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關(guān)鍵詞:泡沫混凝土，強度，外加劑，配合比

0 引言

泡沫混凝土是指通過(guò)發(fā)泡劑的發(fā)泡系統將發(fā)泡劑(通過(guò)化學(xué)或物理的方式根據應用需要將空氣或氮氣、二氧化碳、氧氣等氣體引入混凝土漿體中)利用機械方式充分發(fā)泡，并將泡沫與水泥漿均勻混合，然后經(jīng)過(guò)泵送系統進(jìn)行現澆施工或模具成型，通過(guò)合理的自然養護成型而成為一種內部含有大量細小、封閉、分布均勻的氣孔的多孔性材料，具有輕質(zhì)高強、隔熱保溫、防火隔音、抗水減震等特性的建筑材料。近年來(lái)，國內外都非常重視泡沫混凝土的研究與開(kāi)發(fā)，使其在建筑領(lǐng)域的應用越來(lái)越廣。但由于泡沫混凝土及其應用技術(shù)的研究成果國內外大多以專(zhuān)利形式體現出來(lái)，國內在泡沫混凝土生產(chǎn)上，既缺乏成套的設備也沒(méi)有完整的數據和經(jīng)驗積累，施工又缺乏理論指導，因此，泡沫混凝土的優(yōu)越性能并沒(méi)有完全體現，經(jīng)常出現諸如強度偏低、混凝土開(kāi)裂或吸水等問(wèn)題。近期，筆者重點(diǎn)研究了影響泡沫混凝土強度的一些因素，發(fā)現了一些提高泡沫混凝土強度的規律，這對在施工中充分利用建筑節能、環(huán)保的新型建筑材料有著(zhù)十分重要的意義。

1 泡沫混凝土的制備原理

泡沫混凝土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，再將泡沫加入到含硅質(zhì)材料、鈣質(zhì)材料、水及各種外加劑等組成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆筑成型、養護而成的一種內部含有大量封閉氣孔的混凝土。

2 影響泡沫混凝土強度的因素

與普通混凝土一樣，泡沫混凝土的強度并不是一個(gè)固定的數值，不同的膠凝材料種類(lèi)、水泥用量、混凝土配合比、水灰比、泡沫用量(不同的體積質(zhì)量)、發(fā)泡劑、養護制度及其他外加劑的采用與否等都影響泡沫混凝土的強度。本文僅對水灰比、配合比及外加劑的選擇做重點(diǎn)討論。

2.1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，但在泡沫混凝土試驗中發(fā)現的情況卻不盡相同。

1)在漿體的流動(dòng)性主要依靠外加劑的用量來(lái)控制時(shí)(即漿體已經(jīng)具備良好的流動(dòng)性)，隨著(zhù)水灰比的減小，強度增大；反之，減小。分析原因:隨著(zhù)水灰比的減小，混凝土中的游離水量減少，泡沫混凝土的吸水率降低，有效增加了混凝土強度;但當水灰比繼續降低時(shí)，由于水泥水化的需水量不足會(huì )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混凝土均勻性下降，造成強度降低。

2)在漿體的流動(dòng)性主要依靠水的用量來(lái)控制時(shí)，隨著(zhù)水灰比的增大，強度增大；反之，減小。

分析原因：較高的成型水灰比，保證了漿料的良好流動(dòng)性，能確保將泡沫均勻引入到水泥漿料中并均勻分布，從而實(shí)現強度的增長(cháng)。相反，水灰比的降低，漿體材料流動(dòng)性不足，將引起氣泡分布不均，從而降低混凝土的強度。

綜合以上情況，泡沫混凝土的水灰比對強度的影響是多方面的，應結合具體情況具體分析，調整水灰比的大小，使泡沫混凝土內部材料結構均勻而多封閉獨立氣泡是提高泡沫混凝土強度的重要途徑。

