发泡混凝土复合保温板外墙外保温施工技术【通用9篇】

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发泡混凝土 篇1

关键词:性能;发展前景

Abstract: Since twentieth Century, concrete is a kind of high quality inorganic building materials, has become the world's most widely used, the use of building materials the biggest. Foam concrete is a kind of novel energy-saving material, it has good performance of light insulation, fire earthquake, in the construction of a resource-saving society in China environment is bound to its superior performance in the field of building energy conservation has more broad prospects for development.

Key words: performance; development prospects

中图分类号:[TU984.11+5]文献标识码:A 文章编号:

泡沫混凝土是以石灰、水泥、水、泡沫等基础材料为主,加入一些填料、骨料、和外加剂等材料经过养护而形成的具有一定强度的混凝土工程材料。它通常用机械发泡的方法制作专用泡沫水溶液,再与混凝土基础材料混合搅拌、浇注并养护成型的一种内部多孔材料。

泡沫混凝土自问世以来,大量国内外学者对其做了深入而细致的研究和开发,并在国内外各种工程中有了一定的应用和发展。它以其优质的性能已越来越为建筑节能行业所亲睐。总结国内外学者实验得出如下数据:

表1 泡沫混凝土与普通混凝土的性能比较

一、泡沫混凝的性能特点:

1、低密度超轻

泡沫混凝土相对于普通混凝土密度较小,普通混凝土密度一般在2200~2400kg/m3,而泡沫混凝土的密度为200~1600kg/m3。目前工程上常用的密度等级为200~450kg/m3,近年来,更是出现了密度仅为160kg/m3的超轻泡沫混凝土,并已经在建筑工程中获得了应用。

2、保温隔热性能好

由于泡沫的发泡作用,使泡沫混凝土内部拥有大量细小的封闭孔隙,这些孔隙降低了混凝土的导热系数,使其具有良好的保温隔热效果。目前工程应用中的密度为200~450kg/m3的泡沫混凝土的导热系数在0.08~0.3W/(m.K)之间,热阻约为普通混凝土的10~20倍。

隔音效果好

泡沫混凝土是一种多孔材料,这些孔隙形成了无数的自由面,声波经过这些自由面的反射、折射、叠加,不断地衰减,因此具有良好的隔声作用。实验表明,使用泡沫聚苯板作为保温隔声材料时,其隔声效果较差。当使用50mm厚芯层的泡沫聚苯板时,墙体两侧能听到清晰的说话声,而使用50mm厚芯层的泡沫混凝土墙体时,却基本听不到说话声。

耐火耐久性能好

泡沫混凝土是无机材料,是安全不燃材料,其耐火等级为A级,具有良好的耐火耐久性能。在建筑中,完全满足任何建筑的防火等级要求。而泡沫混凝土与钢筋相结合,包裹在钢筋,能有效的减缓钢筋的锈蚀。当发生火灾时,钢结构不易受到高温而产生变形熔化。

低弹抗震性能优良

泡沫混凝土内部具有无数的封闭孔隙,使其具有较低的弹性模量,是普通混凝土弹性模量的1/60。其内部许多的蜂窝状气孔,能有效提高材料吸收冲击动能的能力,使其成为一种优良的抗冲击吸能材料。Du,Du-Lan等对泡沫混凝土层厚度对复合结构爆破荷载的影响进行了研究,研究显示泡沫混凝土显著提高了复合结构的爆破荷载。

其它性能

泡沫混凝土整体性能好,可在施工现场浇筑,根据相似相容原理,它与普通混凝土能够有效的粘接,增加结构的整体性。在此基础上,泡沫混凝土具有良好的防水性能,相对封闭的气孔,使之吸水率低,有效阻止水汽的侵入。此外,泡沫混凝土生产施工较方便,既能现场浇筑也能在工厂内预制成各种构件,大大提高了施工的工作效率。另外,泡沫混凝土是一种无机材料,相比泡沫聚苯板等有机保温材料而言不会产生有害物质,固其具有良好的环保性能。

二、泡沫混凝土的应用范围

随着我国建筑节能减排政策的实施,一些优质的材料展现出它们强大的竞争力,泡沫混凝土就是其中之一。而国内外研究和开发的深入,也使之应用越来越广泛。

1、泡沫混凝土在国外的发展

在美国、加拿大、意大利、等西方发达国家以及日本、韩国等亚洲国家,对泡沫混凝土的研究及应用已经相当成熟。在建筑墙体材料、补偿地基沉降、修筑港口挡土墙、修建运动场及跑到、修建海上石油平台、高速公路吸声屏障等方面应用相当广泛。

2、泡沫混凝土在国内的发展

目前,在我国泡沫混凝土的应用集中在制作泡沫混凝土砌块,用作管线填充回填材料、建筑吸声材料、建筑吸能材料、建筑防火材料,而在用作建筑保温材料中也展现出更巨大的优势。现阶段,在国内泡沫混凝土的研究及应用还不够成熟,一些工程从国外引进一些先进的技术并且与我国实际研究成果相结合用于本工程的施工,均取得了很好的效果。如杭萧钢构武汉世纪家园小区应用泡沫混凝土进行现浇,取得了不错的效果。

三、泡沫混凝土的发展前景

可持续发展是国家现阶段正大力实施的发展原则,节能减排成为建筑材料行业一个重要的考虑因素,而泡沫混凝土这些优良的性能正适应了行业的发展要求,必然成为行业关注的热点,加之国内外理论研究的深入开展,泡沫混凝土的应用性已越来越成熟。

1、泡沫混凝土作为保温材料的优势

泡沫混凝土的发展除了上诉在国内的应用外,在保温领域必然具有很好的发展前景。建筑保温是业内发展的一个重要的领域,而现阶段业内的保温材料主要集中在以泡沫聚苯板、泡沫聚氨酯板为代表的有机保温材料上。近年来,国内一些火灾事故的发生,将有机保温材料推向了风口浪尖。国内应用的大多数有机保温材料都具有易燃性,而且燃烧后产生大量有害气体,危害人员健康,污染大气环境。两一方面,有机保温材料的耐久隔声性能远不及泡沫混凝土,在这两方面泡沫混凝土具有强大的优势。与加气混凝土、泡沫玻璃、矿棉岩棉、玻化微珠、陶粒等无机保温材料相比,泡沫混凝土也具有密度小、可现浇施工、吸水率低、工艺灵活、品种多、价格低投资小等优点。

泡沫混凝土作为保温材料的发展方向

泡沫混凝土作为无机保温材料,相对于有机保温材料拥有巨大的优势。随着建筑保温材料的发展,泡沫混凝土必将取代有机保温材料,引领新一代的保温材料革命。其主要应用于墙体自保温和外墙外保两方面,在墙体自保温方面,可与钢结构及钢框架结构现浇形成自保温墙体,也可与砖混结构现浇形成夹芯自保温墙体、空心砖及砌体现浇自保温墙体、夹芯自保温墙体板、蒸压泡沫混凝土自保温墙体砌块等。在外墙外保温产品方面,可用于外墙外保温现浇墙体、外墙外保温板(粘贴型、锚固型、干挂型)。

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.

[2]闫振架,泡沫混凝土有望成为保温材料首选[J].CHINA CONCRETE 2010.01 NO.07 22-26.

