土中的不同应用效果。结果表明,萘系减水剂对泡沫混凝土的综合应用效果最好,它使得水泥的分散性更高;增加了泡沫混凝土的7d和28d抗压强度。

2.3 纤维对泡沫混凝土性能影响研究

随着泡沫混凝土的应用越来越广泛,人们对它的研究也逐步深入,并开始在其中掺加适量纤维来提高泡沫混凝土的抗拉强度、抗裂性能以及抗变形能力等性能。Kearsley[16]等通过掺加适量合成纤维的方式使得泡沫混凝土的抗裂强度得到提高。Zollo[17]研究了聚丙烯纤维对混凝土收缩性能的影响。研究结果表明聚丙烯纤维的掺入可以大大降低混凝土的塑性收缩性能。而M.R.Jones[18]等研究发现聚丙烯纤维同时也可以增强泡沫混凝土的抗拉强度。此外,玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维和玻璃纤维均能在合适的掺量下提高泡沫混凝土的早期抗压、抗折强度,改善泡沫混凝土性能。[19]

3 我国泡沫混凝土在研究和应用方面存在的问题

我国泡沫混凝土的应用虽然非常广泛,但是国内学者对它的研究仍然处于一个初级水平,缺少对其微观的全面的性能研究。对于泡沫混凝土性能的系统研究,将会进一步推动泡沫混凝土的应用前景。同时,泡沫混凝土在实际的生产应用过程中也存在着一些问题[2],比如:我国的发泡技术不够成熟,使得拌制的泡沫水泥浆体稳定性较差。

4 结语

可持续发展是一个永恒不变的话题,我们应当在充分利用各种工业废渣建筑材料生产泡沫混凝土的同时,对泡沫混凝土的各项性能进行全面细致的研究,以期高效合理的应用其优异性能。我国泡沫混凝土发展方向明确,政策环境具备,应用市场广阔,未来定会取得突破性进展,使之更好地为建筑行业服务。

参考文献(References):

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[4] 安鸿平.浅谈泡沫混凝土的国内应用[C].土木建筑学术文库. 2009

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[7] 任先艳,张玉荣等.泡沫混凝土的研究现状与展望[J].混凝土,2011,(2):139-144

[8] 周明杰,王娜娜等.泡沫混凝土的研究和应用最新进展[J].混凝土.2009(4):104-107

[9] 刘佳奇,霍冀川等.发泡剂及泡沫混凝土的研究进展[J].化学工业与工程.2010(1):73-78

[10] 林辉.发泡剂及泡沫混凝土的研究与应用进展[J].新型建筑材料.2013(5):49-51

[11] 刘阳,王晴,许峰.泡沫混凝土的制备及多功能性[J].混凝土. 2012(12):120-124

[12] 郑念念,何真.大掺量粉煤灰泡沫混凝土的性能研究[J].武汉理工大学学报.2009(7):96-99

[13] 郭元强.掺和料与外加剂对泡沫混凝土的性能影响研究[J].商品混凝土.2014(4):34-36

[14] 张喜,吴勇生等.泡沫混凝土的掺和料研究[J].混凝土. 2011(2):131-133

[15] 管文.减水剂对泡沫混凝土性能的影响[J].新型建筑材料. 2011(5):46-49.

[16] KEARSLEYEP,WAINWRIGHT P J.The effect of high fly ash contenton the compressive strength of foamed concrete[J].Cement and Concrete Research,2001,31(1):105-112.

[17] 张勇.纤维增强轻集料混凝土的研究及其工程应用[J].公路, 2002,11,110-112.

[18] M.Jones and A.McCarthy. Preliminary views on the poten-tial of foamed concrete as a structural material [J]. Magazine of concrete research,2005,57(1):21-32.

[19] 赵星,霍冀川等.玄武岩纤维增强泡沫混凝土性能的研究[J]. 混凝土与水泥制品,2012(12):54-57.

泡沫混凝土范文第2篇

【关键词】泡沫混凝土,陶粒泡沫混凝土,发泡剂

1.引言

陶粒泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡,并将泡沫与陶粒混凝土均匀混合,然后经过泵送系统进行现浇施工或模具成型,经养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。在建筑的内外墙体结构中采用陶粒泡沫混凝土,可显著降低建筑物的自重,提高构件的承载力,同时它具有大量封闭的细小孔隙,导热系数低,具有自保温、隔声和防火性等优良的性能。但由于泡沫混凝土中有大量孔隙存在,其强度相对较低,本文在基本配合比的基础上加入早强促凝剂、稳泡剂,希望通过试验,研制出一种拆模快,轻质高强的混凝土。

2.原材料

水泥采用郑州天瑞集团有限公司生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥,粉煤灰采用新乡辉县电厂的II级粉煤灰。

陶粒采用河南美赛克科技有限公司生产的页岩陶粒,陶粒性能指标见表1。

发泡剂采用河南昌惠建筑节能有限公司生产的II型复合发泡剂,按JC/T 2199-2013《泡沫混凝土用泡沫剂》进行检验,检验项目包括发泡倍数、1h沉降距、溶解性、PH值,检验结果如表2所示。

稳泡剂采用北京联合象尚化工科技有限公司的XS-100P型稳泡剂,促凝剂采用北京联合象尚化工科技有限公司的碳酸锂,减水剂使用河南新中岩的聚羧酸减水剂。

3.试验过程及结果分析

3.1 试验过程

泡沫陶粒混凝土试验采用配比如表3所示。

图2 搅拌过程 图3 成型过程

3.2 试验结果分析

试验结果测定与评定按《现浇轻质泡沫混凝土技术规程》DGJ32/TJ 104-2010和《轻骨料混凝土技术规程》JGJ 51-2002进行。试验结果见表4。

由于考虑现场模板周转要求,从表3可以看出加入0.5%碳酸锂促凝剂后3d强度即达2.9MPa,达到拆模要求。同时28d强度达到5.6MPa,远超过技术规程要求。可见加入促凝剂,可以改善陶粒泡沫混凝土的力学性能,尤其是早期强度。同时,进行了陶粒泡沫混凝土导热系数的测定,导热系数为0.205W/(m・k),满技术规程。这可能是由于加入了稳泡剂和促凝剂,可以使陶粒泡沫混凝土凝结时间提前,提高其泡沫稳定性,从而改善了泡沫陶粒混凝土的孔结构。

4.结论

加入0.5%的碳酸锂促凝剂和3%的XS-100P型稳泡剂可以显著改善陶粒泡沫混凝土的力学性能,尤其是早期强度。同时,由于加入稳泡剂可改善陶粒泡沫混凝土的孔结构,其导热系数实测为0.205W/(m・k),可以满足技术规程要求。

参考文献

[1] 盖广清,肖力光,冷有春.泡沫掺量对陶粒混凝土强度的影响[J].混凝土与水泥制品.2004.02(第1期).

[2] 鹿健良,孙晶晶.陶粒泡沫混凝土配合比试验研究[J].哈尔滨工业大学,2012.09(第9期).

