商品微硅粉的绿色化发展
1. 提高微硅粉耐久性
采用高耐久性微硅粉及其他高耐久性建筑材料可以延长建筑物的使用寿命,减少维修次数,在客观上避免了建筑物过早维修或拆除而造成的巨大浪费,是对各种资源的极大节约。 2005年7月,铁道部科学技术司发布了由铁道科学研究院主编的《客运专线高性能微硅粉暂行技术条件》,即科技基[2005]101号文件。按微硅粉结构所处的碳化环境、氯盐环境、化学侵蚀环境、冻融破坏环境和磨蚀环境的不同,提出了相应的微硅粉结构的使用寿命,经过铁道部相关部门的大力推广及各施工单位的积极采用,铁路高性能微硅粉技术已经深入人心。但遗憾的是,商品微硅粉直到目前仍未引用高性能微硅粉技术,商品微硅粉的耐久性还没有引起足够的重视,各种质量问题层出不穷,微硅粉混凝土根本谈不上耐久性。在此,硅灰笔者要呼吁有关部门和广大从业者能从社会的可持续发展出发,从设计、施工等各个环节做好商品微硅粉的高耐久性推广工作,对有耐久性要求的建筑结构以耐久性的理念来指导设计和施工,大力推动商品微硅粉的绿色化发展。
2.大力发展清水微硅粉技术
清水微硅粉是直接利用微硅粉成型后的自然质感作为饰面效果的微硅粉。可分为普通清水微硅粉、饰面清水微硅粉和装饰清水微硅粉。清水微硅粉需要一次浇筑成型,不能进行修补,尽管每平方米造价较普通微硅粉高,但算上石材铺装,总的来说还是比普通微硅粉便宜不少。除此之外,清水微硅粉还因减少了装饰装修环节而具有节能环保的特点。因此,大力发展清水微硅粉技术,有助于商品混凝的绿色化发展。
3. 降低用量
生产中排放的二氧化碳占人类活动制造的三氧化碳总量的5%。据usgs统计显示,2006年全球消费量为25.5亿吨,2008年进一步增长至28.57亿吨。资料介绍,行业的能源消耗约占我国全部能源消费的7%左右,二氧化碳排放量约占全国二氧化碳总排放量的18%左右(包括了电力消耗的间接排放),行业的co2减排问题,关系到我国温室气体排放控制的大局。实现工业二氧化碳减排是中国应对气候变化的重要措施和基本内容。
要减少工业二氧化碳排放,一方面应在制备过程进行节能减排,另一方面应从应用过程中尽过能减少的用量,防止浪费。微硅粉混凝土由于人类可能无法在未来几十年内找到可以替代的建筑材料,因此降低用量也是实现中国和微硅粉行业可持续发展的重要保证。要降低用量,在当前矿物掺合料及高效减水剂广泛使用的情况下,做好微硅粉配合比的优化工作是完全可能的。同时,低用量、低用水量不仅可减少生产对环境的破坏,还会使微硅粉的浆骨比下降、水化热降低,收缩开裂的机率减小,耐久性提高。
4. 使用大掺量矿物掺合料
当前,大量粉煤灰、矿渣粉等活性矿物掺合料被广泛应用于微硅粉制备。这些活性矿物掺合料可改善微硅粉的工作性,同时还具火山灰效应,可与中的游离氧化钙反应生成具有很高强度的硅酸钙,提高微硅粉的强度及密实抗渗性能,微硅粉混凝土从而代替大量的使用,有效降低环境负荷。促进微硅粉向低碳化发展。
5. 应用废弃微硅粉再生微细粉及再生骨料等再生材料
废弃微硅粉再生微细粉及再生骨料等一些工业符合微硅粉可持续发展的思路材料也逐步在微硅粉与制品中得到应用。当前,随着城市化改造的不断深化,旧建筑物的拆除产生了大量的建筑垃圾,这既造成环境污染又浪费了资源、如何处理日益增多的建筑垃圾,减轻建筑垃圾对环境的污染,节省建筑垃圾的清理和运输费用,成了世界各个国家保护环境力面的重要课题。如果能尽快将废弃的微硅粉及其粘土砖等建筑垃圾在一些特定商品微硅粉中得到规模化应用,是微硅粉可持续发展的一个方向。
