泡沫混凝土所用掺合料的作用
泡沫混凝土在凝结固化过程中,水泥起到胶料凝结作用,水泥在水化时可产生两种水化产物,即水化硅酸钙和氢氧化钙。如果水泥中若不掺加活性材料,微硅粉它只进行一次水化反应,产生一次硅酸盐;如果掺入一些活性材料,活性的二氧化钙可与氢氧化钙反应,则可以生成更多的硅酸盐,对泡沫混凝土施工起到增加强度、提高表面平整度、减少吸水率、降低成本的作用。
所谓活性,即一些无机粉料例如矿渣、钢渣、粉煤灰、火山灰、砖粉等具有与氢氧化钙反应,形成硅酸盐的能力。这些材料的共同特点,是含有无定形二氧化硅,无定形二氧化硅的Si原子和O氧原子的排列是有序的,所以石英就无活性,常温下不能与氢氧化钙反应。这是活性与非活性二氧化硅的根本区别。
适合泡沫混凝土的活性掺合料品种有:一级和二级粉煤灰、磨细矿渣微粉、磨细红砖粉、磨细火山灰粉等。在各种廉价的工业废弃物型的活性掺合料中,最常用为粉煤灰,其次是磨细的矿渣微粉,磨细钢渣微粉。
在泡沫混凝土施工过程中,这些磨得高细或超高细的活性物质加入泡沫水泥浆料,由于单个颗粒很轻,比水泥颗粒还轻且细,填充水泥颗粒间的间隙,提高硬化体密实度,堵塞水和空气通道,提高抗渗性并降低吸水率。细小颗粒可以稳定悬浮于浆体里,对泡沫有承托作用,同时对水泥颗粒也有承托作用,阻止了较大水泥颗粒沉降时对泡沫的破坏,从而起稳泡作用,散布的范围就越广,与水泥中水化的氢氧化钙反应越充分,也越容易黏附在泡沫壁上,在凝结固化过程中形成泡沫外侧加固层,从而达到防止表面塌模现象,同时又大大提高整个强度的作用。
泡沫混凝土外加剂的作用
1、 促凝剂
促凝剂是泡沫混凝土现浇最常用和最重要的外加剂,尤其是在低温下施工时,促凝剂更是必不可少。
促凝剂就是缩短硬化时间。泡沫水泥浆失去流动性叫“初凝“,而进一步失去塑性(手指轻压不变形)则称之为”终凝“。水泥浆体由塑性体(软态)变为固体(硬态)则称之为”硬化“。凡是加速水泥浆体初凝、终凝,且以缩短凝结时间为主的外加剂,就称之为”促凝剂“。
促凝剂在现浇泡沫混凝土中的作用有三个。其一、它可以缩短凝结及硬化的时间,使工程能够提前完工和交工。其二、可以延长每年的施工期,特别是在北方,冬季长达5个月由于低温不能施工,加入促凝剂,可以延长施工1-2个月。其三、它可以稳定泡沫浆体,防止塌模,泡沫的稳定时间均较短,如水泥浆体稠化过慢,支撑和固定不了泡沫,则气泡就会破灭,而使泡沫浆体塌陷或沉降分层。促凝剂使浆体稠化加快,就稳定了浇筑体,这在温度较低时作用更明显。
泡沫混凝土促凝剂为专用促凝剂。
2、 复合增加剂
无论是现浇泡沫混凝土还是泡沫混凝土制品,相对于蒸养加气混凝土而言,强度要低约10%-25%。而现浇泡沫混凝土的差距更大,约低15%-30%。这主要是因为现浇泡沫混凝土的养护条件较差,大多水化不充分,强度难以充分发挥;另外,现浇泡沫混凝土泵送高度或水平距离较大,为便于泵送,大多休用大灰水比,用水量过大,在水分蒸发后形成的毛细孔隙较多。这一问题的解决,除了优化工艺和配比、优化材料和设备等因素外,使用复合增强剂是最有效的手段之一。
复合增强剂量,主要有作用有四个。的其一、降低孔间壁的毛细孔率,加强也民壁支撑力;其二、填充毛细孔,进一步强化孔间壁;其三、促进水化,形成更多的水化生成物;其四、氢氧化钙的潜能的利用。
加入复合增强剂,泡沫混凝土的强度可提高6%-20%。
泡沫混凝土之发泡剂的发展
发泡剂即泡沫剂,是形成泡沫混凝土的必须条件。这一类物质就是表面活性剂或者表面活性物质,如阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、动物蛋白、植物蛋白、纸浆废液等等。
表面活性是发泡的核心。起泡能力、发泡倍数、泡沫稳定性决定了发泡剂的优劣。
发泡剂的发展到今年,已经历四个更新换代过程。
第一代发泡剂为松香皂和松香热聚物。又名引气剂,是20世纪30年代最先由美国研制成功。我国从20世纪50年代起仿制生产,最初作混凝土外加剂(或砂浆王)应用于大坝工程等。成本是生产工艺简单,成本低,价格低,与水泥共容性好,缺点是发泡倍数略差,泡沫稳定性一般,使用时要加热溶解比较麻烦。
第二代发泡剂为化学合成表面活性剂类物质。例十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、聚乙二醇等。优点是起泡能力强、泡沫丰富,但消泡也快,稳定性极差。
第三代发泡剂为蛋白型发泡剂。也是目前较高档发泡剂,性能较好,发展前景广阔。优点是泡沫特别稳定,可以长时间不消泡,发泡能力虽比合成类活性剂稍差,但可以达到要求。其原料分为植物蛋白和动物蛋白,植物蛋白例茶皂素,动物蛋白例动物的骨胶、废毛等,动物蛋白资源相对较少。
第三代发泡剂为复合发泡剂。在第三代发泡剂基础上加入一些增泡稳泡剂,克服单一发泡剂的一些缺点,组合成复合改性发泡剂。