发泡混凝土 篇2

关键词:泡沫混凝土;力学性能;抗折强度;抗压强度

引言

伴随着空气环境质量不断下滑,节能减排已成为我国基本国策。建筑节能与绿色建筑受到空前关注。墙体及屋面的保温隔热将是建材绿色化的一个重要发展方向,而泡沫混凝土可作为取代聚苯乙烯泡沫塑料的防火保温隔热材料广泛应用于节能建筑中。泡沫混凝土是用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入到由水泥基胶凝材料、集料、掺合料、外加剂和水等制成的料浆中,经混合搅拌、浇注成型、自然或蒸汽养护而成的轻质多孔混凝土,也称发泡混凝土[1-4]。泡沫混凝土具有质轻、隔热、隔音、耐火、防水和抗冲击性能好等优点。其缺点也相对比较明显:强度偏低、吸水率较大。为了改善泡沫混凝土性能,在泡沫混凝土中添加纤维来改变其性能不失为一种有效的途径。纤维具有化学稳定性强、不吸水、抗酸碱能力强,在水泥基材料中呈三维空间乱向分布,具有增强、阻裂和增韧的作用,能够改变泡沫混凝土的孔结构[5-8],从而改善泡沫混凝土的力学性能。本文采用化学发泡和物理发泡相结合的方式,利用42.5级硅酸盐水泥制备泡沫混凝土,并对泡沫混凝土养护,通过试验对不同配合比下混凝土的干密度进行了比较,并研究了相同干密度的素泡沫混凝土和纤维泡沫混凝土抗折强度和抗压强度的影响。

1试验情况

1.1仪器设备

深圳新三思生产的电子万能材料试验机SMT5105;BL168-8型小型发泡机;电子秤;电热鼓风干燥箱;自制小型搅拌机;钢板尺。

1.2原材料

水泥:为防止泡沫混凝土的泌水和塌陷,提高其早期强度,本研究选用茂名市油城牌水泥厂生产的42.5级普通硅酸盐水泥。发泡剂:本研究采用的是一种复合发泡剂,使用时按1:40加水稀释,发泡倍数为20。纤维:采用了一种无碱玻璃短纤维,其物理性能见表1所示。减水剂:本课题组自行研制醇胺类外加剂。水:普通自来水。

1.3试验配合比

本次试验主要研究在水灰比为0.5的情况下,分别设计了泡沫混凝土和纤维泡沫混凝土不同密度的配合比,具体见表2、表3所示。

1.4泡沫混凝土制作养护过程

先按配合比表格,考虑5%的损耗,将所需用料的质量计算出后,将水加入水泥中,用自制小型搅拌机进行搅拌,得到流动性良好的浆体,加入纤维搅拌(不掺纤维的略去此步)。与此同时,将发泡剂和水按照比例混合,用发泡机制备气泡高度稳定、泡沫细小且均匀的泡沫。把制备好的泡沫与搅拌好的水泥浆一起搅拌至均匀,最后将泡沫混凝土浇筑到预制好的模具中,用钢板尺对模具的边角进行防止踏模,最后将表面刮平。抗折试样尺寸为320mm×80mm×80mm;抗压试样尺寸为100mm×100mm×100mm。试件成型后编号、拆模,将其放在温度20±2℃、相对湿度95%的标准养护箱内养护至28d。

2泡沫混凝土的力学性能对比

按照GB11969-2008《蒸压加气混凝土的试验方法》标准分别对上述试件进行抗折、抗压力学性能试验。性能测试均在微控电子万能试验机SMT5105上完成,加载速度为1000N/s,室温为20±5℃。试验结果如表4、表5所示,其中表观密度、抗折强度、抗压强度均为三个试样平均值。

2.1不同密度下力学性能对比

相同水灰比的情况下,设计不同密度的泡沫混凝土,通过对比不同密度泡沫混凝土28d的抗折、抗压强度力学性能测试。泡沫混凝土试件从开始加载到破坏,整个过程只发生变形,吸收能量,基本不出现裂缝。根据表4中试样结果作强度性能随密度变化曲线图1所示。通过图1可以看出:泡沫混凝土的抗折强度、抗压强度都随表观密度的增大而增加。原因是在水灰比、工艺一致的条件下,孔隙率与表观密度成反比,即泡沫混凝土表观密度越小,孔隙率越高,低表观密度泡沫混凝土内部存在大量的细小均匀的泡沫,导致泡沫混凝土抵抗破坏的能力降低,泡沫混凝土的抗折强度和抗压强度迅速降低;与之相反,孔隙率小的泡沫混凝土强度偏高。

2.2纤维掺量不同时性能对比

根据表5中试样结果作强度性能随纤维量变化曲线图2所示。通过图2结果显示,纤维量从0.3%增加到0.6%时,泡沫混凝土的抗折有所提高;纤维量从0.6%提高到1.2%时,泡沫混凝土的抗折强度降低幅度较大,而纤维对抗压峰值应变的影响有限,其对抗压性能的改善主要体现在峰后承载能力上,其影响主要体现在峰值荷载之后性能的改善上。主要原因是在泡沫混凝土中掺入少量无碱玻璃短纤维后,其在水泥基材料中呈三维空间乱向分布,能够改变泡沫混凝土的孔结构,对泡沫混凝土的强度,特别是抗折强度有增强作用,但随着掺入量的增加,浆料的流动性大幅度下降,致使其抗折强度降低,抗压强度变化不明显。

3结论

泡沫混凝土的抗折、抗压强度随着表观密度的增加而增大;掺入纤维量从0增加到0.6%时,泡沫混凝土的抗折、抗压强度都不同程度有所提高;纤维量从0.6%提高到1.2%时,泡沫混凝土的抗折强度降低幅度较大,而抗压强度则基本维持不变。

参考文献

[1]JC/T1062-2007泡沫混凝土砌块[S].

[2]潘志华。新型高性能泡沫混凝土制备技术研究[J].建筑石膏与胶凝材料,2002(5):l-5.

[3]蒋冬青。泡沫混凝土应用新进展[J].中国水泥,2003,(3):46-48.

[4]张巨松。国内外混凝土发泡剂及发泡技术分析[J].低温建筑技术,2001(4):66-67.

[5]杨瑞环,霍冀川,等。纤维泡沫混凝土强度的正交试验[J].混凝土与水泥制品,2014(3):62-65.

[6]谢尔盖。玄武岩纤维的特性及其在中国的应用前景[J].玻璃纤维,2005(5):44-48.

[7]李国忠,宁超等。改性聚丙烯纤维对水泥砂浆力学性能的影响[J].建筑材料学报,2010(2):135-138.