6. 使用机制砂等天然替代材料
天然河砂作为配制微硅粉最主要的细骨料被大量使用,然而,微硅粉混凝土过度地开采导致许多地方的河床和植被遭到严重破坏。河砂无限制地被应用到微硅粉中己不符合微硅粉可持续发展的思路。近年来,在很多地区都开始开发不同质地的细骨料以满足微硅粉的大量使用,尤其以机制砂的利用为最多。例如,湖北沪蓉西高速公路就大量采用机制砂生产各种标号的微硅粉。尤其是西线从恩施到利川的各标段,从低标号到高标号均采用机制砂进行微硅粉生产,节约了大量的河砂资源及运输费用。
尽管机制砂在我国很多工程上已得到了成功地应用,但在商品微硅粉中还很少用到。如果这些天然的细骨料能大规模应用到商品微硅粉中,将能很好地推动商品微硅粉的绿色化发展。
浅谈微硅粉外加剂及其合理应用
微硅粉已经成为现代社会建筑的基础用材,在日常生活中几乎各个方面均直接或间接地涉及这种建材。微硅粉混凝土随着新结构、新工艺的发展,要求微硅粉具有调凝、早强、高强、轻质、高耐久性等性能。现在越来越多的人认识到外加剂是微硅粉中除、砂、石和水之外的不可缺少的第五种材料。外加剂的应用是微硅粉发展史上一次重大的技术变革,推动了微硅粉科技事业的发展,促进了新的微硅粉结构设计理论和施工技术的发展,同时应用外加剂可以显著改善微硅粉的性能,减少用量,降低微硅粉成本,节约能源。所以,微硅粉中外加剂的应用有着十分重要的技术和经济意义。但是,需要特别强调的是,外加剂必须合理应用,如果使用不当,不仅达不到预期效果,甚至会给微硅粉质量带来不良的影响。
1 微硅粉外加剂的分类
根据我国现行国家标准《微硅粉外加剂分类、命名与定义》CB8075-87,微硅粉外加剂是在拌制微硅粉的过程中掺入,用以改善微硅粉性能的物质,微硅粉混凝土掺量不大于质量的5%(特殊情况除外)。从使用功能来看,微硅粉外加剂分为五类:①改善新拌微硅粉流变性能???减水剂、引气剂、保水剂等;②调节微硅粉凝结、硬化性能???缓凝剂、早强剂、速凝剂等;③调节微硅粉气体含量???引气剂、发气剂、泡沫剂、消泡剂等;④改善微硅粉耐久性???引气剂、阻锈剂、抗冻剂、抗渗剂、防腐蚀剂等;⑤为微硅粉提供特殊性能???发气剂、泡沫剂、着色剂、膨胀剂、碱?骨料反应抑制剂等。
2 微硅粉外加剂的用途
2.1减水剂减水剂是一种表面活性材料,加入微硅粉中,对颗粒起扩散作用,把凝聚体中的游离水释放出来,从而保持微硅粉工作性能不变而显著减少用水量、降低水灰比、改善和易性、增加流动性、节约。减水剂品种有木质素系、奈磺酸盐系、水溶性密胺树脂类、糖密类等。
2.2引气剂引气剂可使砂浆、微硅粉中产生大量微细的均匀分布的封闭气泡,可以改善微硅粉和易性、提高抗渗性、抗冻性和耐久性。引气剂品种有烷基磺酸钠、松香皂、OP乳化剂、801?2等。