泡沫混凝土范文第3篇

关键词:发泡剂;混凝土;

中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:

应用将发泡剂引人混凝土.在混凝土内部产生微小密闭的均匀气泡,可形成轻质高强、保温隔热性能良好的泡沫混凝土。发泡剂引入的微小气泡在泡沫混凝土中类似滚珠轴承.帮助填充集料与胶凝材料之间的空隙.可以很好地提高混凝土的流动性和施工性:而大量泡沫的存在使得混凝土中的固相成分与气相形成相互交织的特殊结构.保证了其具有优良的抗冻隔热性能。泡沫混凝土还可以明显降低因应力集中而造成的开裂现象。

混凝土发泡剂的出现为配制高流动性、高耐久性的混凝土提供了重要保证。是制备高性能混凝土材料的重要组成部分。应用于泡沫混凝土中的发泡剂主要有表面活性剂类发泡剂、蛋白质类发泡剂、蛋白质,表面活性剂复合型发泡剂。

1.泡沫混凝土特性泡沫混凝土是利用机械方式将发泡剂溶液制作成泡沫。再将泡沫混入到硅质材料、钙质材料等以及各种外加剂和水组成的混合料中,搅拌均匀浇筑成各种所需的规格,经养护而成的含有大量封闭气孔的轻质混凝土。相比普通混凝土。泡沫混凝土具有质轻、保温隔热、隔音耐火、抗震、不燃等特性,是一种环保节能的新型建筑材料。质量轻、密度小:泡沫混凝土的密度一般为300~1200ks/m3.比常规的建筑材料降低自重30%左右。可降低结构和基础的造价.具有很好的抗震性能。可应用于对材料自身荷载有要求的领域。牛宁民研制的轻质发泡剂混凝土保温隔热性良好,容重较高密度硫铝酸盐泡沫混凝土减轻50%。热工性能好:泡沫混凝土内含有众多独立、不贯通的细小孔洞,热工性能良好,其保温隔热隔音效果明显。泡沫混凝土还是很好的吸音材料.由于其内部含有大量的泡孔,当声波传到材料中时。由于泡孔的存在。相当一部分声能会转化为热能或在漫反射中损耗掉,声波被衰减。高流态:由于掺入的泡沫是水膜性的.在与水泥(砂)浆混合搅拌时.部分泡沫会破裂变成水。因此泡沫混凝土是一种大水灰比的材料。一般均在O.6以上.具有很高的流动性,具有自密实的特点。隔热防火性能好:由于泡沫混凝土属于多孔轻质材料,可用于楼层的向阳隔热层和沿公路一侧的隔音层。同时在防火、防水性能方面也具有良好的效果.而且可充分利用废弃材料、节省耕地和能源、降低成本。王玉宝将胶液和松香碱液与自制防水剂按等比例混合后制得复合发泡剂。制备的泡沫混凝土在防水、隔热性能都有显著提高。1.低弹性模量(耗能减震):泡沫混凝土的弹性模量值明显低于普通的混凝土。其干密度在500~1500kg/m3时,其对应的弹性模量在1.0~8.0KN/mm2之间。应力波在相邻介质达到平衡前在泡沫混凝土泡壁与泡孑L之间进行多次的反射和透射,从而将一部分能量耗散:动载作用下泡沫混凝土材料本身可以产生大变形来消耗冲击能量.泡沫混凝土相对于普通混凝土来说,具有波阻抗低、大孔隙率的特性。比普通混凝土更容易进入塑性阶段。能够更有效的反射和吸收冲击能量。因此泡沫混凝土具有很好的吸能减震的作用。

2.泡沫混凝土的生产工艺泡沫混凝土的基本原料为水泥、石灰、水、泡沫。在此基础上掺加一些填料、骨料及外加剂。常用的填料及骨料为:砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、苯脱克细骨料,常用的外加剂与普通混凝土一样。为减水剂、防水剂、缓凝剂、促凝剂等。泡沫混凝土的生产方法有湿砂浆法和干砂浆法两种。湿砂浆法通常是在混凝土搅拌站将水泥、砂与水等搅拌成砂浆。并用汽车式搅拌机车运至工地.再将单独制成的泡沫加入砂浆.搅拌机将泡沫及砂浆拌匀,然后将制备好的泡沫混凝土注入泵车输送或现场直接施工。千砂浆法是将各千组份通过散装运输或传动系统输送至施工现场.干组份与水在施工现场拌合。然后将单独制成的泡沫加入砂浆,两者在匀化器内拌合,然后用于现场施工。发泡剂的检测方法主要有两种:一种是高速搅拌法。将发泡剂溶液倒入高速搅拌机中,然后高速搅拌发泡液制取泡沫后加入混凝土充分搅拌。此法操作方便.重现性好。能较准确地反映出发泡剂的起泡能力和泡沫稳定性。是国内制泡技术普遍采用的测试方法。另一种是压缩空气法。此法直接用于生产泡沫混凝土的预制泡。,此法将泡沫直接吹入搅拌好的水泥浆中。减少了中间环节。更好地防止了中间环节导致的泡沫破灭。

3.国外泡沫混凝土应用的新进展泡沫混凝土既可现场制备、就地浇注,又可集中生产,还可在工厂预制成各种泡沫混凝土制品用于各种建筑工程.还可以加快工程进度.提高工程质量.在国内外的应用均呈扩大趋势。第一,用作挡土墙。主要用作港口的岩墙。泡沫混凝土在岸墙后用作轻质回填材料可降低垂直载荷.也减少了对岸墙的侧向载荷。这是因为泡沫混凝土是一种粘结性能良好的刚性体,它并不沿周边对岸墙施加侧向压力。沉降降低了。维修费用随之减少。从而节省很多开支。泡沫混凝土也可用来增进路堤边坡的稳定性,用它取代边坡的部分土壤。由于减轻了质量,从而就降低了影响边坡稳定性的作用力。用于减少侧向压力的泡沫混凝土的密度为400―600kg/m3。第二.作夹芯构件。在预制钢筋混凝土构件时可采用泡沫混凝土作为内芯.使其具有轻质高强隔热的良好性能。通常采用密度为400-600kg/m3的泡沫混凝土。第三。用作复合墙板。用泡沫混凝土制作成各种轻质板材.在框架结构中用作隔热填充墙体或与薄钢板制成复合墙板。泡沫混凝土的密度通常为600kg/ms左右。第四。用作贫混凝土填层。由于使用可弯曲的软管,泡沫混凝土具有很大的工作度及适应性.因此它经常用于贫混凝土填层。如对隔热性要求不很高.采用密度为1200kg.,/ms左右的贫混凝土填层,平均厚度为0.05nl:如对隔热性要求很高,则采用密度为500kedms的贫混凝土填层,平均(第五,屋面边坡。泡沫混凝土用于屋面边坡。具有重量轻、施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为10mJIl,m,厚度为0.03―0.2m。采用密度为800―1200kc/m3的泡沫混凝土。第六。用作储罐底脚的支撑。将泡沫混凝土浇阶在钢储罐(内装粗油、化学品)底脚的底部,必要时也可形成一凸形地基,这样可确保整个箱底的支撵在焊接时年处于最佳应力状态,这一连续的支撑可使储罐采用薄板箱底。同时凸形地基也易于清洁.

参考文献

[1]刘佳奇,霍冀川,雷永林.发泡荆及泡沫混凝土的研究

[2]吕勇.泡沫混凝土在建筑工程中的应用

泡沫混凝土范文第4篇

随着“轻质高强”作为评价材料的主要指标,建筑行业领域在满足强度的前提下尽可能地减轻材料质量,而泡沫混凝土即是符合这一条件的极佳选择,以其良好的保温隔热、隔音、防火、轻质性能和力学性能受到社会的关注,文章从分类、性能、组成等方面对其相关的知识做了若干综述,并就目前的研究进展进行简要说明。在建筑节能的大环境下,泡沫混凝土发展前景广阔。

关键词:

泡沫混凝土;轻质;性能;组成;建筑节能

作为建筑结构材料的混凝土历经一个多世纪的发展,从普通混凝土到高强混凝土再至高性能混凝土,已经发生了显著的改变。随着社会的需求不断提高,如今评价材料性能的一个重要指标是“轻质高强”,而所要论述的泡沫混凝土这一材料便是在提供一定的强度前提下,满足轻质要求的一大选择。同时,我国正在贯彻执行建筑节能政策,发展绿色建筑和循环经济,建筑材料绿色化将是今后一段时期内的重要发展方向。泡沫混凝土以其独特的结构性能,赋予其优异的物理、力学性能和功能实用,广泛应用于保温隔热工程、大体积回填工程和轻质制品制造等。