2.2 配合比的影響

泡沫混凝土制備時(shí)可以單獨采用水泥，也可能同時(shí)采用除水泥以外的混合材(如硅灰、礦渣、粉煤灰等)，還可能同時(shí)采用細集料(砂子)。第一種情況:單獨采用水泥時(shí)相對簡(jiǎn)單，所用水泥的強度等級越高、用量越多，制備的泡沫混凝土強度也就越大。所以，當希望制備較高強度的泡沫混凝土時(shí)，需要選擇高強度等級的水泥。第二種情況:混合材料的引入會(huì )導致泡沫混凝土早期強度的顯著(zhù)降低，而對后期強度影響不大。如果填入適當的強度激發(fā)劑，則可有效減緩前期強度降低。實(shí)際施工中往往以同時(shí)摻用混合材料和砂子的情況最為多見(jiàn)，因此，泡沫混凝土的配合比存在一個(gè)適宜的范圍，需要根據試驗確定。

2.3 外加劑用量的影響

泡沫混凝土使用的外加劑主要包括水泥強度激發(fā)劑、減水劑和發(fā)泡劑。

2.3.1發(fā)泡劑

從泡沫混凝土的制備原理分析，利用發(fā)泡劑引入大量氣孔賦予其普通混凝土所沒(méi)有的輕質(zhì)、隔音、保溫、高流動(dòng)性等功能是泡沫混凝土制備的基礎;但從結構和力學(xué)的角度看，同時(shí)也引起結構致密性大大降低，從而降低了泡沫混凝土的強度。那么，如何將發(fā)泡劑的用量控制在既能實(shí)現輕質(zhì)、隔音、保溫和高流動(dòng)性等功能，同時(shí)混凝土強度又不低于預期目標是混凝土生產(chǎn)科研的一個(gè)新課題。

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)都可以用作發(fā)泡劑。只有發(fā)泡倍數足夠大，在泡沫和漿料混合時(shí)薄膜不致破壞，具有足夠的穩定性，對膠凝材料的凝結和硬化不起有害影響的發(fā)泡劑，才適合用來(lái)生產(chǎn)泡沫混凝土。

發(fā)泡劑對泡沫混凝土強度的影響主要體現在泡沫的尺寸、均勻性(尺寸均勻性和分布均勻性)、泡沫的穩定性、發(fā)泡能力等。要求發(fā)泡劑的發(fā)泡能力強、密度低、單位攜水量小，泡沫牢固、細小、均勻分布，對混凝土的副作用小。

2.3.2水泥強度激發(fā)劑

水泥強度激發(fā)劑主要在水泥混合材的場(chǎng)合采用，可以減輕泡沫混凝土早期強度降低的程度。但是，使用激發(fā)劑往往會(huì )降低泡沫混凝土的最終強度。

2.3.3減水劑

混凝土減水劑使泡沫混凝土即使在較低水灰比下仍然能夠順利完成漿料與泡沫的混合，制備出泡沫分布均勻的泡沫混凝土。所以，摻加適量的高效減水劑是制備高強泡沫混凝土的重要手段之一。但是，因為減水劑的價(jià)格比較貴而且有些減水劑與發(fā)泡劑在某些性能方面有相反的作用，所以減水劑的種類(lèi)和添加量必須由試驗確定。

摻加不同減水劑對泡沫混凝土早期強度的影響(見(jiàn)表1)。

從表1中可以看出，摻加減水劑后泡沫混凝土的早期強度顯著(zhù)增加：摻入高濃萘系減水劑對強度的貢獻更大。其原因在于，通過(guò)摻高濃萘系減水劑，使得水泥水化產(chǎn)物結構更加致密，CSH膠凝較多，而且與Ca(OH)2晶體穿插搭接成網(wǎng)狀結構。

3 提高泡沫混凝土強度的途徑

綜上所述，配合比、水灰比和外加劑的添加是影響泡沫混凝土強度的主要因素。選擇適宜的配合比，使用高效減水劑并控制適宜的低水灰比，采用優(yōu)質(zhì)高效的發(fā)泡劑，能有效的提高泡沫混凝土的強度。

本文來(lái)源于《中國混凝土與水泥制品網(wǎng)》。作者：河南省省直機關(guān)建筑設計所 陳惠霞