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泡沫混凝土常见问题解决对策
发布日期:2017-11-24 22:53:00 点击数:83新闻来源:

选择最佳的发泡剂是解决表面粗糙、窜孔、密度不匀、抗压强度偏低的关键
要保证泡沫混凝土的质量,选择发泡剂应首先看其泡沫在混凝土浆料中的稳定性,其次看发泡倍数是不是足够大。这是因为,泡沫在混凝土浆料中比较稳定就意味着破泡很少,泡径变大的速度很慢,气泡所受上升力不能克服其所受阻力,于是形成整体密度均匀的混凝土浆料,这就避免了由于发泡剂方面引起的泡沫混凝土的常见问题,如鼓泡、内部窜孔、空鼓和上下密度差异等问题;虽然泡沫在水泥、粉煤灰浆料中混稳定,但发泡剂本身的发泡倍数很低,那么单位质量发泡剂的泡沫混凝土产量肯定也上不去。
传统泡沫剂存在起跑组分与稳泡组分相互制约的矛盾。“泡老大”牌LC-01型泡沫混凝土发泡剂,具有图2所示结构,它集起泡与稳泡功能与一身,不但发泡倍数可达5.3m3/kg(泡径0.2mm),而且接触水泥、粉煤灰浆料后会变得更稳定。其所以发泡倍数高,是因为这种泡沫剂,如同普通表面活性剂一样,可以降低水的表面张力,不像传统发泡剂的稳泡组分“高聚物”那样,一方面稳了泡,另一方面又增加了水的表面张力,降低了发泡倍数。
LC-01型发泡剂,其泡沫表面亲水集团与水分子的“氢键作用力”与水泥、粉煤灰颗粒表面与水分子的“氢键作用力”均小于水泥、粉煤灰颗粒与泡沫表面亲水集团的“化学键力”,因此,LC-01型发泡剂泡沫容易与水泥、粉煤灰浆料混合。加上其羧基能与钙离子键合,故在水泥浆料中,能在泡沫的泡表面形成球形网状结构,从而使泡沫变得更加稳定。
由于发泡倍数与泡径成正比,工业发泡机的泡沫直径较小,故实际生产中,“泡老大”发泡剂的发泡倍数约为3.5~4.0m3/kg,故其实际使用效率为3.8m3/kg,即使用32.5号水泥、掺入40%粉煤灰,每公斤“泡老大”发泡剂可生产4级泡沫混凝土3.8m3/kg。该试块28天的抗压强度≥1.0MPa。
“泡老大”发泡剂的特殊结构以及允许粉煤灰的掺入,对提高泡沫混凝土的抗压强度和防止泡沫混凝土的开裂也是十分有利的。
3.2 选择发泡剂最佳的稀释倍数
每一种泡沫混凝土发泡剂,都存在一个最佳的稀释倍数。这是因为在发泡剂原液中,表面活性剂的绝大部分都是以胶束的形式存在。稀释倍数过小,势必有一部分表面活性剂仍保持胶束状态,这不仅浪费了发泡剂,而且这些胶束在混凝土浆料中势必影响混凝土的凝结。稀释倍数过大,泡沫表面必会含有较多的、由水分子形成的易破碎表面,导致泡沫破裂。此外过量的无用的水分从泡沫混凝土浆料中泌出,也将导致泡沫混凝土表面下降。理论上说,某种发泡剂的最佳稀释倍数,应能使一定量发泡剂生成泡沫的总面积与其所含表面活性剂按“头并头、脚并脚” 紧密排列时所占有的面积相等。
3.3 选择最佳的水灰比
由发泡剂泡沫与混凝土浆料的作用过程分析可知,水灰比加大,则泡沫与混凝土浆料易于混合,泡沫破损率将降低,这显然有利于泡沫混凝土浆料的凝结[2]。但是如果过大,一方面会增加泡沫混凝土浆料的初凝时间,另一方面多余的水分泌出会引起泡沫混凝土表面下降。如果水灰比太小,一方面搅动混合时,易引起泡沫破裂,另一方面会降低泡沫混凝土浆料的流动性,引起泡沫混凝土表面粗糙。有同志提出,用减水剂来提高泡沫混凝土浆料的流动性问题,笔者认为这不是一个好办法。因为对优质泡沫混凝土发泡剂,木质素磺酸盐,羟丙基纤维素醚等减水剂,最终会使泡沫混凝土的抗压强度降低;但对那些劣质发泡剂而言,使用减水剂可以减少破泡率,两因素相抵,总的来说抗压强度还是能提高一些的。
3.4 改进泡沫混凝土发泡机
现有的泡沫混凝土发泡机,存在的弊病有四:一是水泥、粉煤灰的配料比、水灰比靠人工凭经验确定,很难保证泡沫混凝土的均质要求;二是泡沫与水泥浆料的混合比,随着楼层的升高而变化,且很难生产300kg/m3的泡沫混凝土;三是泡沫混凝土浆料输送过程中,泡泡率随着楼层升高迅速升高,难以保证高层楼层泡沫混凝土制品的质量;混合管设计不合理,容易导致破泡且难以保证水泥浆料与泡沫混合均匀。因此可以说,现有的泡沫混凝土发泡机是导致泡沫混凝土开裂的重要原因之一。
为此,我们设计开发了新一代泡沫混凝土发泡机,即《高层泡沫混凝土产输机》,并且申请了国家专利(201020242955.5)。《高层泡沫混凝土产输机》设计了结构新颖的的“泡沫与混凝土浆料混合管”,发泡剂的稀释比、水泥和粉煤灰的配比、水灰比以及水泥浆料与泡沫的混合比等参数可以提前设置,并由机械控制,不存在输送过程中的泡沫破裂问题,输送高度仅受液压泵的输送功率限制,所需总动力也比传统发泡机降低20%左右。新设计的泡沫、浆料混合管,不但混合均匀,而且不易破泡,并允许使用聚丙烯等短纤维作为泡沫混凝土的抗裂剂。水泥、粉煤灰总质量的0.2~0.4%的聚丙烯等短纤维的加入就可以有效地防止泡沫混凝土的开裂。
3.5 做好待浇注泡沫混凝土场地的表面处理
由1.2节的分析可知,做好待浇注泡沫混凝土场地的表面处理是防止泡沫混凝土保温层产生“空鼓”的有效措施,越是质量好的发泡剂,越是要注意这个问题。这是因为,由质量差的发泡剂制得的泡沫混凝土浆料,一旦接触吸水性强的界面部位,会立即破泡、离析并在这些部位生成一层致密的混凝土保护层,从而使人们观察不到“空鼓”的现象,但与此同时,泡沫混凝土的其他毛病如疏松、密度不匀、开裂、抗压强度偏低等将与之伴生。
4 结 论
决定泡沫混凝土质量的客观因素之一是发泡剂的质量好坏;客观因素之二是发泡机的性能。对于一个存在先天缺陷的发泡剂,即使发泡剂的稀释倍数、水灰比都调到最佳状态,精心施工、合理养护也难免不出现这样或那样的问题。因此,认真探讨发泡剂的作用原理、泡沫与水泥、粉煤灰浆料的混合机理,寻找出各种影响泡沫混凝土质量因素,对我们解决泡沫混凝土的常见问题都将是有益的。

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