泡沫混凝土的原料
1、 胶凝材料
胶凝材料是泡沫混凝土不可缺少的主要原料之一,起粘结作用,根据用途胶凝材料可选用硅钙质材料、菱镁材料、石膏材料,其中硅酸盐水泥是泡沫混凝土常用的胶凝材料。不同标号的水泥凝结强度和凝结时间不同,即使同标号的水泥,由于生产厂家不同,其组成也有差异,因此原则上讲,对同一种胶凝材料,在小试的基础上才能大规模施工。
2、发泡剂
发泡剂是起泡剂、稳泡剂、缚水剂等助剂的总称(复合发泡剂包含以上几种助剂)。起泡剂是能够发生化学反应并产生气体的物质。稳泡剂是指具有稳泡作用的表面活性剂,如十二烷基苯磺酸钠、水解蛋白质等。缚水剂等助剂是指那些能够与表面活性剂亲水端通过氢键相互作用,并强烈吸附水分子与气泡表面的物质,如聚丙烯酰胺、阿拉白胶等。
3、 集料
集料根据用途及相当资源情况,可选用粉煤灰、矿渣粉、沙子、石粉、陶粒、浮石、膨胀珍珠岩等(也可不加)。
4、添加剂
添加剂包括减水剂、稳定剂、促凝剂、早强剂、防水剂等,可根据泡沫混凝土的用途和施工条件进行添加(也可不加)。 水一般占比是水泥的60%,水泥用量看泡沫混凝土容重来定量,一般使用的纯水泥泡沫混凝土比较多,容重主要来源于水泥。
泡沫混凝土在基坑、管线回填中应用
泡沫混凝土又称发泡混凝土、泡沫轻质土,是以水泥、水、发泡剂为主要材料,并选用粉煤灰、矿渣粉、石粉、陶粒等集料,经混合、稀释、发泡后浇筑形成。
泡沫混凝土具有以下性能和优点:
1、保温、隔热、防腐
泡沫混凝土内部含有大量封闭的气孔,空气与其它材料相比热惰性能,大大降低了泡沫混凝土材料的导热性能。所以在节能领域,泡沫混凝土经常被用作保温、隔热材料。泡沫混凝土为硅酸盐水泥制品,具有较好的耐久、防腐蚀性能。保温、防冻、防腐,有效地延长结构物的使用寿命。
由于泡沫混凝土良好的施工便捷性,保温*,在铺设好得管道回填泡沫混凝土,利用其高流动性对管道外侧进行包裹,保持的温度,具有较好的抗压强度和抗老化性。传统**隔热材料的耐压强度和抗老化性能较差,泡沫混凝土试块的抗压强度可达到7.5MPa以上,可提高保温层的稳固性能和寿命。
2、高流动性、填充压力小
由于泡沫混凝土不含水泥混凝土的粗集料,其流动性远较水泥混凝土高(当水灰比为0.5时,流值为180mm左右),施工中具有自流平的特性;实际施工时可通过软管泵送:水平泵送距离可达900m。
废弃的矿井、坑、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500~1100kg/m3。
3、填充自密实
由于泡沫混凝土的制作点与现场施工浇筑点可分离,且浇注点占的施工空间较小,可在狭小空间内施工;结合泡沫混凝土自流平的特性,填充自密实,无须振捣碾压,施工便捷。是狭窄空间及地下空洞填筑的较好材料。
4、密度和强度可调节性
通过调整泡沫混凝土中气泡的含有率,可控制泡沫混凝土干密度在300~1200kg/m3之间,控制强度在0.3~5Mpa范围内调节(工程上强度主要应用范围为0.3~1.5Mpa)。
5、可压缩、低弹抗震:
深埋隧洞在施工完成后仍会产生蠕变变形,易因变形压力过大而对结构体发生破坏。由于泡沫混凝土具有较高压缩性和良好延性,使其在发生较大的变形之后,不发生整体破坏。在管道和道路交汇地方采用泡沫混凝土作为管道内的填充材料,可承担、吸收变形压力,改善结构体受力大小。
