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水泥发泡剂掺入量对泡沫混凝土性能的影响
来源:www.nxbysx.com 发布时间:2021年12月02日
水泥发泡剂掺入量对泡沫混凝土性能的影响

近年来,在我国墙体材料的改革与建筑节能政策的推动下,节能保温型材料的开发和应用受到越来越多的关注 无机保温材料保温效果达不到节能标准,有机保温材料虽然节能效果好,但存在耐火性差、与墙体之间粘结性 不好、环境污染等问题。泡沫混凝土独特的结构特性赋予其物理力学性能和使用功能,是集节能、保温、 隔热、轻质、耐火等性能为一体的多功能材料,在建筑节能领域发挥着越来越重要的作用,有望成为未来建筑保温的主导材料。泡沫混凝土是一种多孔材料,对发泡剂的质量要求也很高。

泡沫混凝土

一 泡沫混凝土特性:
(1)隔热防火性能好。由于泡沫混凝土属于多孔轻质材料,可用于楼层的向阳隔热层和沿公路一侧的隔音层。 同时在防火、防水性能方面也具有良好的效果,而且可充 分利用废弃材料、节省耕地和能源、降低成本。将胶液和松香碱液与自制防水剂按等比例混合后制得复合 发泡剂,制备的泡沫混凝土在防水、隔热性能都有显著提 高。以谷类蛋白发泡剂制得轻质泡沫混凝土,在隔音、保 温性能上也取得良好效果。
(2)质量轻、密度小。泡沫混凝土的密度一般为 100~1200 kg·m-3,比常规的建筑材料降低自重 30%左右,可降 低结构和基础的造价,具有很好的抗震性能。研制的轻质发泡剂混凝土保温隔热性良好,容重较高密度硫 铝酸盐泡沫混凝土减轻50%。刘佳奇利用烃类表面活性和蛋白质研制发泡剂,同样制得轻质泡沫混凝土,并且具 较好的耐久力。Lewis等研制了密度的泡沫混凝土,其泡沫剂主要成分为多种阴离子表面活性剂的复配。

(3)热工性能好。泡沫混凝土内含有众多独立、不贯通的细小孔洞,热工性能良好,通常导热系数在 0.08 ~ 0.3W·m-1·K-1 之间,其保温隔热隔音效果明显。


二 实验部分

1.制备原蛋白质发泡剂制备原料:羊蹄角(烘干、粉碎,粒径<1 mm)、Ca(OH)2、十二烷基硫酸钠、明胶;NaOH、洗洁精为工业级。


沫混凝土制备原料:水泥(在普通硅酸盐水泥中掺入 少量的高铝水泥来调整水泥浆的凝结时间)、矿物材料、粉 煤灰。


2.实验仪器

天平、研钵、250 ml 圆底烧瓶、漏斗、搅拌器、模具 养护箱、干燥箱、量筒。


3.实验步骤
  动物蛋白发泡剂的制备
  1.将 20 g 羊蹄角粉与 2.25 g Ca(OH)2  放置于 250 mL 圆 底烧瓶中,加入 150 mL 自来水。在 100  ℃下反应 6 h 后 过滤得澄清发泡剂母液,在其中加入 0.2%明胶,使用时将 50 mL 发泡剂母液与 50 mL 自来水混合使用。
   泡沫混凝土的制备
   采用泡浆分开混合法。
(1)量取自制蛋白发泡剂 100mL 于 1 000 mL 烧杯中,在高速搅拌器下搅拌制成泡沫;
(2)同时将水泥、高铝水泥、粉煤灰、矿物材料、外加剂 等混合原料在搅拌机内先干拌均匀,再加入水搅拌 3 min

(3)将泡沫缓慢倒入混合料内继续搅拌 5 min,保证泡沫 均匀分布在混合料中;(4)将制得的料浆注模,放入 标准养护箱养护,12 h 后脱模,再放入标准养护箱养护。 养护 10 d 之后,测其性质。


4.干容重的测试

将标准养护 10 d 的砌块放入干燥箱中,以 60  ℃保温12 h,再以 80  ℃保温 12 h、以 105  ℃烘干至恒重 G取出量取砌块尺寸计算体积 V,重量与体积之比即为各砌块的干容重。


5.稳定剂的作用

其它条件不变,分别在泡沫混凝土中加入不同浓度的 稳定剂,测其发泡倍率及单位时间的泌水量。


6.泡沫混凝土抗压强度的测试

混凝土砌块依照 GB/T17671-1999(ISO679: 1989)《水 泥胶砂强度检验方法》制备、养护,到相应龄期取出砌块 测定抗压强度。


7.泡沫混凝土吸水率的测试

将做好的不同发泡剂掺入量的泡沫混凝土砌块(质量 为 G0)烘干后放入 25 ℃恒温水槽中保持 24 h,用湿布抹 去水分立即称重为 G1,吸水率按下式计算:吸水W(wt%) = (G1 -G0)/G0


三 结果与讨论

1.发泡剂掺入量对泡沫混凝土干容重、抗压强度、 吸收率,随着发泡剂掺入量的 增加,泡沫混凝土的干容重和抗压强度也随之下降,吸水率呈现增大的趋势。当发泡剂掺入量增加,高速制泡产生的微气泡量越多,在水泥料浆中产生的微细闭合气泡量亦越多,故体积增大,容重和抗压强度下降,吸水率增大。 因此,考虑到泡沫混凝土的不同性能,发泡剂的掺入量应 有一定限制。


2.稳定剂的作用测试结果与分析的微气泡量越多,在水泥料浆中产生的微细闭合气泡量亦越多,故体积增大,容重和抗压强度下降,吸水率增大。 因此,考虑到泡沫混凝土的不同性能,发泡剂的掺入量应有一定限制。


3.稳定剂的作用测试结果与分析微气泡量越多,在水泥料浆中产生的微细闭合气泡量亦越多,故体积增大,容重和抗压强度下降,吸水率增大。 因此,考虑到泡沫混凝土的不同性能,发泡剂的掺入量应有一定限制。


4.稳定剂的作用测试结果与分析,在水泥发泡剂使用中,稳定剂起着不容忽视的作用。水泥发泡剂往往和稳定剂复配使用。稳定剂一般为胶类物质。胶类分子在水溶液中,可使其溶液在流动时产生较大的内部磨擦,使溶液有较高的粘度。正因为胶使液体的粘度增加,这便增加了泡沫的液膜粘度,可以增加液膜表面强度,延缓了液膜破裂时间,增加了泡沫的稳定性。


另外,加入稳定剂后溶液的起泡高度略小于不加胶时溶液的起泡高度。这主要是因为溶液粘度增加,增大单位表面积的功也增大,在做同样功的情况下,增大的表面积减小,因而水泥发泡剂中加入稳定剂,其水泥发泡倍数明显降低,但稳定性却显著提高。