1泡沫混凝土的分类

泡沫混凝土是利用机械泡沫剂溶液进入泡沫,然后混合成硅材料(砂,粉煤灰),钙材料(水泥,石灰)等各种混合材料和水混合,混合搅拌均匀成各种规格的要求,轻混凝土在固化后含有大量的封闭孔隙。泡沫混凝土与普通混凝土相比,具有轻质、保温、隔热、隔音、防火、防燃、阻燃等优点,是一种新型环保节能建筑材料。事实上,泡沫混凝土的种类繁多。胶凝材料的组成可分为水泥泡沫混凝土,泡沫混凝土发泡菱镁混凝土、石膏、火山灰水泥泡沫混凝土;如果主要充填材料类型可分为粉煤灰泡沫混凝土,泡沫混凝土,秸秆泡沫混凝土;如果按块表密度一般可分为八个等级,即B03、B04、B05、B07、B08、B09、B10。

2泡沫混凝土的特性

无论是新的泡沫混凝土浆,或硬化的泡沫混凝土,都显示了一些特殊的物理和机械性能。

2.1密度小质量轻泡沫混凝土的密度小,由于泡沫混凝土材料的密度优势,应用在建筑物的内墙外墙体、屋里墙面、楼层墙面、立柱等一些普通混凝土不能胜任的或者具有特殊性能要求的场合使用这种材料,正常可使建筑物的自重降低20%~25%左右,有些情况下可达结构物总重的30%~40%。此外,它可以提高承载能力的组成部分,如使用泡沫混凝土代替普通混凝土。固此,在建筑工程中使用泡沫混凝土具有显著的经济效益。

2.2保温隔热性能好泡沫混凝土含有大量封闭的孔隙,每立方米微小气孔数达数亿个,正是这些密闭的微小气孔使得热源受到阻挡,故产生良好的保温隔热性能,这是一般混凝土所不具备的。

2.3隔音耐火性能好泡沫混凝土是一种多孔材料,因此它也是一种很好的隔音材料,如建筑地板和公路隔音板,地下建筑的顶层,电影和电视制作厂可以用作隔音材料层。泡沫混凝土是一种无机材料,它不会燃烧,因此它具有良好的耐火性能,可以在建筑中使用,提高建筑物的耐火性能。

2.4其他在建筑工程中,泡沫混凝土可以很好地运用于施工中,特别适合于现场和地下采空区的大量充填和浇注。此外,泡沫混凝土具有优良的防水性能,良好的冲击能量吸收性能,可以大量的有效利用工业废渣,价格低廉等优势。

3泡沫混凝土的组成

泡沫混凝土的良好性能是由其特定的原材料组成所决定的,其中,各组分均对性能的表现起到不可或缺的作用。

3.1泡沫剂常用的泡沫剂有铝粉、松香树脂、烷基磺酸盐、饱和或不饱和脂肪酸钠、木质素磺酸盐、蛋白质水解物以及高分子表面活性剂等。通常,以泡沫剂的发泡倍数、沉陷距及泌水量作为判定的三大指标,一般来讲,发泡倍数需不小于20,1小时后泡沫的沉陷距不大于10mm,泌水量不大于80ml,以使得泡沫剂在工艺上稳定料浆的均匀性,减少泌水保证容重的可控性。而起泡好的泡沫剂稳定性能不能确定,故不一定适合做泡沫剂。在使用过程中,泡沫剂需要掺和稳泡剂来提高其稳定性。当泡沫剂加入稳泡剂后,其发泡倍数明显降低,但稳定性却显著提高。

3.2集料在泡沫混凝土中,没有普通水泥混凝土中使用的粗集料,除了用砂粒作为填充料之外,还多使用固体废弃物和一些轻质骨料,如工业废渣(粉煤灰、矿渣粉、废石粉)、秸秆粉、锯末等,另外陶粒、膨胀EPS颗粒、膨胀珍珠岩等也有应用。砂粒在泡沫混凝土中主要起填充作用,有利于提高硬化后泡沫混凝土的体积稳定性和抗碳化能力。而适当限制砂粒的颗粒尺寸可以调节泡沫混凝土的密度,改善其流动性,有效提高材料的强度。

3.3胶凝材料水泥在泡沫混凝土中起主要胶凝作用,但采用高水泥含量时产生的过多水化反应热将导致明显的内部温度升高,容易引起泡沫的热破裂。因普通水泥凝结较慢,就在普通水泥中掺入一定量的高铝水泥和碳酸锂,以调整水泥浆的凝结时间。与水泥类的胶凝材料相比而言,石膏作为胶凝材料可制造出符合表观密度、强度和保温隔热要求的混凝土。再加以石膏制品具有十分独特的“呼吸功能”———调温调湿性,可调节建筑物室内舒适程度。

3.4外加剂因泡沫混凝土干缩大、吸湿性强等缺点突出,为弥补其不足可以采取添加外加剂的方式,所选用的外加剂应与胶凝材料相匹配,且具有早强、减水和促凝的功能,提高耐水性等。其目的在于提高泡沫混凝土早期强度,防止因硬化时间偏长而产生沉降和泌水。

3.5石灰、石膏石灰宜采用生石灰,其消化时产生的热量促进泡沫混凝土的快速硬化,同时向泡沫混凝土提供SiO2,使之在水热条件下与硅质材料中的SiO2、A12O3作用生成水化硅酸钙与氢氧化钙,有利于其早期强度及质量的提高。随着石灰掺量提高,材料强度增加。

4有关泡沫混凝土的研究进展

4.1国外的研究状况在国外发达国家泡沫混凝土的研究起步较早,给建筑行业带来一场规模较大的变革。

4.2国内的研究状况泡沫混凝土的优异物理力学性能使得对其的研究与应用在国内受到越来越多的重视,近年来,泡沫混凝土被广泛用。但在应用过程中存在易于开裂、吸水等缺陷,其性能有待进一步改进与提高。再者,我国对于泡沫混凝土的研究尚处于初步阶段,制备材料的技术没有达到应有的高度,使用的设备较为落后。

5结束语

当今世界强调人类生存和发展的协调一致“,低碳环保”成为平稳发展必须考虑的关键名词。随着我国建筑行业墙体材料的改革和建筑节能政策的推行,那么应以节约能源、绿色环保作为出发点,而泡沫混凝土这一材料,不仅具有较低的热膨胀系数、较好的隔热、隔音以及耐火性能,而且能够充分利用工业废弃物,并赋予其更好的性能。这些对于改善人类的居住环境、减少工业污染、节约资源以及降低成本等方面均起着重要作用。因此,作为一种多功能多用途的符合现代建筑特点和要求的环境友善型材料,泡沫混凝土前景十分广阔,应大力推广,对其相关领域的进一步开发与探究势必会给建筑行业的发展带来深远影响。

参考文献

[1]蒋冬青.泡沫混凝土应用新进展[J].中国水泥,2003(3).

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[4]高倩,王兆利,赵铁军.泡沫混凝土[J].青岛建筑工程学院学报,2002,23(3).

泡沫混凝土范文第5篇

关键词:泡沫混凝土;胶凝材料;保温

中图分类号:TU528 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2017)015-0-01

一、引言

近年来,我国正在贯彻执行建筑节能政策,发展绿色建筑和循环经济,而减少建筑围护结构的热损失对于建筑节能具有重要意义,泡沫混凝土在众多建筑保温材料中脱颖而出。由于泡沫混凝土具备轻质、保温隔热性能好、隔音耐火性能优异、抗震性能好等特点,因而广泛应用于屋面、墙板、墙面、地面等隔热保温领域。

二、国内外专利状况分析

针对泡沫混凝土的国内外专利进行检索,主要从发展趋势、主要申请人的角度进行了分析,结果如下:

从1975年起,就已经相继有关于泡沫混凝土的申请产生;随着建筑节能观念的普及,泡沫混凝土从萌芽阶段直至2010年一直处于平稳增长的状态;2010年以后,相关专利的申请量出现了急速增长。与此同时,由于中国的专利体系建立较晚,中国专利申请相对全球专利申请的发展趋势有一定的滞后性。国内申请从1989年至2005年的相关专利申请量较为持平,从2005年之后出现快速增长,反映了我国对建筑节能工作的重视程度日益深入。以上分析可以看出,国内外对泡沫混凝土的创新研究热情日益高涨。

