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泡沫混凝土研究现状及发展应用

1. 2 发泡剂
国外以水解蛋白质发泡剂为主,发泡剂的主要供应地来自南 非。从生产工艺来看,首先将发泡剂用水稀释后,充入空气,形成 预制泡沫,通过改 变 泡 沫 的 密 度,来 研 究 泡 沫 掺 入 量 对 泡 沫 混 凝 土性能的影响。我国现有的发泡剂,却远远不及国际上成熟的发 泡剂。因此,近几年来,国内加紧了对发泡剂的研究与制备工作。 2006 年,尹冰[1]等人以氢氧化钠、盐酸和人发为主要原料制备 XK 型动物蛋白混凝土发泡剂,以十二烷基苯磺酸钠( LAS) 、十二烷基 苯硫酸钠( SDS) 和明胶 3 种稳泡剂对合成发泡剂进行复配改性, 并对复配发泡剂的稳泡性能进行了分析研究,是我国正式开始研 制蛋白质的开端,并 取 得 了 良 好 的 试 验 效 果。 结 果 表 明,采 用 人 发制备的 XK 型动物蛋白发泡剂能够大量生产,而且不易变质,不 会污染环境。在合成动物蛋白发泡剂中,分别加入 0. 25% 十二烷 基苯磺酸钠、0. 1% 明胶或 0. 25% 十二烷基苯硫酸钠等稳泡剂,泡 沫的稳定性均有 明 显 提 高,其 中,以 十 二 烷 基 苯 硫 酸 钠 和 明 胶 复 配使用效果最好,对 发 泡 剂 起 到 了 很 好 的 改 性 作 用。 然 而,市 场
1. 4 新体系
传统的泡沫混凝土主要是在水泥—粉煤灰体系上发展起来 的,近几年来,实验室开始研制一些新型的泡沫混凝土体系。
1) 煤矸石泡沫混凝土体系。煤矸石作为一种固体废弃物,是 在煤炭开采和选 洗 过 程 中 被 分 离 出 来 的,有 很 大 的 利 用 价 值,而 我国对煤矸石的利用率只有 30% 。通过煤矸石制得的泡沫混凝 土,其抗折强度可以达到 3. 5 MPa,抗压强度可以达到 14 MPa,干 表观密度可以控制在 500 kg / m3 ~ 600 kg / m3[4]。然而,目前对煤 炭的开采技术尚不成熟,煤矸石的价格远远高于粉煤灰。随着煤炭 开采技术的不断成熟,煤矸石泡沫混凝土必然有更广阔的前景。
上的发泡剂其成 本 仍 然 居 高 不 下,近 两 年 来,部 分 研 究 室 采 用 双 氧水配合其他添加剂的方式代替发泡剂制备泡沫混凝土,大大降 低了其成本,并取得了一定进展。
1. 3 添加剂
由于泡沫混凝土呈多孔结构,其抗压强度显著低于普通混凝 土,甚至低于 0. 3 MPa,无法满足工程的正常使用,必须通过添加 剂改变其微观结构进而改善其性能。如何将纳米材料作为添加剂 均匀分散到泡沫 混 凝 土 中 改 变 其 孔 结 构,是 一 项 新 的 研 究 课 题。 王建平[2]等人研究了利用纳米材料、保水剂、早强剂等外加剂改 善泡沫混凝土的性能。采用 2. 0% ~ 2. 5% 的纳米材料,0. 05% 的 三乙醇胺,0. 05% 的 HPMC,5% 的 801 胶。研究结果表明,加入适 量的三乙醇胺可以达到早强的目的,泡沫混凝土后期的抗压强度 也有所增长。将纤维素碱化处理后,与醚化剂和环氧内烷进行醚 化反应生成 HPMC。加入适量的 HPMC 可以改善泡沫混凝土的 气孔分布情况,稳 泡 效 果 良 好,有 效 提 高 了 新 拌 浆 体 的 流 动 性 和 体积稳定性。针对泡沫混凝土现浇墙体容易出现的塌模开裂问 题,牛云辉[3]等人以 P. O32. 5 级水泥、Ⅲ级粉煤灰和自制复合发 泡剂为主要原料,采用单因素试验法,研究了减水剂掺量、速凝剂 掺量和 PP 纤维掺量对泡沫混凝土强度等性能的影响,得出聚羧 酸减水剂最佳掺量 2. 5% ,速凝剂最佳掺量 3% ,PP 纤维最佳掺量 0. 4% ,稳泡剂最佳掺量 6% 。利用塌模试验,采用外加剂的耦合 作用,解决了泡沫混凝土在现浇高度 4 m 时出现的塌模问题。
摘 要: 在总结大量文献的基础上,对泡沫混凝土的研究进展、组成成分、性能特点、应用范围等几个方面进行了论述,分析了现阶
段国内外关于泡沫混凝土的研究现状,提出了泡沫混凝土目前存在的问题,并对其发展前景进行了展望。
关键词: 泡沫混凝土,性能特点,研究现状
中图分类号: TU528
文献标识码: A
随着建筑高层和超高层的不断发展,减轻墙体自重成为人们 关注的焦点。同时,为 满 足 建 筑 节 能 和 建 筑 环 保 的 要 求,轻 质 混 凝土成为近几年 来 研 究 的 重 点,其 中 泡 沫 混 凝 土 由 于 轻 质、节 约 材料、有效利 用 废 弃 物 如 粉 煤 灰 等 原 因,日 益 受 到 人 们 的 关 注。 传统的泡沫混凝土一般用作填充材料和绝缘材料,随着其研究的 不断扩展和深入,新 型 泡 沫 混 凝 土 则 不 断 涌 现。 现 阶 段,我 国 的 建筑节能材料普遍采用保温材料达到节能效果,然而这些保温材 料的防火效果却存在着巨大的安全隐患。许多因为保温材料引 起巨大火灾的事例仍旧历历在目,让人触目惊心。泡沫混凝土同 其他无机材料如 岩 棉、玻 璃 棉 等 相 比,具 有 绿 色 环 保、耐 火 性 好、 与建筑主体同寿命、成本低、来源广等优势,已越来越被广泛应用 于建筑保温行业。随着建筑保温行业的不断发展,泡沫混凝土很 有可能成为应用最广泛的建筑材料之一。
1 泡沫混凝土的组成
1. 1 水泥
水泥是组成泡沫混凝土的重要组成部分,占其总质量的 80% 以上。包括普通硅 酸 盐 水 泥、快 硬 性 硫 铝 酸 盐 水 泥、铁 铝 酸 盐 水 泥。采用普通硅酸盐水泥制得的泡沫混凝土初期强度偏低,需要 通过加入纤维、乳液等物质增加其强度,然而随着龄期的延长,强 度也会逐渐提高。采用快硬性硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥,前 期强度高,然而,随 着 时 间 的 延 长,其 干 燥 收 缩 值 也 逐 渐 提 高,泡 沫混凝土的表面易形成裂纹,产生开裂。
第 39 卷 第 5 期 2013年2 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol. 39 No. 5 Feb. 2013
·85·
·建筑材料及应用·
文章编号: 1009-6825( 2013) 05-0085-04
泡 沫 混 凝 土 研 究 现 状 及 发 展 应 用★
张 静1,2
( 1. 内蒙古工业大学,内蒙古 呼和浩特 0浩特 010070)
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