发泡混凝土复合保温板外墙外保温施工技术 篇3

摘 要:采用EPS、XPS、聚氨酯泡沫板等保温材料存在防火等级低、耐久性能差、生产能耗高等问题,发泡混凝土复合保温板外墙外保温施工技术具有保温隔热性能良好、防火防水性能可靠、轻质隔音性能突出、粘接适应性能较强、耐久性能好、施工方便,工效高等优点。

关键词:发泡混凝土复合保温板外墙外保温施工技术;工艺原理;操作要点

1. 工艺原理

“发泡混凝土复合保温板外墙外保温系统”是通过在结构或维护外墙上采用防水砂浆找平,粘结砂浆粘贴发泡混凝土复合保温板,然后抹表面聚合物胶浆,并压入耐碱纤维网网,辅助以机械固定,再抹一层聚合物胶浆,以凝固后不露耐碱纤维网网暗格为宜,形成无接缝的聚合物抹面胶浆防水层,最后进行饰面装饰的一种外墙外保温系统。

2. 施工工艺及操作要点

2.1施工工艺流程如下所示:

2.2 操作要点

2.2.1 施工准备

1 队伍准备:

由专业施工队伍负责施工,操作工人应持有建设行政主管部门颁发的上岗证书,并由施工负责人向班组操作人员进行安全技术交底。对施工人员进行岗前考核,合格后方可上岗作业。

2 材料准备:

发泡混凝土复合保温板外墙外保温系统的原材料进入施工现场后,应在监理工程师监督下进行进场验收,并按规定取样复检;各种原材料应分类储存于工地仓库中设专人管理,做好防雨、防潮、防暴晒等工作。

3 机具准备:

吊篮、强制式砂浆搅拌机、手提式电动搅拌器、专用切割工具、角磨机、冲击钻、电锤、手锤等各种作业机具、工具齐备,并经检验合格、安全、可靠; 各种测量工具经过校核无误。

4 技术准备

1)进行图纸会审,并编制发泡混凝土复合保温板外墙外保温工程专项施工方案,报经监理、业主审批。

2)在工人进场后,技术负责人对其进行专项施工方案和施工技术交底。

3)落实检验测试单位,并报业主和监理批准。

5 现场准备:

1)建筑主体结构应已按照国家现行的工程施工系列验收规范通过质量验收,且有验收文件,工程主体质量验收不合格者不得进行发泡混凝土复合保温板外墙外保温工程施工。

2)对伸出墙面的预埋件、外墙安装的设备或管道卡具应预先固定在基层墙体上,并应做密封和防水处理。

3)外门窗框安装完毕,经验收合格,并用塑料薄膜对门窗框、防护栏杆、已安装管道等应遮挡部位进行防护。

4)做好室外施工用材料及设备等场地的平整工作。

5)施工中环境温度宜在5~35 之间,且24h内不应低于0 ,风力应不大于5级。夏季时操作面应防止阳光暴晒,雨天时施工应采取防雨措施。

2.2.2 基层墙体处理

将基层墙体表面附浆、杂物等清理干净,表面应涂刷界面胶浆,并按要求进行养护。

2.2.3防水找平层

设计要求进行基层表面做防水找平层时,严格控制抹灰厚度、平整度应满足有关要求,应按要求对其平整、垂直度等方面进行验收。对于空鼓、开裂或酥松处应剔除再用水泥砂浆进行修补找平。当发现平整、垂直度偏差值超出标准的1.5倍点;或设计无要求时基层墙体平整度不能满足有关要求,应采用水泥砂浆进行压实搓毛找平。

2.2.4弹基准线、施工底座托架

对土建施工提供的基准中心线、标高线进行复测,并校正复核。根据综合策划设计方案,按大样图要求用测量仪器在基层或找平层上弹基准控制线。在外墙各大角(阳角、阴角)及其它必要处(飘窗、空调板)挂垂直基准线,在每个楼层的适当位置(如:腰线、窗台等)挂水平线,以控制发泡混凝土复合保温板的垂直度和水平度。所有外立面装饰工程应统一放基准线,并注意施工配合。

底座托架施工,在距散水(后施工)表面高30mm处弹出水平线,用高强膨胀螺栓M6×60间距750mm固定4厚长角钢托架,具体作法如图2.2.4。

2.2.4 外墙外保温系统勒脚保温构造

2.2.5粘贴发泡混凝土复合保温板

1拌制粘结胶浆:粘结胶浆应按材料供应商产品说明书配制,用搅拌机搅拌均匀,搅拌时间自投料完毕后不小于5min,一次配制用量以4h内用完为宜(夏季施工时间宜控制在2h内)。

2发泡混凝土复合保温板铺贴之前应清除表面浮尘,施工应从首层开始,自下而上沿水平方向横向铺贴发泡混凝土复合保温板,上下排之间发泡混凝土复合保温板的粘贴应错缝1/2板长。

3发泡混凝土复合保温板与基层墙体粘贴采用满贴法粘贴,粘贴时用铁抹子在每块发泡混凝土复合保温板上均匀批刮一层厚不小于3mm的粘结砂浆,粘贴面积应大于95%,及时粘贴并挤压到基层上,粘贴时应轻柔,并随时用2m靠尺和托线板检查平整度和垂直度。注意清除板边溢出的胶粘剂,板的侧边不得有胶。相邻板块应紧密对接,不留板缝,且板间高差应不大于1mm。

4发泡混凝土复合保温板在墙面转角处,应先排好尺寸,裁切发泡混凝土复合保温板,使其垂直交错连接,并应保证墙角垂直度。

5 在粘贴窗框四周的阳角和外墙角时,应先弹出垂直基准线,作为控制阳角上下竖直的依据,门窗洞口四角部位的发泡混凝土复合保温板应采用整块发泡混凝土复合保温板裁成“L”型进行铺贴,不得拼接。接缝距洞口四周距离应不小于100mm。如图2.2.5(2)所示。门窗口内壁面贴发泡混凝土复合保温板,其厚度视门窗框与洞口间隙大小而定,一般不小于20mm。

2.2.6抹耐碱纤维网胶浆面层

1发泡混凝土复合保温板大面积铺贴结束后,根据具体气候条件24~ 48小时后,进行抹面胶浆的施工。施工前用2m靠尺在发泡混凝土复合保温板平面上检查平整度,对凸出的部位应刮平并清理发泡混凝土复合保温板表面碎屑后,方可进行抹面砂浆的施工。

2现场严格按供应商提供的配比配制聚合物胶浆,达到工程所需的稠度,每次配制量,视不同环境条件控制在产品说明书中规定的时间内用完为宜。

3抹第一道抹面胶浆,将耐碱纤维网压入抹面胶浆,铺贴要平整、无褶皱,待48h后,安装锚固件,然后在其表面薄抹第二道抹面胶浆,以面层凝固后不露耐碱纤维网暗格为宜,抹面胶浆总厚度为4~6mm。抹面砂浆施工时,同时在檐口、窗台、窗楣、雨篷、阳台、压顶以及凸出墙面的顶面做出坡度,下部应做出滴水槽或滴水线。

4耐碱纤维网应自上而下沿外墙铺设,左右搭接宽度不小于100mm,上下搭接宽度不小于80mm。首层墙面应铺贴双层耐碱纤维网,第一层耐碱纤维网应对接,对接点不得在阴阳角处且偏离阴阳角不低于200mm,两层耐碱纤维网之间抹面胶浆应饱满,禁止干贴和干搭接。按层高、窗台高和过梁高将耐碱纤维网裁好备用,长度宜为3000mm左右,耐碱纤维网的包边应剪掉。在门窗洞口四角沿45°方向铺贴一层400mm×300mm耐碱纤维网;在二层及二层以上墙面阳角处铺贴一层宽400mm耐碱纤维网。