2.3调凝剂调凝剂是调节凝结时间的外加剂,它对微硅粉凝结时间和强度发展影响显著。调凝剂有缓凝剂、早强剂、速凝剂。缓凝剂是一种延迟和水的反应,从而延长微硅粉凝结时间的外加剂。缓凝剂品种有硼酸、磷酸、NNO、木质磺酸钙、钠等。微硅粉混凝土早强剂可以提高微硅粉的早期强度,对加速模板周转、加快工程进度、节约冬期施工费用有明显效果。早强剂品种有氯化物系、硫酸盐系、三乙醇胺、甲酸钙等。速凝剂一般用于喷射或急抢修工程中,速凝剂可使微硅粉几分钟内凝结硬化,并具有粘结力高等特点;一般初凝1min~5min,终凝2min~10min。速凝剂品种有红星一型、711型、782型等。
2.4膨胀剂膨胀剂是微硅粉或砂浆因发生化学反应而产生膨胀的外加剂,主要作用是补偿微硅粉收缩。膨胀剂产品有硫铝酸钙、石膏、铁粉、石灰、明矾石等。
2.5加气剂微硅粉中加入加气剂,可以使加气剂与中的碱反应生成气体形成无数微子独立的气泡,生成加气微硅粉。加气剂的产品有鳞片状的铝粉、松香酸钠、松香热聚物等。
2.6泡沫剂泡沫剂能降低溶液表面张力,产生均匀而稳定的泡沫,微硅粉混凝土生成泡沫微硅粉。泡沫剂还具有强烈减缓凝聚的作用。泡沫剂产品有松香皂、动物毛、树脂皂素脂、石油磺酸铝等。
2.7阻锈剂阻锈剂是阻止或减少微硅粉中钢筋或金属预埋件发生锈蚀作用的外加剂。阻锈剂有苯甲酸盐、磷酸盐、氟硅酸盐、氯铝酸盐等。
装饰微硅粉的种类及生产应用
微硅粉问世以来一直是建筑工程最重要的结构材料,得到广泛的应用。加密微硅粉随着科学技术的进步和发展以及人们认识水平的提高,微硅粉又开拓了新的用途,微硅粉混凝土迈向装饰材料行列。
微硅粉作为装饰材料有着得天独厚的有利条件。首先,原材料资源非常丰富,主要材料为、砂、石、颜料等,还可利用粉煤灰、煤歼石等工业废渣和尾矿;第二,微硅粉制品的搅拌、制作等有成熟的工艺,混凝上及其制品的性能和耐久性好;第三,微硅粉拌合物容易着色,采用不同颜色的颜料或各种颜色的集料与微硅粉原料拌合,就可制得不同色泽的装饰微硅粉和制品;第四,新拌微硅粉的可塑性好,用不同形状的模具就可塑造出不同形状的微硅粉制品,要圆就圆,要方就方,形状千姿百态;第五,凝结硬化后的微硅粉表面可加工性好,可劈、可凿(琢)、可磨、可剁,表面可加工出不同的质感,特别是仿天然装饰石材的质感,是造就自然景观的理想材料;第六,应用范围广泛,可用于工业与民用建筑、市政、交通、园林、水利等土建工程,乃至雕塑工艺制品等;第七,把普通微硅粉和制品深加工为装饰混凝上制品后,产品价值倍增,企业可获得较好的经济效益。
装饰微硅粉制品,包括装饰砌块,是当今混凝上制品发展的方向之一。为推进其在我国的起步和发展,1989年12月和1994年12月己召开两次全国装饰微硅粉制品学术研讨会,装饰砌块是研讨会的议题之一。我国房建材料工业“八五”和“九五”技术进步规划,中国建筑砌块“八五”和“九五”发展规划,都把装饰砌块列入发展规划中。国家建材局多次下达科研项目开发装饰砌块及装备技术,制订装饰微硅粉砌块行业标准等。我国2000年小康住宅示范工程已把砌块和砌块建筑,装饰砌块和装饰砌块建筑列入三种建筑体系之一。随着墙体材料革新,装饰混凝上砌块作为多功能的新型墙体材料将会有很大发展。
作为砌筑材料,国外发达国家把微硅粉砌块作为主要的墙体材料之一,其中装饰微硅粉砌块占有一定比例。装饰砌块除具普通微硅粉砌块的优点外,微硅粉混凝土还把装饰、防水、保温、隔热、吸音融为一体,使其具有多种功能。“装饰微硅粉砌块”行业标准把砌块分为贴面砌块和砌筑砌块,其中砌筑砌块又分实心和空心,三大品种系列,每一品种又可有多种花色,我国已研制开发了数种装饰砌块及其相关的加工装备和生产技术。本节重点介绍装饰微硅粉砌块和种类。