通过分析全球专利申请的分布情况,可知日本不仅是在该领域最早提出专利申请的国家,也是该技术领域专利申请量最大的国家,占全球申请总量的33.98%,其次是占18.1%的中国和占11%的俄罗斯,中日俄三国是泡沫混凝土研究的主力国家。

通过对申请人进行统计分析,可知在该技术领域专利申请量排名前10 的申请人均来自日本,可见日本在泡沫混凝土方面的研究深入。国内专利申请的分布主要集中在安徽、江苏、北京、上海等地,长三角一带的高新企业在泡沫混凝土的创新研究方面积极性很高。

从泡沫混凝土的背景技术了解和相关专利浏览可知,对于泡沫混凝土的改进主要集中在胶凝材料、发泡剂和应用这三个方面。本文将针对泡沫混凝土的胶凝材料选择的代表性专利列举如下。

1975年,日本的KANEBO公司就在专利JPS5033890B2中论述了一种发泡混凝土组合物,其组分包含波特兰水泥、EVA乳液、粉煤灰、磨细石料、硫铝酸钙或硬石膏,并用双氧水作为发泡剂。在其后的时间里,日本的ASAHI CHEM IND、SUMITOMO METAL MINING等公司也相继申请泡沫混凝土的相关专利,这一时期相关专利主要集中在日本。国内最早的泡沫混凝土专利出现在1988年四川省建材工业科学研究院,他们在CN87103036A论述了用油脂植物作泡沫剂的泡沫混凝土。1997年卢崇德在CN1148578A公开了一种复合轻质混凝土制品。2007年甘肃省建材科研设计院在专利CN1978373A 中制作了微孔结构轻质混凝土。2010年的专利RU2390514C1中保护了一种泡沫混凝土,其原材料为波特兰水泥,石英砂,Neopor发泡剂和铝粉。2010年,河北科技大学在专利CN101723632A中在一种承重泡沫混凝土砌块添加了尾矿、粉煤灰、矿渣和水泥作为胶凝材料,成都西亚科技发展有限公司在专利CN101913900A中的泡沫混凝土中添加了水泥、矿石粉、粉煤灰。2012年,哈尔滨工业大学深圳研究生院在CN102040362A中利用废弃水泥砂浆制作泡沫混凝土材料,重庆大学在专利CN102414551A中发明了一种超轻聚合物泡沫混凝土,同济大学在专利CN102424556A中提供了一种超低表观密度高性能泡沫混凝土材料,盐城工学院在专利CN102464497A中发明了一种废砖瓦/秸秆泡沫混凝土,大连理工大学在专利CN102674881A中制备了一种吸波泡沫混凝土。2013年,武汉理工大学在专利CN102875090A公开了一种具有电磁防护功能的超轻集料泡沫混凝土板材,首钢总公司在@CN103011723A提拱了一种大掺量钢渣泡沫混凝土砌块,天津市裕川微生物制品有限公司在专利CN103043967A 提供了一种轻质蒸压泡沫混凝土砌块,武汉源锦建材科技有限公司在专利CN103253903A 中公开了一种低收缩率低吸水率轻质泡沫混凝土,山东理工大学在专利CN103467060A中制备了一种拜尔法赤泥泡沫混凝土砌块。2014年,厦门市建筑科学研究院集团股份有限公司在专利CN103496920A中公开了一种由炉渣、水泥和粉煤灰组成干混料的泡沫混凝土砌块,北京建筑技术发展有限责任公司在专利CN103524091A 提供了一种大掺量粉煤灰免蒸养超轻泡沫混凝土,武汉工程大学在专利CN103588451A中公开了一种磷渣-磷尾矿泡沫混凝土砌块,武汉理工大学在专利CN104230280A中制备了一种低收缩污泥陶粒碱激发全矿渣泡沫混凝土板。

三、结语

可见,泡沫混凝土的胶凝材料选择朝着工业废弃物应用、多种物料组合的方式发展,用于泡沫混凝土的发泡剂转向种类丰富、复合制备的方向发展,而泡沫混凝土的应用也日益增多,向着多样化、功能化的方向发展。

参考文献:

[1]唐明,徐立新.泡沫混凝土材料与工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[2]闫振甲,何艳君.现浇泡沫混凝土复合墙体技术[M].北京:化学工业出版社,2013.

[3]JG/T266-2011,泡沫混凝土[S].中华人民共和国国家发展和改革委员会,2011.

泡沫混凝土范文第6篇

关键词:泡沫 混凝土 保温材料

一、引言

随着建筑物向高层、大跨度方向发展,建筑物的自重也越来越受到人们的关注。由于具备质轻、隔热、耐火、抗冻性好等特点,发泡混凝土及其制品具有广阔的应用前景,发泡混凝土砌块、发泡混凝土轻质墙板等已经应用于建筑节能墙体材料中。

泡沫混凝土是由发泡剂,稳定剂与水泥、粉煤灰、石膏等主要材料混合均匀后浇注,发泡、硬化而成的,内部有大量封闭气泡的“密孔”轻质建筑材料。发泡剂是生产泡沫混凝土的一个关键因素,它的性能直接觉定着泡沫混凝土的性能。能产生泡沫的物质很多,但并非所有能产生泡沫的物质都能作为发泡剂用于泡沫混凝土的生产。只有在泡沫浆料混合时,薄膜不致破坏,具有足够稳定性,对凝胶材料的凝结和硬化没有害影响的发泡剂,才能用来生产泡沫混凝土。目前我国的泡沫混凝土发泡剂的功能少、产量低,所产生的气泡稳定性、均匀性、分散性都不理想,与水泥结合性也不好。通常产生气泡而制成泡沫制品的过程有两种,即物理发泡和化学发泡。物理发泡只由发泡剂在机械搅拌下产生大量气泡活用压缩空气的方法形成气泡分散于浆料中;而化学发泡是发泡剂在浆料中发生化学反应,放出气体而形成细小气泡。化学发泡中的发泡剂又可分为金属和非金属两大类,金属发泡剂有锌粉,铝粉等,非金属发泡剂有碳酸钙、碳酸氢铵等。有些无机发泡剂产生气泡的速率较快,泡沫稳定、均匀且分散性好,非常适和作为发泡剂。

本文采用双氧水(27.5%)与硬脂酸钙,分别作为发泡混凝土的发泡剂和稳定剂,制备了一种发泡混凝土材料。

二、实验材料、药品及仪器

2.1 材料

水泥、粉煤灰、石膏、抗裂纤维、自来水

2.2 药品

30%H2O2溶液、明胶、硬质酸钙(稳定剂)、十二烷基苯磺酸钠(减水剂)、氯化钠(促凝剂)

2.3 仪器

电子天平、烘箱、搅拌器、量筒、模具。

2.4 原材料的作用

(1)用粉煤灰取代部分快硬硫铝酸盐水泥,对发泡混凝土的后期强度和耐久性都有所帮助;

(2)硬脂酸钙可以增大浆体的黏度,使泡沫致密、稳定;

(3)促凝剂可以使水泥水化诱导期消失,水泥加水后直接进入水化加速期,从而与双氧水的发泡时间相一致;

(4)减水剂可降低水灰比,提高材料强度,降低吸水率。

三、实验内容

3.1 浆料的制备

按一定比例称取一定量的粉煤灰、石膏、水泥并混合均匀,然后加水搅拌至混合物成浆状。

3.2 发泡剂的制备

将稀释好的H2O2溶液与明胶水,十二烷基苯磺酸钠、硬质酸钙按一定比例进行复配,然后加入适量氯化钠。

3.3 泡沫混凝土的制备

将上述发泡剂溶液适量加入到浆料中,搅拌均匀,然后注入模具中待其在50℃环境下养护6h后脱模。

四、结果与讨论

泡沫混凝土与普通混凝土在组成材料上的最大据别在于:泡沫混凝土中没有普通混凝土中使用的粗集料,同时含有大量气泡。因此,与普通混凝土相比,无论是新拌泡沫混凝土浆体,还是硬化后的泡沫混凝土,都表现出许多特殊性能。同时泡沫混凝土作为保温材料与普通材料相比也有许多特殊性能。