5抹面胶浆施工间歇应在自然断开后,以方便后续施工的搭接。在连续墙面上如需停顿,第二道抹面胶浆不应完全覆盖已铺好的耐碱纤维网,需与耐碱纤维网、第二道抹面胶浆形成台阶形坡茬,留茬间距不小于150mm。

2.2.7安装锚固件

1锚固件锚固应在第一遍抹面砂浆(并压入网布)初凝后进行,使用电钻在发泡混凝土复合保温板的角缝处打孔,将锚固件插入孔中并将塑料圆盘的平面拧压到抹面砂浆中,有效锚固深度:混凝土墙体不小于25mm;加气混凝土等轻质墙体不小于50mm。锚栓的数量每平方米墙面不得少于8个,按梅花状分布,从距离墙面、门窗侧壁100~150mm及从檐口与窗台下方150mm处开始安装,沿窗户四周,每边至少应设置3个锚栓。

2锚栓固定后抹第二遍抹面砂浆,第二遍抹面砂浆厚度应控制在2-3mm。

3. 质量控制

3. 1所用材料和半成品、成品进场后,应做质量检查和验收,其品种、规格、性能必须符合设计和有关标准的要求。

3.2各构造层之间的粘结或连接必须牢固。粘结强度与连接方式应符合设计要求。发泡混凝土复合保温板与基层的粘结强度试验应符合要求,粘贴面积不小于95%。

3.3发泡混凝土复合保温板的厚度必须符合设计要求。

3.4 抹面层与发泡混凝土复合保温板板必须粘结牢固,无脱层、空鼓。面层无裂缝。

3.5 寒冷地区外墙出挑构件及附墙部件应按设计要求采取隔断热桥和保温措施。

3.6 窗口外侧四周墙面应按设计要求进行保温处理。

该技术在定陶滨河鑫城群体工程施工中的应用,证明是一种技术先进、工艺可靠、施工方便、经济合理、无毒无害、节能环保、与建筑同寿、维修费用低的新型外墙外保温体系,对我国实现更高建筑节能、防火、装饰目标具有重要意义,在我国建筑领域具有良好的发展前景。

发泡混凝土 篇4

关键词:泡沫混凝土;保温材料;防火安全;国内外

中图分类号:TU37 文献标识码:A

一、国外泡沫混凝土的最新进展

四大无机泡沫材料:泡沫玻璃、泡沫混凝土、泡沫陶瓷和泡沫铝,其中泡沫混凝土以其轻质、保温、隔热、吸声、隔声、耐火、防火、抗渗、防水、抗冲击波、抗电磁波、抗腐蚀、保水、吸能等出色的多功能,更以其价格低廉,受到各个国家的大力推荐和发展,在欧洲,北美洲及亚洲的中日韩各国有着广阔的应用领域和市场空间,并在泡沫混凝土的研究上取得了丰硕的成果。

(一)欧洲

在欧洲有些海上钻井平台结构部分使用了泡沫混凝土材料来浇筑,因为其轻质,而且具有吸能减震的作用。在海上钻井作业会产生高频的震动。需要一个抗冲击层来防止钻头、钻管、泥浆泵掉落到平台上对平台结构的破坏。泡沫混凝土正有这些优势。在欧洲等地泡沫混凝土被称作轻质蜂窝混凝土。而()且与国内一样,在欧洲,大多数建筑工程都采用低密度、低强度、低导热、高防火等级的泡沫混凝土制品作为建筑内外墙体以及屋顶屋面。德国规定聚苯板薄抹灰系统不能在22 m以上建筑中使用。

(二)北美洲

美国纽约州建筑指令中明确规定 耐火极限低于2h的聚苯板薄抹灰外墙外保温系统不允许用在高于22.86m的住宅建筑中。

早在上世纪30年代,美国在偶然机会发现抗冻性较好的混凝土材料之后,对混凝土发泡剂的研究迅速开展起来。在美国广泛采用泡沫混凝土来填充大型空洞,这些空洞包括废弃的下水道、大型油罐、地窖、旧建筑的地下室、废弃的地铁等等,利用了泡沫混凝土的低成本和可以具有很高的流动度的特点,其可以绕过障碍物,填充到空洞的每一个角落。而且美国在路桥工程,耐火窑炉等方面已经实现对泡沫混凝土的大量应用,并取得了较好的效果。

(三)亚洲

近日,日本采用蛋白质物添加适量的阳离子表面活性剂配成的混合发泡剂,采 用现场浇注成型的工艺,研制成功现浇泡沫混凝土新工艺, 生产的现浇泡沫混凝土不仅轻质、高强、耐火, 更引人注目的是不需蒸压养护,现浇即可成型,节能效果显著。

二、国内泡沫混凝土的最新进展

发展泡沫混凝土的优势和目的就是利用其质轻、保温性能好的特点来解决结构保温,实现建筑节能。而密度不应过高,如超过600kg/m3,浪费资源、保温性能不良,增加建筑结构质量。目前,建筑材料工业技术监督研究中心已经研制出80kg/m3 的泡沫混凝土而且还有很大的潜力可以挖掘。将矿渣、粉煤灰等混合材料用于泡沫混凝土的制造,是最近几年发展起来的技术。有学者研究表明由普通硅酸盐水泥制备的泡沫混凝土中掺入高铝水泥,可以明显缩短凝结时间。现在我国正着力发泡沫混凝土集成住宅体系,这样结构与保温一体化,有利于规模化生产和应用。以普通硅酸盐水泥作基材,采用表面活性剂发泡与矿物材料物理发泡相结合的新型模式,使矿物材料充分发泡得到了优质的发泡混凝土。

三、总结

(一)发展障碍

1.原材料问题

原材料还是集中于使用传统的硅酸盐水泥和表面活性剂类发泡剂,需要更加的投入精力去研发高性能的发泡剂和试验更加优质性能的水泥材料。

煤矸石是一种在煤形成过程中的固体废弃物,既占用大量耕地,又污染环境。在西方国家中煤矸石的总利用率达到90%以上,而以煤炭为主要能源的我们国家,对煤矸石的利用率却仅仅有30%。因此,用煤矸石制备泡沫混凝土作为其原材料,对保护环境、污染治理以及自然资源的充分、有效利用有着现实意义和应用价值。

2.研究不够深入且生产工艺仍然落后

泡沫混凝土的性能不仅受到混合材种类和用量、水泥用量、水灰比、超塑化剂添加量和泡沫添加量等与配合比有关的因素的影响,也受到新拌泡沫混凝土流动性、泡沫性质等决定新拌混凝土工作性和硬化泡沫混凝土结构相关的因素的影响,各种因素之间的内在关系目前尚未摸清,有待于进一步的研究。

对于生产工艺,我国泡沫混凝土行业最热的产品莫过于泡沫混凝土保温板,但绝大部分企业使用的仍是小型推车,作坊式的生产工艺。生产装备自动化程度太低,不能适应高质量、规范化的市场需要。

3.应用领域发展不平衡

我国泡沫混凝土的主要应用领域仍是建筑保温,用量约占总用量的85%,而岩土工程用量8%,油田应用占2%,其他应用占5%。泡沫混凝土的其他优势没有完全发挥,浪费了这一优质性能的材料,应大力推进在多个领域的全面发展。