地震发生时,泡沫混凝土密度低,受到的水平惯性力小;同时泡沫混凝土弹性模量低,冲击能量吸收性能好,对管道的具有很好的软垫特性,保护管道体不受到地震破坏。
6、耐久性
泡沫混凝土属水泥类材料,使用寿命与水泥混凝土同等,具备较好的耐久性。
7、优越的环保特性
泡沫混凝土对土壤、水、空气等自然环境均无污染作用;同时泡沫混凝土应用于填充工程施工中,可避免高填高挖等对环境的破坏,对保护自然生态环境意义重大,环保优势明显。
论水泥发泡剂的泡沫稳定性
水泥发泡剂泡沫稳定性影响因素主要有以下几个方面:
1、气泡膜层厚度
气泡液膜厚度太小,则机械强度低,抗外力作用差,容易破裂;气泡液膜过厚,泡间水过多,导致泡沫泌水性过高,同时液膜过厚会使排液加快,也容易导致破泡。因此,气泡膜层厚度应保持在一定范围内。
3、粘度
气泡液膜的强度是决定泡沫稳定性的关键因素,而液膜的强度取决于表面吸附膜的坚固性,其坚固性与表面粘度相关,表面粘度越高,所形成的泡沫寿命越长。另一方面,液体本身的粘度越高,液体从液膜中溢出的速度越慢,从而增强了泡沫稳定性。
4、液体表面张力
较低的液体表面张力利于泡沫形成,但无法保证泡沫稳定性。蛋白发泡剂由于液体表面张力较高,虽然发泡倍数较低,但发出的泡沫具有较高的稳定性。
5、表面电荷
当气泡液膜两表面带有同种电荷,则互相排斥,可防止液膜受挤压变薄以致破裂。
6、泡沫自我修复能力
泡沫液膜在受到外力作用时会使液膜局部厚度变薄,易发生破泡,当发泡剂吸附于液膜表面时可以起到抗表面扩张及收缩的能力,使液膜厚度复原,强度恢复,实现表面张力的自我修复。
7、表面活性剂的分子结构
表面活性剂的疏水链应链长适中,以保证其在液膜表面形成的吸附膜具有较高的黏度;表面活性剂的亲水基具有较强的水化能力,可以使泡沫液膜中高流动度的自由水变成流动性较差的束缚水,从而提供液膜的粘度。
陶粒泡沫混凝土的应用
陶粒泡沫混凝土砌块作为一种性能优越的新型自保温墙体材料,应用前景广阔,而且在建筑中,外墙采用陶粒增强泡沫混凝土砌块可实现自保温,不需要再做外保温。建筑保温的发展方向是自保温,外墙外保温只是暂时的技术措施,因此,陶粒增强泡沫混凝土砌块比外墙外保温板具有较广阔的应用前景。
内隔墙采用陶粒增强泡沫混凝土砌块,具有良好的隔音效果,同时,墙体还具有自保温性,当室内不采用取暖措施时,也可具有一定的单室采暖保温性。
陶粒泡沫混凝土砌块用于外墙和内隔墙,与黏土砖及混凝土多孔砖、小型空心砌块等其他墙体材料相比,内墙体可减少厚度1/3以上,增加使用面积3%-5%,提高建筑的附加值和利用**。
陶粒增强泡沫混凝土砌块为横向错缝砌筑安装,没有竖向上下通缝。可避免产生墙体通缝过长造成墙面裂缝,克服了条板的通缝缺陷。目前,条板形成的通缝裂纹问题,一直难以解决。采用本产品应是一个较好的解决方案。
建筑的发展方向是轻质化,其自重越轻,抗震性越强,材料费用越低,基础工程量越少,建筑的综合性能越好。陶粒泡沫混凝土砌块因干密度小,有效降低建筑自重,能实现建筑轻质化,在未来建筑业上能发挥重要作用。
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