4.1 环保、无毒无害

发泡混凝土所需原材料主要为水泥和发泡剂

4.2 轻质

泡沫混凝土的密度较小,密度等级一般为300-1800kg/m3,常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200 kg/m3,,密度为 160 kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于泡沫混凝土的密度小,在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料,一般可使建筑物自重降低25%左右,有些可达结构物总重的30%-40%。而且,对结构构件而言,如采用泡沫混凝土代替普通混凝土,可提高构件的承截能力。因此,在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。

4.3 保温隔热

由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙,因此具有良好的热工性能,即良好的保温隔热性能,这是普通混凝土所不具备的。通常密度等级在300-1200 kg/m3范围的泡沫混凝土,导热系数在0.08-0.3w/(m・K)之间,热阻约为普通混凝土的10-20倍。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料,具有良好的节能效果。

4.4 隔音耐火

泡沫混凝土属多孔材料,因此它也是一种良好的隔音材料,在建筑 物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。泡沫混凝土是无机材料,不会燃烧,从而具有良好的耐火性,在建筑物上使用,可提高建筑物的防火性能。整体性能好可现场浇注施工,与主体工程结合紧密。

4.5 低弹减震

泡沫混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量,从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。

4.6 防水性能强

现浇泡沫混凝土吸水率较低,相对独立的封闭气泡

及良好的整体性,使其具有一定的防水性能。耐久性能好与主体工程寿命相同。

五、结语

我国正在大力推行节能政策,泡沫混凝土以其良好的性能,具有广阔的应用前景。从现阶段的生产和应用来看,研制高效发泡剂寻求替代原料、利用工业废料、优化工艺流程是急需解决的问题,进一步在理论实践中解决好这些问题,对泡沫混凝土的发展及应用具有重要意义。

参考文献:

[1]丁 益,任启芳,闻 超 发泡混凝土的研制进展[J]。混凝土,2011(10):13-03

[2]石 岩,师恩强,辛德胜,郭 宇,王越松,吴长龙 发泡混凝土材料的制备及性能研究[J].新型建筑材料,2012(5):66-03

[3]高波,王群力,周孝德,混凝土发泡剂及泡沫稳定性研究[J].粉煤灰综合利用,2004(4):16-19

泡沫混凝土范文第7篇

关键词:泡沫混凝土;泡沫浆体;保温施;墙体材料

中图分类号:TV331文献标识码: A

1.前言

随着现代建筑业的迅速发展,各种新材料、新工艺层出不穷。如何在满足使用功能的前提下,能做到施工方便、提高功效、降低成本是新工艺被推广利用的基础。泡沫混凝土是近几年发展起来的一种新型保温材料,能达到国家建筑节能65%的要求。

2、施工特点

2.1 泡沫混凝土保温施工工法以水泥、粉煤灰为原料,掺入发泡剂反应后通过泵送的方式直接将预拌好的泡沫混凝土送至作业面,施工方便,可大大缩短施工工期。

2.2 应用泡沫混凝土保温施工工法可以达到找坡、保温合一,整体性好,与结构的结合牢固,避免了空鼓、脱皮、塌陷、开裂等质量通病,同时泡沫混凝土又具有一定的抗渗性能。

2.3 泡沫混凝土根据设计和应用的要求,可灵活调整配合比,不同级别的泡沫混凝土具有不同的强度和保温性能,泡沫混凝土并具有良好的防火性能,防火等级可达A级不燃。

3、适用范围

适用于一般上人屋面或不上人屋面的找坡保温,地面保温垫层,上翻梁基坑填充,保温墙体浇筑,隔声楼面填充,水平地板加高等。

4、工艺原理

泡沫混凝土采用成套生产技术,以水泥、粉煤灰为主要原料,现场通过专用设备(搅拌、发泡、泵送)加专用发泡剂和水发泡搅拌后,通过泵送的方式直接将泡沫混凝土输送至作业面浇注而成。采用双缸全液压输送泵,出口压力高,能满足高层需要。各种成分的配比全自动控制,发泡水泥的密度易于调节。单位时间内施工量为10~30m3/h,垂直输送高度为100~300米,水平输送距离为200~1000m。

5、施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

基层清理测设样墩配置泡沫浆体拌制水泥浆拌制砼浇筑砼养护。

5.2基层清理

将屋面结构层表面的各种垃圾、松散杂物清理干净,凸出基层表面的残留砂浆、混凝土清除干净,穿过楼板的管根在泡沫混凝土施工前用细石混凝土塞堵灌实。

5.3 测设样墩

通过三步节能的计算方法根据节能设计的要求换算出泡沫混凝土最薄处的厚度,以屋面雨水斗位置为最低点,用水准仪测出最低点样墩,根据屋面泄水坡度计算出最高点的泡沫混凝土厚度,做出样墩,再用拉通线的方法在中间测设样墩,样墩间距不大于2m。在女儿墙上弹出水平线控制泡沫混凝土找坡层的厚度。

5.4 配置泡沫浆体

5.4.1 配置泡沫浆体前先根据节能及结构设计的要求确定泡沫混凝土的级别,并确定不同级别泡沫混凝土的配合比。

5.4.2 预配泡沫混凝土浆液。先将搅拌缸内放入一定量的水,按比例调整自动上料机上的水泥、粉煤灰控制阀门,开启电子控制系统开关,使水泥、粉煤灰、水在搅拌缸内搅拌均匀达到所需的浆液浓度。

5.5 拌制水泥浆

开启发泡机装置系统,待浆液搅拌到一定程度时,及时开启发泡机装置系统,使其发泡剂通过自吸注入发泡机内操作,这时发泡剂由水泥状态转化为泡沫。确定发泡量的大小,达到设计要求级别范围的发泡量。

5.6 拌制砼

把搅拌好的浆液和经过发泡后的一并输送到液压泵箱体内,经过液压泵的传送系统把一定数量的水泥、粉煤灰浆液和泡沫再传送到输送管道,高压输送,使浆液、泡沫在管道内随流动随发泡,形成一种浓度较高的泡沫混凝土浆液,输送至施工作业面。

5.7 浇筑砼

浇筑泡沫混凝土需根据泡沫混凝土的浇筑厚度采取分层浇筑,每层浇筑厚度不宜超过100mm。第二次浇筑必须待前次浇筑面能满足上人条件后方可进行。

将配制成的泡沫混凝土浆液通过专用的输送泵输送到作业面后,按测设的样墩标高铺摊均匀,用刮杠反复推拉,实行人工二次搅拌,在泡沫混凝土浆液基本定型不再散发大的泡沫粒时,再慢慢移动刮杠,按样墩找平找坡,待表面出现细浆有光亮时停止,直到泡沫混凝土浆液凝固,形成设计要求的泡沫混凝土。

5.8 养护

泡沫混凝土浇筑完12~14小时后覆盖塑料薄膜进行养护,养护时间不少于72小时。在养护期间应派专人看护,严禁上人。

5.9 劳动力组织

5.9.1 人员组织要求

5.9.2 劳动力配备(根据5000m2施工面积、进场一套设备)

6、材料与设备

6.1:主要材料

6.1.1:水泥:不低于325#普通硅酸盐水泥,水泥应有出厂合格证和进场复试报告。

6.1.2:粉煤灰:Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰,含泥量不超过3%。

6.1.3:发泡剂:YT专用发泡剂

6.1.4:水

6.2:主要设备

6.2.1:专用泡沫搅拌机1台

6.2.2:专用泡沫混凝土输送泵1台

6.2.3:500L容器1只

6.2.4:输送泵管(Φ100)1套,长度根据现场施工距离而定

6.3 主要仪器、工具

水准仪、卷尺、铁锹、铝合金刮杠(3m)、坍落度桶、墨斗、墨汁、木抹子、棉线等。

7、质量控制要求

7.1技术规范及验收标准

《屋面工程施工质量验收规范》GB50207-2002

《泡沫混凝土屋面保温建筑构造图集》07ZTJ205

7.2 质量保证措施

7.2.1 搅拌机通过电脑严格按照设计配合比控制原料计量准确。

泡沫混凝土常用配合比

7.2.2 泡沫混凝土避免在雨天、烈日高温条件下施工。

7.2.3 严格控制泡沫混凝土的厚度,保证达到设计厚度。

7.2.4 泡沫混凝土保温层施工完成时,天沟、檐口等部位应找坡,且保证这些部位的泡沫混凝土厚度不小于20mm。

7.2.5 泡沫混凝土保温层施工前,应将出屋面管道、风道做好,严禁在浇筑后在保温隔热层上凿孔打洞。

7.2.6 泡沫混凝土表面应压实抹光,坡向正确,不得有裂缝、空鼓、起砂等缺陷。

7.3 检验方法

7.3.1泡沫混凝土现场试块留置数量为:

每一工作组不少于1组,每100m3不少于1组,如连续浇筑则每200m3留置不少于1组。

7.3.2 现场发泡混凝土应随机见证取样进行复试,检测内容为:导热系数、密度、抗压强度、吸水率。

8、安全措施

8.1泡沫混凝土施工前,应编制有针对性的安全技术交底,并向施工作业人员进行交底,履行签字确认手续,并经常检查执行情况,纠正违章。

8.2施工现场不准抽烟,施工人员不得酒后作业,以防安全事故的发生。施工期间,必须按要求佩带劳动保护用品,同时戴好安全帽。

8.3 在不上人屋面施工时,女儿墙高度小于900mm的,应加设临时护身栏杆,确保施工安全。

8.4现场电气设备绝缘良好,接地接零良好,并必须安装触电保护器。搅拌机必须由专人负责操作,每次开机前检查设备运转情况,发现问题及时进行处理,确保施工顺利进行。

8.5搅拌区域工人在投料时必须戴好口罩,防止吸入粉尘而对人体造成伤害。

9、环保措施

9.1现场材料库要采取封闭措施,防止扬尘,搅拌机搭设封闭搅拌棚。

9.2在工地门口设立冲车池,运输车辆出工地门口时,将车轮清扫并冲洗干净。

9.3搅拌机旁使用的水池安装浮球阀,保证到一定水位后自动关闭上水阀门。搅拌污水应经沉淀池沉淀后,排入指定地点。

9.4 泡沫混凝土每次浇筑完成后随时把泵管清洗干净,清洗泵管流出的污水严禁随意流淌,必须排放到指定的地点。

9.5施工现场道路进行硬化,并安排专人负责每天路面清扫、洒水,防止尘土飞扬,污染周围环境。施工作业面应不间断地洒水湿润,最大限度地减少粉尘污染。

10、效益分析

10.1技术效益分析

10.1.1 应用此工法施工的屋面保温层,可以达到保温找坡合一的效果,可以减少一道工序,并可以通过泵送方式将泡沫混凝土输送至屋面。而传统的水泥焦渣找坡、挤塑板保温施工方法则用手推车依靠施工升降机将材料运至屋面,两者相比,泡沫混凝土施工更加方便、快捷,可大大提高施工功效,加快施工进度。

10.1.2 泡沫混凝土一次性浇筑无缝隙和间断,整体性好,并具有抗渗性能高、吸水率低等特点,一旦出现渗漏现象,可以准确找出渗漏点位置,便于维修。而采用挤塑板保温层施工方法,一旦防水层被破坏,会出现无规律的渗漏现象,很难找出渗漏点的准确位置,不利于防水层的维修。

10.2经济效益分析

以已施工的固体废弃物资源化及余热利用项目备件库单体工程为例(屋面面积共2677m2):

10.2.1 原设计做法为焦渣找坡最薄处30mm,找坡跨度9m

1、按2%坡度计算,平均厚度为(0.03+0.21)/2=0.12m。

2、焦渣找坡成本100元/m3×0.12m=12元/m2

3、60厚挤塑保温板成本450元/m3×0.06m=27元/m2

4、人工费合计25元/m2

5、焦渣找坡挤塑板保温的综合成本为(12+27+25)=64元/m2

10.2.2 采用泡沫混凝土找坡保温经设计换算厚度为最薄处130mm,找坡跨度为9m

1、按2%坡度计算平均厚度为(0.13+0.31)/2=0.220mm

2、泡沫混凝土包工包料价格为238元/m3,成本即238元/m3×0.22m=52.36元/m2

10.2.3 通过分析比较,采用泡沫混凝土找坡保温比原做法共节约成本

(64-52.36)元/m2×2677m2=31160.28元

10.3 工期效益

采用泡沫混凝土找坡保温比焦渣找坡挤塑板保温工期缩短40天。

综上所述,大力开展和推广应用泡沫混凝土是节约工程造价的重要途径。随着混凝土性能及品种的不断开发增加,质量逐步提高,应用会日益广泛,研究会更加深入,定会在建筑业中发挥巨大的作用和良好的效益。

参考文献:

1、《屋面工程技术规范》GB50207-2002

2、李积平 发泡混凝土轻质墙体材料的制备方法 中国,101139194A[p].2008 03 12

泡沫混凝土范文第8篇

关键词:泡沫;混凝土;耐性;应用

一、 泡沫混凝土的特性

泡沫混凝土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、养护而成的一种多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭的孔隙,使其具有下列良好的物理力学性能。

1、 轻质

泡沫混凝土的密度小,密度等级一般为300-1800kg/m3,常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200 kg/m3,近年来,密度为160 kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于泡沫混凝土的密度小,在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料,一般可使建筑物自重降低25%左右,有些可达结构物总重的30%-40%。而且,对结构构件而言,如采用泡沫混凝土代替普通混凝土,可提高构件的承截能力。因此,在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。

2、 保温隔热性能好

由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙,因此具有良好的热工性能,即良好的保温隔热性能,这是普通混凝土所不具备的。通常密度等级在300-1200 kg/m3范围的泡沫混凝土,导热系数在0.08-0.3w/(m・K)之间。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料,具有良好的节能效果。

3、 隔音耐火性能好

泡沫混凝土属多孔材料,因此它也是一种良好的隔音材料,在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。泡沫混凝土是无机材料,不会燃烧,从而具有良好的耐火性,在建筑物上使用,可提高建筑物的防火性能。

二、 泡沫混凝土的生产工艺

泡沫混凝土的基本原料为水泥、石灰、水、泡沫,在此基础上掺加一些填料、骨料及外加剂。常用的填料及骨料为:砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、苯脱克细骨料,常用的外加剂与普通混凝土一样,为减水剂、防水剂、缓凝剂、促凝剂等。

泡沫混凝土的生产方法有湿砂浆法和干砂浆法两种。湿砂浆法通常是在混凝土搅拌站将水泥、砂与水等搅拌成砂浆,并用汽车式搅拌机车运至工地,再将单独制成的泡沫加入砂浆,搅拌机将泡沫及砂浆拌匀,然后将制备好的泡沫混凝土注入泵车输送或现场直接施工。干砂浆法是将各干组份(水泥、粉煤灰等)通过散装运输或传动系统输送至施工现场,干组份与水在施工现场拌合,然后将单独制成的泡沫加入砂浆,两者在匀化器内拌合,然后用于现场施工。

三、 我国泡沫混凝土的应用现状

近年来,我国越来越重视建筑节能工作,随着与建筑节能有关政策的实施,墙体材料改革取得了显著的成就,节能材料倍受欢迎。泡沫混凝土以其良好的特性,已用于节能墙体材料中,在其它方面也获得了应用。目前,泡沫混凝土在我国的应用情况如下。

1、 泡沫混凝土砌块

泡沫混凝土砌块是泡沫混凝土在墙体材料中应用量最大的一种材料。在我国南方地区,一般用密度等级为900-1200 kg/m3的泡沫混凝土砌块作为框架结构的填充墙,主要是利用该砌块隔热性能好和轻质高强的特点。尤以广东省应用最多,目前该省泡沫混凝土砌块的年用量达60万平方米。在北方,泡沫混凝土砌块主要用作墙体保温层,表1为广州市美城新型建材开发有限公司生产的泡沫混凝土砌块的性能指标。