(二)发展前景与展望

我国泡沫混凝土行业已成功掌握了制作泡沫混凝土的核心技术,不仅适宜在国内建筑上大量应用泡沫混凝土,也适宜在海外建设项目上推广该技术、该材料。并且在泡沫混凝土的传统原材料替换、发泡剂和应用上会有突破,力争在空洞填充工程,路桥工程,耐火窑炉,钻井平台,房建工程,军事,声屏障有充分的应用。据统计,我国现有建筑面积420亿m2,每年城乡新建建筑面积近20亿m2,有140亿m2需要进行保温节能改造,共有近5万亿元人民币的市场。如此大的市场,在正确的市场经济调控下,泡沫混凝土行业必将又有一轮新的飞跃。

参考文献:

发泡混凝土 篇5

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

发泡混凝土 篇6

关键词:基础处理 轻质发泡混凝土 发泡剂

绪论:

本人现在就职于北京绿都基础设施投资有限公司工程一部,我们承担着各类工程的建设工作,包括房建、市政道路、管线等各类工程项目。作为项目的管理者,业主代表,需要对整个工程负责。我现在所管理的项目-平谷区再生水厂及再生水利用工程管线工程辛寨石河与河段附近发现有供水管线,该段不可以剧烈开挖与夯实回填,此时我就想到两年前在北京四方如钢混凝土制品厂时成功应用于南水北调中线京石段应急供水工程(北京段) 102、103号供水管线保护工程中的一种新型基础处理建筑材料-轻质发泡混凝土,我方正考虑将轻质发泡混凝土应用于平谷区再生水厂及再生水利用工程管线工程,现在我将详细介绍下轻质发泡混凝土和在102、103号供水管线保护工程中应用的情况,希望能为类似工程问题提供借鉴的作用。

1.轻质发泡混凝土的定义、特点

1.1轻质发泡混凝土的定义

轻质发泡混凝土是采用机械的方法将发泡剂水溶液制成泡沫,与必须的组分水泥基胶凝材料、水、及可选组分集料、掺和料、外加剂按照一定的比例混合搅拌,并经物理化学作用硬化形成的一种轻质材料。

1.2轻质发泡混凝土的特点

①轻质性,干体积密度可在200~1600Kg/m3内调节;

②强度的可调节性,度可在0.3~7.5MPa的范围内调整;

③高流动性;

④固化后的自立性;

⑤良好的施工性,浇筑时不需振捣和碾压作业,可进行远距离或在窄小空间内施工;

⑥耐久性;

⑦良好的隔热、隔音效果及抗冻融性能;

⑧具有良好的抗震性能,由于其轻质性,地基荷载越小,抗震力越强;

⑨轻质发泡混凝土吸收率较低。

2.工程实例

南水北调中线京石段应急供水工程(北京段) 102、103号供水管线保护工程

2.1工程概况

102、103号供水管线位于京保路东侧,两管线间距10.5米,管径分别为DN1200/DN1500,材质为螺旋焊接钢管。因PCCP主线施工单位在供水管线保护桁架未拆除的情况下用大型土方机械将供水管线回填,后经业主协调由PCCP主线施工单位将回填的土方挖除,但在管线开挖过程中供水管线桁架吊杆出现断裂,导致供水管线保护桁架丧失悬吊作用。目前供水管线周围土方已清至供水管线底部,供水管线处于稳定状态,由于目前正处于冬季,供水管线下部土方已经受冻,由于该回填土回填时间不长,密实度不高,造成地基承载力较低,容易在春天受冻土融化及雨水侵袭影响产生沉陷,严重影响南水北调管道上方长阳路102#和103#两条上水管线的使用和运营安全,管线距离南水北调管道管顶约2m。

根据建设单位要求,为保证施工质量安全,必须对沉陷区域回填进行处理,结合目前气候、环境、工期、质量、费用等因素,供水管线采用发泡轻质混凝土将供水管线周围土方进行换填,保证供水管线不出现下沉。

2.2工程实施方案

本工程采用浇筑发泡混凝土的方法,利用其轻质,减轻荷载, 对102、103号供水管线进行加固保护。根据轻质发泡混凝土密度与强度的关系曲线图(见下图表1),平衡密度与强度最佳状态,我方定以管线中线为界,下方为800容重,上方为600容重轻质发泡混凝土,终凝后的抗压强度可达到2MPa。轻质发泡混凝土与土体产生很好的结合性,从而做到无缝隙连接,达到原状土自密实,且压实系数可达到0.93,完全可以满足对102、103号供水管线进行加固保护的要求。

表1 轻质发泡混凝土的密度与强度值的关系列

2.3轻质发泡混凝土的原材料及配合比

2.3.1水泥

水泥是构成轻质发泡混凝土材料的主要胶凝材料,普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等均可作为泡沫混凝土的胶凝材料。轻质发泡混凝土是一种大水灰比的流态混凝土,采用普通硅酸盐水泥时,水泥完成水化的理论水灰比为0.227左右。由于发泡剂所产生泡沫的稳定时间有限,为了保证气泡不破碎就必须缩短胶凝材料的凝结时间,提高发泡混凝土的性能,本工程采用PO42.5R普通酸盐水泥为胶凝材料来制备轻质发泡混凝土。

2.3.2粉煤灰

粉煤灰在发泡混凝土里掺量比较大,一方面可以降低水泥用量减低水化热,防止硬化过程构件开裂或变形,同时还可以变废为宝,粉煤灰的最高掺量可达60%,在满足性能要求的条件下,大大降低了生产成本。

2.3.3发泡剂

传统发泡剂质量的好坏直接影响到发泡混凝土的质量,能产生泡沫的物质有很多,但并非所有能产生泡沫的物质都能用于泡沫混凝土的生产。只有发泡倍数够大、在泡沫和料浆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,才适合用来生产泡沫混凝土。本工程采用的为复合型发泡剂,与水稀释倍数为1:20左右,产生的泡沫稳定,也不易塌模。

2.3.4高效减水剂

聚羧酸盐为最新一代高性能减水剂,在各种高效减水剂中,它的性能最为优异。高效减水剂的用量一般在水泥量的1.0%~2.5%之间。它的化学结构含有羧基负离子斥力,以及多个醚侧链与水分子反应生成的强力氢键所形成的亲水性立体保护膜产生的立体效应,使它具有极强的水泥分散效果和分散稳定性。它的减水率高达30%~40%,在保持强度不变时节约水泥25%,在保持水泥用量不减时可提高混凝土强度30%以上。

2.3.5轻质发泡混凝土配合比

施工中严格按照试验配比进行操作,轻质发泡混凝土配比表见表2。

图3 现浇轻质发泡混凝土施工流程

2.4.1浆体材料的制备

胶凝材料采用水泥,掺合料为粉煤灰。因泡沫要向料浆体混合,故轻质发泡混凝土的生产首先要制备胶凝材料浆体。浆体制备前,胶凝材料与填充料等称量并输送至拌和机;同时水由计量泵侧送入拌和机,拌制出近似于膏状浆体,为加入泡做准备。

