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現澆泡沫混凝土施工需注意的要點

發布時間:2015-01-14 關鍵詞: 分類:知識資源 信息來源:www.hki1.net

泡沫混凝土作為一種新型材料,具有保溫隔熱,兼具防水,防火等性能。由于其施工簡單,保溫隔熱性能良好,作為現有隔熱材料陶粒的替代品被廣泛運用在工程項目中。其基本原理是利用混凝土中封閉氣孔達到保溫隔熱的效果。表1為正常養護條件下,普通混凝土與泡沫混凝土物理力學性能的比較。

泡沫混凝土與普通混凝土性能比較
?項目??泡沫混凝土??普通混凝土?
?干密度[kg/m3]?400~1600??2200~2400??
?抗壓強度[MPa]?0.5~10.0???30~80?
彎曲強度?[MPa]?0.1~0.7???3.0~8.0?
?彈性模量[GPa]?0.30~1.20??20~30?
?干燥系數[×10-6]??1500~3500?600~900??
導熱系數[W/(m·K)]???0.11~0.30??≈2.0?
抗凍融性[%]???90~97??90~97?
?新拌流動性[mm]??>200?≈180??

????通過資料收集,專家已經對這種新型材料在實際運用進行調查研究,發現了一些問題,而這些問題值得我們注意:一是泡沫混凝土強度偏低。體積密度為800—850?kg/m2的泡沫混凝土的抗壓強度嚴重偏低,一般低于2.0?MPa,有的甚至不足1.0?MPa。二是開裂、吸水。硬化泡沫混凝土表面開裂、吸收大量外來水分。三是防水層的設置。是否采用倒置式防水。如果這些問題不能有效地解決,泡沫混凝土的效果將會受影響。?
????一、影響泡沫混凝土強度的因素及改善途徑?
????泡沫混凝土中氣孔的引入一方面是賦予其普通混凝土所沒有的輕質、隔音、保溫、高流動性等性能,但從結構和力學的角度看,同時也引入了大量的缺陷,從而導致硬化泡沫混凝土強度的大幅度降低。由于泡沫混凝土中的孔隙率一般高達50%-70%,而且孔徑主要為10μm以上,因此,泡沫混凝土的強度大大低于普通混凝土的強度。與普通混凝土一樣,泡沫混凝土的強度并不是一個固定的數值,不同的膠凝材料種類、水泥用量、混凝土配合比、水灰、泡沫用量(即不同的體積質量)、發泡劑、養護制度以及其它外加劑的采用與否等都影響泡沫混凝土的強度。?
????(一)配合比的影響?
????泡沫混凝土的制作主要是以水泥、發泡劑為主料,有時可能加入一些混合材料(如硅灰、礦渣、粉煤灰等),還有可能加入細集料(砂子)加入不同的材料對泡沫混凝土的影響也是不一樣!第一種情況僅以水泥和發泡劑的主料,不加其他輔料。這種情況相對比較簡單,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凝土時,需要選擇高強度等級的水泥。而第二種情況是加入混合材料:混合材的加入會導致泡沫混凝土早期強度的顯著降低,而對后期強度的影響并不大。如果添加適當的強度激發劑,則早期強度的降低幅度可以得到減緩。另外,如果采用超細混合材時,如硅灰、超細磨礦渣粉,則強度降低不大,有時甚至反而有所增大。第三種情況是摻用砂子作細集料,泡沫混凝土的強度原則上也會發生不同程度的降低,但是砂子的摻用對提高硬化泡沫混凝土的體積穩定性、減小收縮將十分有利。實際施工中往往以同時摻用混合材和砂子的情況為最多見,因此,泡沫混凝土的配合比存在一個適宜的范圍,需要根據試驗確定。?
????(二)水灰比的影響?
????如僅從硬化泡沫混凝土的內部結構變化分析,水灰比的增加必然導致泡沫混凝土強度的降低。但是,大量的實驗已證明,當水灰比在一定的范圍內增加時,泡沫混凝土的強度不但不降低,反而表現出提高的趨勢。?
????泡沫混凝土的制備與普通混凝土不同,它存在一個泡沫引入的過程。為了較好地在這個過程中將泡沫均勻引入到水泥漿料中并完好均勻地分布于泡沫混凝土體系,要求水泥漿料具有良好的流動性。較高的成型水灰比恰好是保證水泥砂漿具有良好的流動性的必要條件。相反,如果在低的水灰比條件下,采取適當的技術措施保證漿料具有良好的流動性,也可制備出高強度的泡沫混凝土。實際上,當試圖控制泡沫混凝土的水泥用量的體積密度不變時,其中的砂子和泡沫的含量必然減少,致使硬化泡沫混凝土孔隙率降低,這也是導致(如圖1)水灰比增大時泡沫混凝土強度提高的重要原因之一。?
????(三)體積密度的影響?
????泡沫混凝土的體積密度越小,強度就越低,這一現象與泡沫的引入有關。理論和實驗都證明,泡沫混凝土的強度與其內部的孔隙率之間存在以下數學關系:?R?=R0?exp(-k?ε)(1)?式中:R-孔隙率為ε的泡沫混凝土的抗壓強度(MPa);?R0-孔隙率為0的假想混凝土的抗壓強度(MPa);?k一與所用材料和制備條件等因素有關的比例系數。?
????如果用p表示泡沫混凝土的密度,則根據密度與孔隙率之間的關系,便可以將上式寫為:?R?=R/?exp(-k/?p)?(2)?式中:R-密度為p的泡沫混凝土的抗壓強度,MPa;?R/-密度為最大時(對應孔隙率為0)的假想泡沫混凝土的抗壓強度,MPa;?k/-與所用材料和制備條件等因素有關的比例系數;?值得指出的是,密度一定的泡沫混凝土,當配合比、水灰比等其它工藝條件改變時,強度可能在一個較大范圍內變動。?
????(四)養護制度的影響?
????早期養護制度對泡沫混凝土的強度發揮和最終強度至關重要。泡沫混凝土成型水灰比較大,所以,要加強早期養護和保水,防止水分過早散失。這不僅對泡沫混凝土的強度發揮具有重要意義,對防止硬化混凝土開裂也非常重要。?
????(五)外加劑的影響?
????泡沫混凝土使用的外加劑主要包括水泥強度激發劑、減水劑和發泡劑等。水泥強度激發劑主要是在水泥混合材料中采用,這樣可以減輕泡沫混凝土早期強度降低的程度,但是,使用激發劑往往會降低泡沫混凝土的最終強度?
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(見圖2)。但是,因為減水劑的價格比較貴而且有些減水劑與發泡劑在某些性能方面有相反的作用。所以減水劑的種類和添加量必需由試驗確定。?
????發泡劑對泡沫混凝土強度的影響體現在泡沫的尺寸、均勻性(尺寸均勻性和分布均勻性)、泡沫的穩定性、發泡能力(泡沫密度或單位泡沫攜水量)。要求發泡劑的發泡能力強、密度低、單位攜水量小,泡沫牢固、細小、在混凝土中分布均勻。要研究開發和使用對泡沫混凝土副作用小、發泡能力大、泡沫強度高的新型高效發泡劑。?
???(六)提高泡沫混凝土強度的技術途徑?
由上述分析不難看出,提高泡沫混凝土的強度主要可以考慮以下幾個技術途徑:?
????(1)選擇適宜的配合比;?
????(2)使用高效減水劑并控制適宜的低水灰比;?
????(3)采用優質高效發泡劑;?
????(4)加強泡沫混凝土的早期養護

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