哈尔滨建筑大学研制了聚苯乙烯泡沫混凝土砌块,并用于城市楼房建设。此种砌块是以聚苯乙烯泡沫塑料作为骨料,水泥和粉煤灰作胶凝材料,加入少量外加剂,经搅拌、成型和自然养护而成,其规格为200×200×200mm,可用于内、外非承重墙体材料,也可用于屋面保温材料。它具有质量轻、导热系数小、抗冻性高、防火、生产简单、造价较低、施工方便等优点。其与烧结黏土砖的技术经济对比表见表2。

2、 泡沫混凝土轻质墙板

目前用于建筑物分户和分室隔墙的主要材料是GRC轻质墙板,由于其原料价格较高,影响了其推广应用。中国建筑材料科学研究院采用GRC隔墙板生产工艺结合固体泡沫剂和泡沫水泥的研究成果,开发出了粉煤灰泡沫水泥轻质墙板的生产技术,并得到了应用。该产品生产采用的原料如下:30%-40%的粉煤灰,45%-65%的硫铝酸盐水泥,0-15%的膨胀珍珠岩以及一定体积的泡沫。与传统的GRC轻质墙板相比,采用泡沫混凝土生产技术,不但能明显降低产品的成本,而且大大改善了浆体的流动性,使成型更为方便。该产品的物理力学性能见表3。

四、 国外泡沫混凝土应用的新进展

近年来,美国、英国、荷兰、加拿大等欧美国家以及日本、韩国等亚洲国家,充分利用泡沫混凝土的良好特性,将它在建筑工程中的应用领域不断扩大,加快了工程进度,提高了工程质量,现归纳如下。

1用作挡土墙

主要用作港口的岩墙。泡沫混凝土在岸墙后用作轻质回填材料可降低垂直载荷,也减少了对岸墙的侧向载荷。这是因为泡沫混凝土是一种粘结性能良好的刚性体,它并不沿周边对岸墙施加侧向压力,沉降降低了,维修费用随之减少,从而节省很多开支。

泡沫混凝土也可用来增进路堤边坡的稳定性,用它取代边坡的部分土壤,由于减轻了质量,从而就降低了影响边坡稳定性的作用力。

用于减少侧向压力的泡沫混凝土的密度为400-600 kg/m3。

2、修建运动场和田径跑道

使用排水能力强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础,上面覆以砾石或人造草皮,作为运动场用。泡沫混凝土的密度为800-900 kg/m3。此类运动场可进行曲棍球,足球及网球活动。或者在泡沫混凝土上盖上一层0.05m厚的多孔沥青层及塑料层,则可作田径跑道用。

3、作夹芯构件

在预制钢筋混凝土构件时可采用泡沫混凝土作为内芯,使其具有轻质高强隔热的良好性能。通常采用密度为400-600 kg/m3的泡沫混凝土。

4、 用作复合墙板

用泡沫混凝土制作成各种轻质板材,在框架结构中用作隔热填充墙体或与薄钢板制成复合墙板,泡沫混凝土的密度通常为600 kg/m3左右。

5、 管线回填

地下废弃的油柜、管线(内装粗油、化学品)、污水管及其它空穴容易导致火灾或塌方,采用泡沫混凝土回填可解决这些后患,费用也少。泡沫混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位,一般为600-1100 kg/m3。

6、屋面边坡

泡沫混凝土用于屋面边坡,具有重量轻、施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为10mm/m,厚度为0.03-0.2m,采用密度为800-1200 kg/m3的泡沫混凝土。

结语:泡沫混凝土的优质性能使其在业内具有强大的竞争力,随着对其研发的深入,泡沫混凝土必将推动建筑节能领域的革命。然而,现阶段国内对泡沫混凝土缺乏一定的工程应用实例和标准的体系支撑,以及缺乏政府的推动和社会的广泛认知,使其在业内广泛应用还必须经历一个短暂的过程。

参考文献:

[1]刘小燕,王新瑞,刘磊,蒋临生泡沫混凝土的研究进展及应用[J].混凝土,2012(6):34-36.

泡沫混凝土范文第9篇

1试验方法及结果分析

1.1不同种类减水剂对泡沫混凝土抗压强度的影响在保持胶凝材料用量与浆泡体积比不变的前提下,分别采用聚羧酸减水剂与萘系减水剂进行对比,通过调整减水剂掺量与用水量,保持水泥净浆流动度一致。试验所得28d抗压强度如图2所示。由图2可以看出,掺入减水剂后,泡沫混凝土抗压强度得到了明显的提升。虽然掺入聚羧酸减水剂后抗压强度最高,但是在成型过程中发现了大量的肉眼可见的气泡,这说明聚羧酸减水剂对泡沫混凝土气泡的稳定性有不利影响,导致小气泡合成大气泡不断上浮,其抗压强度高是因为聚羧酸减水剂导致部分气泡破裂造成泡沫混凝土干密度增大。[2]而掺入萘系减水剂的泡沫混凝土成型过程中气泡均匀,破型后的断裂面显示气泡呈圆形且比较均匀,同时考虑到不同种类减水剂的价格因素,本文以下试验均选择萘系减水剂。

1.2不同种类矿物掺合料对泡沫混凝土抗压强度的影响在保证其他条件不变的前提下,矿物掺合料替代20%水泥,只改变矿物掺合料种类,28d抗压强度如图3所示。通过图3我们可以看到矿物掺合料种类不同,对于泡沫混凝土抗压强度也有着明显的影响,其中煤矸石粉替代效果与粉煤灰替代效果相差不大,但抗压强度较粉煤灰替代水泥时稍低,这主要是由于:①粉煤灰的微集料效应;②粉煤灰中SiO2和Al2O3含量比煤矸石的含量高,在泡沫混凝土中,水泥因水化不断放出强碱Ca(OH)2,与粉煤灰中的SiO2和Al2O3产生化学反应,生成具有胶凝性能的水化硅酸钙、低硫型和高硫型水化硫铝酸钙,促进泡沫混凝土强度增长。[3]煤矸石与粉煤灰的颗粒大小也决定着水化反应的快慢、水化完全的程度和凝结时间。越细、比表面积越大,吸湿性也越大,与Ca(OH)2反应也越快。[4]粒化高炉矿渣替代效果要强于粉煤灰、煤矸石粉的替代效果,这主要是由于粒化高炉矿渣28d活性指数相对较高,但由于粒化高炉矿渣成本较高,因此在泡沫混凝土中很少使用。

1.3不同掺合料替代率对泡沫混凝土抗压强度的影响在保证其他条件不变的前提下,矿物掺合料种类为粉煤灰,只改变粉煤灰掺量,28d抗压强度如图4所示。通过图4,我们可以得出适当添加粉煤灰可有效提高泡沫混凝土抗压强度,如上所述,是由于粉煤灰中的SiO2和Al2O3与水泥水化释放出的强碱Ca(OH)2产生化学反应,生成具有胶凝性能的水化硅酸钙、水化硫铝酸钙,促进泡沫混凝土强度增长。但是由于粉煤灰早期没有火山灰效应,并且会降低水泥水化热,因此随着粉煤灰掺量的提高,泡沫混凝土抗压强度也会降低。本次试验中粉煤灰的最佳掺量为30%。

1.4不同浆泡体积比对泡沫混凝土抗压强度的影响在保证其他条件不变的前提下,只改变掺入同体积、同组分水泥浆中的泡沫体积,28d抗压强度如图5所示。通过图5,我们可以看到随着掺入泡沫体积的增加,泡沫混凝土抗压强度逐渐降低。这主要是由于随着掺入泡沫体积的增大,泡沫混凝土干密度随之减小,泡沫混凝土孔隙率增大,从而影响了泡沫混凝土的抗压强度。

