輕質混凝土又稱為發泡水泥、泡沫混凝土等,是一種利廢、環保、節能、低廉且具有不燃性的新型建筑節能材料。泡沫混凝土是通過化學或物理的方式根據應用需要將空氣或氮氣、二氧化碳氣、氧氣等氣體引入混凝土漿體中,經過合理養護成型,而形成的含有大量細小的封閉氣孔,并具有相當強度的混凝土制品。泡沫混凝土的制作通常是用機械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫,再將泡沫加入到含硅質材料、鈣質材料、水及各種外加劑等組成的料漿中,經混合攪拌、澆注成型、養護而成的一種多孔材料。
一、特點
① 輕質高強
泡沫混凝土密度小,常用泡沫混凝土的密度等級為300—1200kg/m3,相當于普通混凝土的1/5—1/10.抗壓強度大于0.25Mpa,可根據建筑物設計要求生產出不同強度的泡沫混凝土產品。在建筑物的內外墻體、層面、露面、立柱等建筑結構中采用該種材料,一般可使建筑物自重降低25%左右,有些可達結構物總重的30%-40%。近年來,密度為 160 kg/m3的超輕泡沫混凝土也在建筑工程中獲得了應用。由于泡沫混凝土的密度小,可顯著降低建筑物自重,提高構建的承載能力,增強建筑物的抗震能力。因此,在建筑工程中采用泡沫混凝土具有顯著的經濟效益。
② 保溫隔熱
由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細小孔隙,熱工性能良好,密度等級300—1200kg/m3范圍的泡沫混凝土,導熱系數為0.06—0.3W(M.K)之間,采用泡沫混凝土作為建筑物墻體及屋面材料,具有良好的保溫節能效果。
③ 隔音、防火性能佳
泡沫混凝土屬多孔材料,吸引能力0.09-0.19%,具有良好的隔音性能,在建筑樓層和高速公路隔音板、地下建筑頂層等領域,均可采用該材料作為隔音層。泡沫混凝土區別于傳統隔音材料,無機、不燃,從而具有良好的防火性,可提高建筑物的安全防火性能。
④ 低彈抗震
泡沫混凝土的多孔性使其具有較低的彈性模量,從而使其對沖擊力載荷具有良好的吸收和分散作用。同時泡沫混凝土輕質高強的特性,可有效減低建筑物的荷載20%--40%,建筑物荷載越小,抗震能力越強。
⑤ 施工速度快
現場澆注,機械化施工,其施工速度比聚苯乙烯泡沫塑料板快1/3 。
二、泡沫混凝土的原料
① 膠凝材料
膠凝材料是泡沫混凝土不可缺少的主要原料之一,起粘結作用,根據用途膠凝材料可選用硅鈣質材料、菱鎂材料、石膏材料,其中硅酸鹽水泥是泡沫混凝土最常用的膠凝材料。不同標號的水泥凝結強度和凝結時間不同,即使同標號的水泥,由于生產廠家不同,其組成也有差異,因此原則上講,對同一種膠凝材料,在小試的基礎上才能大規模施工。
② 發泡劑
發泡劑是起泡劑、穩泡劑、縛水劑等助劑的總稱(復合發泡劑包含以上幾種助劑)。起泡劑是能夠發生化學反應并產生氣體的物質。穩泡劑是指具有穩泡作用的表面活性劑,如十二烷基苯磺酸鈉、水解蛋白質等??`水劑等助劑是指那些能夠與表面活性劑親水端通過氫鍵相互作用,并強烈吸附水分子與氣泡表面的物質,如聚丙烯酰胺、阿拉白膠等。
③ 集料
集料根據用途及相當資源情況,可選用粉煤灰、礦渣粉、沙子、石粉、陶粒、浮石、膨脹珍珠巖等(也可不加)。其中粉煤灰和礦渣粉屬廢物利用,符合國家產業節能政策,最具應用開發價值。
④ 添加劑
添加劑包括減水劑、穩定劑、促凝劑、早強劑、防水劑等,可根據泡沫混凝土的用途和施工條件進行添加(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來定量,一般使用的純水泥泡沫混凝土比較多,容重主要來源于水泥。不過,現在有很多地方已經開始加入些輕集料等輔料提高產品性能。
三、配方
水泥泡沫混凝土的配方千變萬化,是不可能完全相同的。真正適用的配方應根據配合比的設計方法,針對各自的具體情況來設計,而不能照搬任何一處配方。但為了大家在配方設計或生產時作為參考,這里列舉幾個水泥泡沫混凝土的配方(每立方米用量)。
1、密度800kg/m3水泥泡沫混凝土配方
① 普通硅酸鹽水泥(42.5級) 600kg
粉煤灰(一級) 80kg
河砂 120kg
聚羧酸高效減水劑 6kg
促凝劑C5 12kg
料漿穩定(5%液劑) 30kg
泡沫 適量
活性水 適量
② 普通硅酸鹽水泥(42.5級) 500kg
礦渣微粉(比表面積400m2/kg) 200kg
河砂 100kg
FND高效減水劑 5kg
促凝劑C5 10kg
料漿澆筑穩定劑(7%液劑) 15kg
泡沫 適量
活性水 適量
2、密度650kg/m3泡沫混凝土配方
① 普通硅酸鹽水泥(42.5級) 585kg
粉煤灰(一級) 65kg
聚羧酸高效減水劑 5kg
促凝劑C5 13kg
料漿穩定(5%液劑) 30kg
泡沫 適量
活性水 適量
② 雙快硅酸鹽水泥(42.5級) 550kg
硅灰 90kg
廢聚苯乙烯泡沫顆粒 10kg
聚合物 3kg
料漿穩定劑(5%液劑) 30kg
泡沫 適量
活性水 適量
3、密度500kg/m3泡沫混凝土配方
① 普通硅酸鹽水泥(42.5級) 400kg
磨細礦渣微粉(比表面積450m2/kg) 100kg
礦渣活化促凝劑F-11 2kg
料漿穩定劑(4%液劑) 25kg
泡沫 適量
活性水 適量
②快硬硅酸鹽水泥(42.5級) 350kg
一級或二級粉煤灰 120kg
石灰 20kg
石膏 6kg
粉煤灰活化劑F-12 3kg
聚合物 3kg
料漿穩定劑(5%液劑) 20kg
泡沫 適量
活性水 適量
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