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【摘要】絕干密度和抗壓強(qiáng)度是泡沫混凝土應(yīng)用時(shí)最重要的兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)。研究表明,在組成、配比和制備工藝相同時(shí),泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度與絕干密度之間具有良好的相關(guān)性。通過控制泡沫混凝土濕密度,進(jìn)而控制絕干密度,可達(dá)到控制抗壓強(qiáng)度的目的。本文在大量試驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過回歸得到了絕干密度在400kg/m?-1100kg/m?之間泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度與絕干密度的乘冪方程式,相關(guān)系數(shù)R2均大于0.95,相關(guān)性很好。在水泥-粉煤灰-泡沫-水原料體系中,摻加適量粉煤灰將有助于提高泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度,提高抗裂性,同時(shí)可降低生產(chǎn)成本。
前 言
泡沫混凝土是用物理方法將泡沫劑水溶液制成泡沫,再將泡沫加入到由水泥、骨料、摻合料、外加劑和水等制成的料漿中,經(jīng)混合攪拌、澆注成型、自然或蒸汽養(yǎng)護(hù)制成的多孔混凝土。其中含有大量封閉孔隙,因而表現(xiàn)出良好的物理力學(xué)性能和使用功能,如輕質(zhì)、保溫、隔熱、防潮、隔聲等。泡沫混凝土在墻體屋面保溫隔熱工程、輕質(zhì)混凝土構(gòu)件與制品、建筑物地暖系統(tǒng)、大型隧道、高等級(jí)公路和地鐵回填工程、建筑物輕質(zhì)墊層、吸隔聲屏障等具有巨大的市場(chǎng)需求和廣闊的推廣應(yīng)用前景[1-4]。
現(xiàn)階段我國(guó)泡沫混凝土的設(shè)計(jì)與施工尚缺乏標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范,只能靠經(jīng)驗(yàn)或通過大量試驗(yàn)來實(shí)施泡沫混凝土應(yīng)用,不利于泡沫混凝土質(zhì)量控制和技術(shù)發(fā)展。研究原料組成對(duì)泡沫混凝土性能的影響,探討泡沫混凝土絕干密度與抗壓強(qiáng)度相關(guān)性,建立絕干密度與抗壓強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式,不但能正確指導(dǎo)泡沫混凝土組成優(yōu)化和配比設(shè)計(jì),而且可節(jié)省財(cái)力,簡(jiǎn)化試驗(yàn)試配和質(zhì)量控制工作,加快泡沫混凝土的推廣應(yīng)用。本文探討了主要組分對(duì)泡沫混凝土強(qiáng)度的影響,建立了最基本的泡沫混凝土配合比設(shè)計(jì)方法,并以最常用的水泥-粉煤灰-泡沫-水原料體系泡沫混凝土為研究對(duì)象,研究絕干密度在400kg/m?-1100kg/m?之間的泡沫混凝土絕干密度與抗壓強(qiáng)度的相關(guān)性。
1 組成對(duì)泡沫混凝土強(qiáng)度的影響
泡沫混凝土主要組組分包括水泥、泡沫劑、骨料、粉煤灰、外加劑和水。必要時(shí),可根據(jù)使用要求增加其它組成,如短切纖維、有機(jī)高分子聚合物。
1.1 水泥
水泥是泡沫混凝土強(qiáng)度的主要來源,也是首要影響因素。為達(dá)到強(qiáng)度最大化,每個(gè)設(shè)計(jì)絕干密度的泡沫混凝土均有一個(gè)最佳水泥用量。原材料體系不同,水泥用量對(duì)泡沫混凝土強(qiáng)度的影響規(guī)律并不一致。在非凈漿體系中,泡沫混凝土強(qiáng)度先隨水泥用量增加而提高,當(dāng)超過最佳水泥用量后,強(qiáng)度則隨水泥用量繼續(xù)增加而降低。在凈漿體系中,水泥用量則相對(duì)固定,只有水泥強(qiáng)度等級(jí)仍對(duì)泡沫混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生影響。
硅酸鹽系列水泥來源廣泛、質(zhì)量穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、耐久性好,因而被泡沫混凝土行業(yè)廣泛使用。硫(鐵)鋁酸鹽第三系列水泥在泡沫混凝土漿體形成、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、早期強(qiáng)度發(fā)展等方面具有特色,應(yīng)用逐年增加,在一些特殊重點(diǎn)工程中的應(yīng)用相繼取得成功。
1.2 泡沫劑
能產(chǎn)生泡沫的物質(zhì)很多,但并非所有能產(chǎn)生泡沫的物質(zhì)都能作為泡沫劑使用。只有產(chǎn)生的泡沫在與砂(凈)漿混合時(shí)不破裂,具有足夠穩(wěn)定性,且不影響膠凝材料凝結(jié)和硬化的物質(zhì)才能用于制備泡沫劑。通過改變泡沫添加量,可制成不同漿體密度和絕干密度的泡沫混凝土,泡沫混凝土強(qiáng)度也將因泡沫引入量不同而不同。優(yōu)選泡沫劑品種和確定最佳摻量是制備高性能泡沫混凝土的必要條件。
1.3 骨料
制備泡沫混凝土骨料通常分為普通集料、輕骨料和超輕骨料三類。根據(jù)泡沫混凝土密度和強(qiáng)度要求,決定是否采用骨料和采用哪類骨料。骨料品種和表觀密度對(duì)泡沫混凝土強(qiáng)度影響明顯。為保證泡沫混凝土密度,用輕骨料比用普通骨料可使水泥漿體形成的結(jié)構(gòu)更致密。泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度通常較低,抗壓破壞通常發(fā)生在含有大量氣孔的水泥基基體中。與普通混凝土相比,使用密度較低的骨料將明顯提高泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度。
1.4 粉煤灰
鑒于粉煤灰來源廣泛、價(jià)格低廉,并具有一定活性,成為泡沫混凝土的首選摻合料。粉煤灰能顯著提高泡沫混凝土的后期強(qiáng)度,改善成型效果。
1.5 外加劑
泡沫混凝土常用外加劑包括分散劑、早強(qiáng)劑、速凝劑、防水劑、憎水劑。早強(qiáng)劑和速凝劑可加速泡沫混凝土結(jié)構(gòu)的形成過程和強(qiáng)度發(fā)展,提高漿體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
結(jié) 論
(1) 組成是影響泡沫混凝土強(qiáng)度的首要因素,主要包括水泥品種和強(qiáng)度等級(jí)、骨料種類與絕干密度、粉煤灰品質(zhì)、外加劑品種和發(fā)泡倍數(shù)等。
(2) 泡沫混凝土配合比設(shè)計(jì)可依據(jù)固定原材料重量法和固體混合料體積法進(jìn)行。即控制單位體積泡沫混凝土漿體中固體組分量和固體組分比例優(yōu)化。
(3) 在組成、配比和制備工藝相同的前提下,泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度與絕干密度之間具有良好的相關(guān)性。通過檢測(cè)泡沫混凝土濕密度,進(jìn)而控制泡沫混凝土絕干密度,從而達(dá)到控制泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度的目的。
(4) 在水泥-粉煤灰-泡沫-水原料體系泡沫混凝土中,摻加適量粉煤灰將有助于提高泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度,提高抗裂性,同時(shí)可降低生產(chǎn)成本。泡沫混凝土的組成性研究
標(biāo)簽:泡沫混凝土廠家