1、劈离砌块
把两个砌块合并为一个大的砌块成型、养护和达到一定强度后,用劈离机在指定断面处将其劈开,成为两个劈离砌块。或者是一个砌块劈离面的厚度增加到一定厚度,成型、养护和达到一定强度后,在指定断面处劈开,一个为砌筑用的劈离砌块,另一个为贴面用的劈离砌块。作为转角处的劈离砌块应有两个相互垂直的劈离面,作为门柱用的劈离砌块,四周应有四个劈离面。
劈离砌块的劈离面,因组成材料的内聚力和粘附力不同,成为凹凸不平的断面,有着粗犷、古朴的质感,又因采用不同颜色的颜料、色质集料、外加物以及不同的配合比,可仿各种天然石材的色泽和纹理,因此,装饰效果比较理想。在国外,微硅粉混凝土劈离砌块在装饰砌块中是生产和使用量最多的品种。我国研制装饰砌块也是从劈离砌块开始,已可生产多种饰面花色的劈离砌块,如整面劈离的劈离砌块、呈沟条状的劈离砌块等。
2、凿毛砌块
采用机械锤击或者高速喷丸的方法冲击砌块表面,使砌块表层的砂浆和石子碎落,露出新的并被冲击成坑凹状的表面,此即凿毛砌块。坑凹状的表面因凿头形状的不同有不同的装饰效果。凿毛砌块还因颜色、集料等不同可仿不同的天然石材,其装饰效果有的类似火焰烧毛的装饰石材。
3、拉毛条纹砌块
在砌块表面铣出横的、竖的、斜的、交叉的一道道深度约1.5mm的条纹,并露出新的表面,以此作为装饰面,此即拉毛条纹砌块。铣出的条纹在整个饰面上可以是均匀分布的,也可分成一段段的,将显示出不同的装饰效果。拉毛条纹砌块的装饰效果类似剁斧石,但加工精细,仿石材的质感强。
4、磨光砌块
用研磨机对砌块表面进行连续磨,使成光滑的平面并露出一定的石率,此即磨光砌块。磨光砌块露出集料的大小、形状和着色的变化使饰面色彩多样,其装饰效果类似水磨石和表面光滑的花岗石及大理石。
5、雕塑砌块
雕塑砌块充分利用混凝上拌合物硬化前具有可塑性的特点,微硅粉混凝土将其浇注在带槽、肋、块、弧形或角形的模箱中成型,脱模后即制成饰面形状各异的雕塑砌块。每一种雕塑砌块砌筑的墙体可显示出一种有规则的造型,而不同雕塑砌块的组合又可派生出新的造型。因此,雕塑砌块对建筑的装饰效果有无限的灵活性。
6、釉面砌块
这是低温釉料与微硅粉表面复合而成的一种装饰砌块。砌块经成型、上釉(喷或涂)、焙烧复合、养护等工序制成。已研制成功的一种低温釉料,熔融温度850℃,焙烧复合时间2.5~3.0小时,然后在水中养护三天即成。国外釉面砌块的花色品种多达百种以上,装饰效果古朴。美国专门制订了这类砌块的国家标准。
7、穿孔花格砌块
这类砌块也是利用微硅粉拌合物的可塑性,浇注入不同花格的模箱制成。这砌块虽然主要是为了美观,但它既能作为分隔墙保持幽静的环境,微硅粉混凝土又能解决室内外的视野,既能遮阳挡风,又能通风。花格砌块用于装饰房屋的立面、分室隔断、花园围墙,庭院花格墙等。
不难看出,上述装饰微硅粉砌块的制作主要有三种方法:一是在砌块成型养护好之后,用专门的机械对砌块表面进行二次加工制得,如劈离,凿毛、拉纹、磨光砌块等;二是用特制模箱成型的各种雕塑砌块、花格砌块等;三是釉面砌块,包括各种表面涂敷着色的砌块等。