2.4.2 泡的制备

在胶凝材料浆体制备同时,发泡机已制成泡沫,准备加入搅拌机和浆体混合。在制泡沫前,应先将发泡剂计量后加水稀释,制成水稀释液。原状发泡剂不能直接加入发泡机发泡。

2.4.3 泡与胶凝浆体的混合搅拌和输送

泡沫和胶凝浆体分别制好以后,将泡沫和浆料使用ZJ-100型发泡混凝土自动化机械搅拌均匀,生产出泡沫浆体,打开泵体开关,直接输送至仓内卸料。

2.4.4 轻质发泡混凝土浇筑

轻质发泡混凝土按水平分层进行浇筑,当下填筑层终凝后方可进行上填筑层的填筑。分层厚度控制在60cm~80cm,太薄不利于单层轻质发泡混凝土的整体性,太厚容易引起下部轻质发泡混凝土中的气泡压缩影响容重,对施工操作也带来不便。轻质发泡混凝土填筑间隔每12h浇注一层为宜。浇筑时需从软管的前端直接开始,且软管出料口需埋入轻质发泡混凝土中。

附施工过程中的照片:

2.4.5 轻质发泡混凝土施工注意事项

①.避免在雨天浇筑:在泡沫混凝土尚未凝结硬化时,雨水会导致严重的消泡现象及水泥浆流失,使泡沫混凝土容重和抗压强度难以控制。

②.避免在高温天气施工:在高温天气施工时必须加强养护工作。

③.避免在负温下施工:在负温下施工时,应首选快硬硫铝酸盐水泥作为固化剂。为防止消泡现象产生,应避免使用早强剂、防冻剂等外加剂,如必须使用此类外加剂时,应事先通过试验确定外加剂品种及配合比,试验结果应包括表观密度、湿密度、流值、28d无侧限抗压强度。当时为3月初,北京天气还比较冷,我们采取在每天上午十点到下午五点进行浇筑,以保证轻质发泡混凝土的质量。

④.轻质发泡混凝土专用发泡剂应避免在负温下使用。如必须在负温下使用时,应使用电加热棒预热,并使用温度计连续测量,液体温度达到5℃以上时,方可投入搅拌。

2.4.6轻质发泡混凝土的养护

现场浇筑泡沫混凝土采用常规的自然养护法,由于当时气温比较低,所以浇筑完之后用草栅覆盖,以保证混凝土与室外温差不会太大。

2.5轻质发泡混凝土施工现场质量控制要点

工程的质量不但与技术相关,也与管理有着密切的关系,本人在绿都公司工作的这几年深深体会到了,管理给工程和工作带来的卓越成效。一套好的管理体系能给工作带来事半功倍的效果。

普通填土在正常情况下经过一段时间会慢慢变得稳定。相反,气泡混合轻质混凝土成品的质量如果不认真管理却会给使用带来长期的影响。因此,气泡混合轻质混凝土在质量管理方面比普通填土要重要的多。

轻质发泡混凝土的最大特点是具有流动性和轻重性。因此,在轻质发泡混凝土的质量管理方面,确认是否达到了规定的流动性和轻重性标准非常重要。

2.5.1原材料的质量管理

原材料的质量是轻质发泡混凝土质量好坏的关键,所以要严格控制气泡混合轻质混凝土中原料水泥、粉煤灰、水、发泡剂、减水剂的质量。

①.水泥:采用能达到所要求的等级、不过期、不受潮的水泥。

②.水:可采用一般工程用水,参照普通混凝土用水标准。不能采用对气泡混合轻质土的强度和耐久性有不良影响的含有垃圾和油污的水。

③.发泡剂:采用能保证发泡质量,并能确保轻质发泡混凝土的轻质性和流动性的发泡剂,保证浇筑后不塌模。

2.5.2搅拌及浇筑工程中的质量管理

和普通混凝土一样,轻质发泡混凝土在搅拌时的质量管理要求更高。因为在搅拌时的质量管理中要确保轻质发泡混凝土的流动性和轻质性,所以投料要准确,必须按照湿密度、空气量、流动值的标准进行控制。

湿密度是控制轻质发泡混凝土干密度最重要的步骤,所以再刚刚浇筑时及浇筑期间要不定时、多次检测,以保证轻质发泡混凝土的干密度。

2.5.3固化后的质量管理

检测龄期7d的抗压强度,然后根据7d的抗压强度与28d强度的线性关系判断28d强度。

①.轻质发泡混凝土强度

②.在进行轻质发泡混凝土顶面回填土方施工前,侧面回填土方的顶面不得低于轻质发泡混凝土顶面;

③.轻质发泡混凝土层浇注完成后7d内,严禁直接在轻质发泡混凝土顶面行驶车辆和其他施工机械。路面施工必须在顶层泡沫砼养护7d以后进行;

④.如果在轻质发泡混凝土内有后埋管线,在开挖沟槽时对钢丝网应进行切割,防止大范围破坏钢丝网。

结束语

该低密度轻质发泡混凝土的强度能较好地控制在设计要求的范围内,质轻的特性较好的又为工程减小自重,自密实无需夯实,成功解决了102、103号供水管线保护工程的难点,且经济、实用,截止目前状况良好。轻质发泡混凝土在该项目的成功应用为类似工程的基础处理堤供了一种新的借鉴经验,为我们管理的项目中碰到基础处理时就可以优先推荐轻质发泡混凝土。

参考文献:

[1]平,气泡混合轻质填土先技术 1-10,100-104;

发泡混凝土 篇7

关键词:节能;新型

中图分类号:TE08文献标识码: A

目前我国经济的发展和节能政策的推行,建筑节能材料的开发和应用受到了越来越多的重视。泡沫混凝土是采用发泡剂通过机械制出泡沫,再将泡沫加入胶凝材料浆体,制成泡沫料浆,然后成型或现浇,最终养护形成微孔轻质的材料,泡沫混凝土不仅具有生产工艺简单、投资规模小、轻质减震、保温隔热好的特点,而且能够制成各种样式的预制品,满足各种形体的需要,在房屋建筑施工中应用的越来越广泛。本试验通过对泡沫混凝土的物理力学性能进行试验研究,为建筑节能材料的发展提供依据。

一、试验方法

本试验根据《水泥胶砂强度检验方法》,分为胶凝材料浆体制备、泡沫制备、浆体和泡沫混合三个步骤来制备和养护泡沫混凝土,设定基准混凝土设计密度为 650 kg/m³,由水泥、粉煤灰和水配制而成,采用工程中常用配合比水泥∶粉煤灰∶水 =40∶30∶30,泡沫混凝土试块大小为 150 mm×150 mm×150 mm,试验分为泡沫混凝土基本物理力学性能改性试验和轻质高强泡沫混凝土配制试验两部分,泡沫混凝土物理性能测试、试块抗压强度试验均按规范规定进行,且每组试验采用三个试件,取平均值作为试验结果。