1.5不同干密度对泡沫混凝土抗压强度的影响在保证其他条件不变的前提下,设计绝干密度ρ为400kg/m3、500kg/m3、600kg/m3、700kg/m3,28d抗压强度如图6所示。通过图6可以看出,在保证其他所有条件不变的前提下,泡沫混凝土抗压强度与绝干密度之间具有近乎线性的相关性。因此我们可以通过调整泡沫混凝土湿密度,进而获得所需泡沫混凝土绝干密度,从而达到控制泡沫混凝土抗压强度的目的。

2结论

(1)掺加减水剂可以明显提高泡沫混凝土强度,并且相对于聚羧酸减水剂,萘系减水剂具有更好的气泡稳定性,引入的气泡均匀、形状规则。(2)替代率相同的情况下,矿物掺合料种类不同对泡沫混凝土的抗压强度有着不同的贡献效果,表现为煤矸石粉<粉煤灰<粒化高炉矿渣。由于粒化高炉矿渣成本较高,因此粉煤灰是一种合适的矿物掺合料。(3)矿物掺合料种类相同的情况下,对于提高泡沫混凝土抗压强度存在着一个最佳掺量。本次试验中粉煤灰的最佳掺量为30%。(4)浆泡体积比对泡沫混凝土的抗压强度有着显著的影响,主要是因为不同浆泡体积比下成型的泡沫混凝土干密度不同,从而影响了泡沫混凝土的抗压强度。(5)泡沫混凝土的干密度与抗压强度有着非常明显的线性关系,通过调整泡沫混凝土湿密度,是可以达到调整干密度,提高泡沫混凝土强度的目的。

泡沫混凝土范文第10篇

分别掺入2%,4%,6%,8%和10%(硅灰占水泥和硅灰总量的质量分数)的硅灰于水泥泡沫混凝土中,测定混凝土的初凝时间、终凝时间和7d抗压强度,结果如表1所示。由表1可以看出,随着硅灰掺量的增加,泡沫混凝土的初凝和终凝时间逐渐缩短,7d抗压强度波动变化,当硅灰掺量为4%时(72g),抗压强度达1.7MPa,超过未掺硅灰样0.3MPa,此时混凝土的初凝和终凝时间分别较未掺硅灰样缩短了4和5h,改性和促凝效果一般。图1为单一水泥泡沫混凝土的SEM图。从图1可以看出,混凝土中大泡孔较多且有相互连通的现象,泡孔分布不均,有明显的破泡迹象,表明水泥的早期凝结硬化速度较慢,不能与泡沫的稳定时间相匹配,泡沫穿并,强度降低。发泡剂延缓水泥水化与凝结硬化的主要原因是有机发泡剂中大分子有机酸和小分子羟基羧酸,在水泥水化产生的碱性介质中与钙离子反应生成络合物,降低了水泥水化诱导期的钙离子浓度,从而阻止了Ca(OH)2和钙盐晶体的生成与析出。图2为掺量为4%硅灰的水泥泡沫混凝土的SEM图。从图2可以看出,泡孔结构相对完整,大小泡孔分布较均匀,连通孔较少,仍可见较多的破孔现象,表明硅灰一定程度促进了水泥的凝结硬化,但促进效果不充分。硅灰促进水泥凝结硬化的主要因素是硅灰颗粒粒径小,比表面积及化学活性大,其活性SiO2与水泥浆体中的氢氧化钙发生二次水化反应生成CSH凝胶体,促进了其它水化产物的生成,从而使水泥石的早期强度提高[8-9]。

2氯化钙对水泥泡沫混凝土凝结硬化性能影响

分别掺入0.5%,1%,1.5%,2%,2.5%和3%(氯化钙与水泥的质量分数)的氯化钙于水泥泡沫混凝土中,测定混凝土的初凝时间、终凝时间和7d抗压强度,结果如表2所示。由表2可看出,随着氯化钙掺量的增加,泡沫混凝土的初凝和终凝时间缩短幅度较大,7d抗压强度增长也较多,当氯化钙掺量为2%(36g)时,抗压强度达2.2MPa,超过未掺氯化钙样0.8MPa,此时混凝土的初凝和终凝时间均较未掺氯化钙样缩短了11h,改性和促凝效果显著。图3为掺量2%氯化钙的水泥泡沫混凝土的SEM图。可见泡孔孔壁致密圆滑,小孔径泡孔较多且分布均匀,很少并孔或破孔现象,表明发泡剂所形成的泡孔在掺有氯化钙的水泥泡沫混凝土体系中的稳定性较好,水泥的早期凝结硬化速度较快。氯化钙可以与水泥中的C3A反应生成不溶于水的水化氯铝酸盐,加速水泥中C3A的水化;氯化物还能与氢氧化钙作用生成难溶于水的氯酸钙,降低液相中氢氧化钙的浓度,加速C3S的水化[11];氯化物为易溶性盐,可以增大水泥熟料在水中的溶解度,加快水泥熟料的水化。

3碳酸锂对水泥泡沫混凝土凝结硬化性能影响

分别掺入0.033%,0.067%,0.1%,0.133%和0.167%(碳酸锂与水泥的质量分数)的碳酸锂于水泥泡沫混凝土中,测定混凝土的初凝时间、终凝时间和7d抗压强度,结果如表3所示。由表3看出,随着碳酸锂掺量的增加,泡沫混凝土的初凝和终凝时间较未掺碳酸锂样变化不大,甚至有延迟的趋势,7d抗压强度开始有所增加,但随着碳酸锂掺量的进一步加大,抗压强度随之迅速下降,总体改性和促凝效果不明显。图4为掺量0.067%碳酸锂的泡沫混凝土的SEM图。从图4可看出,泡孔严重变形坍塌,几乎看不到完整的泡孔,泡孔并孔现象严重。由于Li+具有半径小、极化作用强以及水化半径较大等特性,从而加快水化保护膜破裂,使水化诱导期缩短,提高水泥中C3S、C2S水化能力[13],锂盐还可以促进Aft钙矾石晶体的形成,促进水泥的凝结,提高早期强度[14]。但具有强电解性的Li+,使得防止泡沫液膜破裂的表面双电层压缩,电相斥作用减弱,泡膜厚度减小,导致泡沫破裂,泡沫混凝土的早期强度及凝结性能下降[15]。碳酸锂不适用物理发泡混凝土的促凝和增强。

4硅灰和氯化钙复掺对水泥泡沫混凝土凝结硬化性能影响

在掺入6%硅灰的基础上,分别复掺0.5%,1%,1.5%,2%,2.5%和3%(氯化钙与水泥和硅灰的质量分数)的氯化钙于水泥泡沫混凝土中,测定混凝土的初凝时间、终凝时间和7d抗压强度,结果如表4所示。由表4可看出,在掺入6%硅灰的基础上再掺入氯化钙,随着氯化钙掺量的增加,泡沫混凝土的初凝和终凝时间较单掺氯化钙有进一步缩短的趋势,但7d抗压强度有所下降,当氯化钙掺量为2%(36g)时,混凝土的初凝和终凝时间分别较空白样(未掺外加剂)缩短了13和15h,抗压强度为1.8MPa,较单掺氯化钙最好值(2.2MPa)下降了0.4MPa,复合改性和促凝效果与单掺氯化钙相比没有明显优势。图5为掺6%硅灰和2%氯化钙的泡沫混凝土的SEM图,基本没有穿孔现象,小泡孔多而均匀,泡孔孔壁致密圆滑,表明在硅灰和氯化钙的共同作用下,水泥的早期凝结硬化速度较快。

5结论

(1)氯化钙促进水泥泡沫混凝土凝结硬化效果显著,当氯化钙掺量为2%(36g)时,混凝土的初凝和终凝时间分别达14和25h,均较未掺样缩短了11h,7d抗压强度达2.2MPa,超过未掺样0.8MPa。(2)硅灰对水泥泡沫混凝土凝结硬化有一定的促进作用,但效果远不及氯化钙;碳酸锂总体改性和促凝效果不明显。(3)硅灰和氯化钙复掺对水泥泡沫混凝土的初凝和终凝时间较单掺氯化钙有进一步缩短的趋势,但7d抗压强度有所下降,复掺没有表现出太大的复合效应和优势。

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