泡沫混凝土基本物理力学性能改性试验;在泡沫混凝土制备过程中由于发泡剂所产生泡沫的稳定时间很有限,为了保证气泡不破碎就必须缩短胶凝材料的凝结时间,本试验主要研究促凝剂对泡沫混凝土浆体的凝结和稠化性能的改善作用,促凝剂掺量范围为 0~5%,记录测出的泡沫混凝土的凝结时间;泡沫混凝土浆体需水量较大,待浆体凝结硬化后产生大量的微裂缝和孔隙,将会影响泡沫混凝土的强度,本试验主要研究高效减水剂的减水效果和对泡沫混凝土强度的改进作用,减水剂掺量范围为 0~3%,采用先掺法施工,记录泡沫混凝土的减水率和 28 d 的抗压强度值;泡沫混凝土浆体成型时容易产生泌水、离析、分层、冒泡甚至塌模的情况,通过加入高分子添加剂,来研究高分子添加剂聚丙烯酰胺对泡沫混凝土稠度、流动度和保水性的改善作用,聚丙烯酰胺液体浓度变化范围为 0~2 g/L,测定泡沫混凝土的流动性、黏聚性和保水性表现。

轻质高强泡沫混凝土配制试验;泡沫混凝土中引入泡沫越多,孔隙率就越大,其质轻、保温、隔音的效果就越好,但是强度也随着降低,针对强度低的问题,本试验在保证泡沫混凝土特殊性能的前提下,设计密度仍为 650 kg/m³,通过加入硅粉、超细粉煤灰、聚丙烯纤维等外掺料,加入减水剂、促凝剂和高分子添加剂等外加剂,调整各组分的配合比,得出轻质高强的泡沫混凝土的配制方法,其试验方案如表 1 所示。

表1 高强泡沫混凝土试验配合比方案

注:上述试验中聚丙烯纤维、减水剂、促凝剂百分比均代表所占水泥密度的百分比含量,超细粉煤灰为磨细的平均粒径为 3.5的粉煤灰粉末,高分子添加剂为微量掺入。 泡沫混凝土试块成型后,放入标准养护箱中养护,定时取出进行 7、28 d 抗压强度试验,并测定混凝土试块的导热系数值,记录下数据。

二、试验结果及分析

泡沫混凝土基本物理力学性能改性试验结果及分析(1)促凝剂对泡沫混凝土浆体凝结效果的试验结果分析;

表2促凝剂对泡沫混凝土凝结时间影响

从表 2 中可以看出,随着促凝剂含量的增加,泡沫混凝土的初凝时间和终凝时间都逐渐缩短了,当促凝剂百分比为5%时,初凝时间和终凝时间均小于 30min,比不加入促凝剂时时间缩短了 90%左右,显示了很好的促凝效果,根据泡沫混凝土配制的要求,要求其初凝时间最好小于 45min,终凝时间最好小于 3h,另一方面为了操作时间的需要,初凝时间一般要大于 30min,综合来看,当促凝剂的掺量为2%时最适宜。(2)减水剂的减水效果试验结果分析;

表3减水剂对泡沫混凝土性能影响

图1 减水剂对泡沫混凝土强度影响

从表3和图1中可以看出,随着减水剂含量的增加,泡沫混凝土试件 28d的抗压强度呈现先增加后减少的趋势,当减水剂掺量为 2.5%时,试件的强度达到最大的 7.91 MP a,而没有加入减水剂的混凝土试件的 28 d 抗压强度最低,只有 3.41 MP a,此外随着减水剂掺量的增加,减水效果也越明显,减水剂掺量为 3%时减水率达到了 33%,这样能保证浆体的均匀性,可以有效地节省水泥用量,或在水泥用量不变时提高泡沫混凝土强度,但随着减水剂掺量的增加会起到一定的缓凝作用,可能导致泡沫在水泥硬化前破灭,从而导致泡沫混凝土的强度有所降低,从强度和费用两方面考虑,减水剂掺量为2.5%时较为适宜;(3)高分子添加剂改性泡沫混凝土物理性能试验结果分析;

表4高分子添加剂改性试验结果

从表 4可以看出,少量的聚丙烯酰胺就可以大幅度的增大泡沫混凝土的黏稠度,提高混凝土的黏聚性和保水性,这是因为聚丙烯酰胺是很好的增黏剂和稳定剂,它可以提高泡沫混凝土的黏度,改善泡沫的分散状况和形态,延长泡沫的寿命,保持整个浆体的稳定,从而在一定程度上防止了分层离析,从泡沫混凝土流动性需大于 200 mm 的角度出发,考虑黏聚性和保水性的影响,选择聚丙烯酰胺溶液浓度为 1 g/L 较好。

参考文献

[1]蒋冬青。泡沫混凝土应用新进展[J].中国水泥,2003。15 (3) : 46-48

发泡混凝土 篇8

关键词:混凝土;建筑墙体;气泡;施工

我国是世界最大的水泥生产国,混凝土工程量也居世界之首,近年来对于混凝土技术研究虽然发展较快,但经调查,混凝土表面的气泡消除却存在较少研究。目前,混凝土表面出现的气泡,引起了建设单位、监理单位、商品混凝土供应单位以及施工单位多方的扯皮纠纷时有发生,每年发生的频率无法统计。

在混凝土应用技术规范中规定,当混凝土含气量每增加1%时,28天抗压强度下隆5%。但若是加入优质的引气剂,可以在混凝土中形成直径20-200μm的微小气泡,使气泡不仅分布均匀而且密闭独立,在混凝土施工过程中有一定的稳定性。从混凝土结构理论上来讲,直径如此小的气泡形成的孔隙属于毛细范围或称无害也、少害孔,它不但不会降低强度,还会大大提高混凝土的耐久性。而当混凝土表面的气泡大于以上标准时,对混凝土将会带来不利影响。

现就建筑墙体表面气泡的成因与防治问题进行分析。

一、混凝土表面气泡产生的原因

引起混凝土结构表面气泡的原因较多,也较复杂,但经过归纳,在施工中产生气泡的最主要原因是由于材料、施工方法不当所造成的。

(一)原材料使用不当

根据骨料级配密实原理,在施工过程中,如果使用材料本身级配不合理,粗骨料偏多,细骨料较少,碎石材料中针片状颗料含量过多,以及在生产过程中实际使用砂率比试验室提供的砂率要小,此时细粒料不足以填充粗集料之间的空隙,导致集料不密实,形成产生气泡的自由空隙。另外水泥的多少和水灰比的大小,也是导致气泡产生的重要原因。在试验室试配混凝土时,考虑水泥用量主要是针对强度而言,如果在能够满足混凝土强度的前提下,一定限度内增加水泥用量,减少水的用量,气泡会减少,但如果不减少水的用量,气泡数量是否减少不确定,但同时也增加了混凝土的粘度,影响了搅拌混凝土时产生气泡的排出,而水量较多也使自由水较多易形成气泡。在水泥用量太少的混凝土拌合物中,由于水化反应耗费用水较少,使得薄膜结合水、自由水相对较多,从而让水泡形成的几率增大,这便是用水量较大,水灰比较高的混凝土易产生气泡的原因所在。再者掺合料的多少也会直接导致气泡数量的增减,当混凝土中水泥的含量可以保证混凝土的强度时,用掺合料代替部分水泥,可以改善混凝土的和易性而造价会大大降低,活性料还对强度有一些提高,适量的掺合料能改善混凝土的和易性,形成的胶合料能填塞骨料间的空隙,减少气泡的产生;但掺加过量的掺合料会导致混凝土的粘度增加,影响气泡的排出,故商品混凝土中掺合料较多是导致气泡产生的原因;试验结果表明,减水剂ZB-1A掺量0.7%的混凝土表面气泡数量是不掺减水剂的混凝土的3.5倍,而且掺量越大影响越明显。

(二)施工方法不当

《混凝土泵送技术规程》(GB/T10-95)中规定“混凝土浇注分层厚度,宜为300~500 mm”但是在实际施工时,往往浇注厚度都偏高,由于气泡行程过长,即使振捣的时间达到要求,气泡也不能完全排出,这样也会造成混凝土结构表面气泡。

振捣工艺不当,混凝土振捣不充分;由于设计断面尺寸比较小,截面变化处不容易振捣,气泡不易逸出。

墙体内大型预留洞口底模未设排气孔,混凝土对称下料时产生气囊,或钢制模板封闭太严,表面排气困难。

不合理使用脱模剂,新拌混凝土结构面层的气泡一旦接触到粘稠的脱模剂,即使合理的振捣,气泡也很难沿模板上升排出,直接导致混凝土结构表面出现气泡。

二、产生的气泡对混凝土结构的危害

这里所说的危害不能一概而论。实验证明当混凝土中气泡的粒径在30—50nm以下时,或当混凝土的含气量在4%以内时,这些气泡对增加混凝土的耐久性、抗冻性、抗掺性是有极大的好处的。当混凝土中通过引所剂的作用产生了很多微小的气泡后,会使混凝土在地震的作用下减少混凝土的脆性而增大混凝土的韧性。所以不能因为掺加了引气剂而所产生的气泡均归罪与它是不公的。

降低了混凝土结构的强度。由于气泡较大,减少了混凝土的截面体积,致使混凝土内部不密实,从而影响了混凝土的强度。

降低了混凝土结构的耐腐蚀性能。由于混凝土表面出现了大量的气泡,减少了钢筋保护层的有效厚度,加速了混凝土表面碳化的进程,严重的影响了混凝土的外观。

三、混凝土表面气泡的防治措施

从设计上控制水灰比和外加剂中引气剂的含量

在满足施工要求坍落度的情况下,尽量减小水灰比,同时控制外加剂中引气剂的含量不得大于规范规定的范围,使混凝土中的含气量:一般混凝土控制在4% 以内,高标号混凝土如C50—C60混凝土控制在3%以内。而水灰比越小,产生的气泡会越少。

原材料上控制引气剂的质量和含量

外加剂中引气剂的质量对混凝土表面产生的气泡有着本质的影响。俗话说,治标应治本。所以对高标号、高性能混凝土我们一定要选用引气气泡小、分布均匀稳定的引气型外加剂。尽量少用含松香类型的引气剂,因为这类引气剂掺入后产生的气泡较大。

从混凝土生产中解决产生气泡的原因

如前所述,混凝土的不均匀搅拌会导致外加剂在混凝土中的不均匀分布,从而起不到外加剂的作用。特别强调的是:有的商品混凝土从出厂到施工现场需要很长的运输时间,这时由于有的坍损较大,有的厂家技术员利用外加剂进行二次调配,在这种情况下一定要加强混凝土的搅拌均匀。

从施工工艺上来减少气泡的产生

实践证明,从模板的脱模剂上来消除混凝土表面的气泡会起到很好的效果。目前在市场上已经有很多单位研制出了具有消泡化学成分的脱模剂,这种消泡型的脱模剂在使用后,当混凝土产生的气泡与模板表面脱模剂中所含的消泡剂相遇后,消泡剂会立即破灭或由大变小,由小变微,使混凝土表面起到极其平滑致密的效果。另外,实践还证明,当采用表面光滑的模板时产生的气泡少,当采用表面粗糙的模板时产生的气泡就会多一些。因此在选定施工方案或模板材料时,尽可能地选用优质、表面光滑的模板材料。

从施工方法上来解决产生气泡的原因

在混凝土的施工过程中,我们应注意:应分层布料,分层振捣。分层的厚度以不大于50cm为宜。否则气泡不易从混凝土内部往上排出。同时应注重混凝土的振捣,严防出现混凝土的欠振、漏振和超振现象。

采用后天补救的方法来解决已产生的表面气泡

经实践证明,采用与商品混凝土同品种、同标号、同配比的水泥和粉煤灰配制后,对商品混凝土构件表面所产生的细微气泡进行填补,会起到色泽一致、强度要求相当的效果。但填抹时,应在混凝土构件刚拆模时进行,这样当填抹的水泥粉料填入混凝土表面的气泡中时,粉料会吸入混凝土内部的多余水分或是利用给混凝土养护的水分来自身发生水化、固化反应,从而基本达混凝土原设计的强度。对较大缺陷的气泡修补应采用混凝土原浆进行修补,但需经建设单位和监督部门验收认可后方可进行。

结束语

在很多全现浇剪力墙结构墙体工程的施工中,按照以上控制措施对混凝土原材料、模板、脱模剂的选择,混凝土粘稠度、和易性及其浇筑振捣等方面进行了严格控制,通过对结构工程的跟踪检查,证明有效控制了混凝土表面气泡的大小和间距,达到了清水混凝土的效果。

参考文献

[1] 陈肇元,《混凝土结构的耐久性设计方法》

[2] 尤启俊,《引气对混凝土强度影响的认识误区》

发泡混凝土 篇9

关键词:泡沫混凝土简介生产工艺应用现状发展

一、泡沫混凝土的简要介绍

泡沫混凝土是利用物理方法制备泡沫, 再将泡沫加入到胶凝材料、粉煤灰、填料、水及各种外加剂组成的料浆中, 经搅拌、浇注成型、养护而成的多孔轻质材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭孔隙, 所以有轻质、保温、隔热、耐火及隔音的性能。

泡沫混凝土的制作方式分为两种: 一种是现场制备, 就是现浇,也可以集中制备, 用混凝土罐车长距离送到现场浇注; 另一种是在工厂预制成各种建筑构件及制品, 再用于建筑物的施工。

在建筑工程中, 建筑物墙体各部分由于自重的不同, 在施工过程中产生的自由沉降差, 设计要求在建筑物自重较低的部分, 其基础须填软材料作为补偿地基使用, 而且必须满足以下几个条件:

1、本身的成塑性较好, 能准确控制厚度;

2、材料的强度能严格控制在设计的范围中;

3、有足够的压缩量。

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

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。

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。

3、泡沫混凝土补偿地基

现代建筑设计与施工越来越重视建筑物在施工过程中的自由沉降。由于建筑物群各部分自重的不同,在施工过程中将产生自由沉降差,在建筑物设计过程中要求在建筑物自重较低的部分其基础须填软材料,作为补偿地基使用。泡沫混凝土能较好地满足补偿地基材料的要求。例如,在北京团结湖大厦的部分基础中,现场浇注了厚度为150mm、抗压强度在0.10±0.02Mpa,密度小于200 kg/m3泡沫混凝土,取得了良好的效果。据现场测试,此种低密度泡沫混凝土的强度可很好地控制在设计的范围内,且具有良好的压缩性。

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、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1200 kg/m3左右的贫混凝土填层,平均厚度为0.05m;如对隔热性要求很高,则采用密度为500 kg/m3的贫混凝土填层,平均厚度为0.1-0.2m。

7、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。

8、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撑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。泡沫混凝土的使用密度为800-1000 kg/m3。

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