廣西南寧柳州桂林百色河池貴港泡沫混凝土

廣西泡沫混凝土，20世紀30年代提出，同世紀50年代在美、蘇等國應用于建筑工程。我國于20世紀90年代開(kāi)始引進(jìn)、應用此項技術(shù)。隨著(zhù)科學(xué)發(fā)展觀(guān)逐 步深入人心，我國對建筑節能的要求也在提高。輕質(zhì)泡沫混凝土由于具有質(zhì)輕、高強、節能、利廢、保溫、隔音、耐老化、不易燃等性能，因而其開(kāi)發(fā)研究和應用在 國內外受到了越來(lái)越多的重視[1-4]。然而在我國，泡沫混凝土，特別是500kg/m3以下的輕質(zhì)泡沫混凝土產(chǎn)品，由于存在表面粗糙、鼓泡、開(kāi)裂，內部 有空鼓、竄孔，整體疏松或上下抗壓強度差異顯著(zhù)、總體抗壓強度偏低等問(wèn)題，其應用和推廣受到很大影響[5-7]。文獻[5-7]，雖然提出了泡沫混凝土產(chǎn) 品存在的問(wèn)題，但原因分析和解決對策偏重于宏觀(guān)和概念化，或者說(shuō)在可操作性上尚有欠缺。為此，本文擬就泡沫混凝土生產(chǎn)中存在的這些問(wèn)題進(jìn)行有針對性的分 析，并力求找到相應的解決辦法。

1 泡沫混凝土結構缺陷與抗壓強度偏低的原因分析

1.1 泡沫混凝土表面粗糙、竄孔、密度不勻、抗壓強度偏低的原因
當泡沫單獨存在時(shí)，泡與泡是緊密排列的，如圖1（a）所示。在泡沫內部，立體幾何知識告訴我們，就某個(gè)氣泡而言，在緊密排列的情形下，在該泡周?chē)?、泡心與 該氣泡泡心共面的氣泡可有6個(gè)、并且只能有6個(gè)；而在該平面上方或下方，都分別只能有3個(gè)氣泡與中心氣泡緊密接觸。這表明在泡沫中，沒(méi)有一個(gè)泡是真正的球 形，而是一個(gè)正十二面體。在水泥、粉煤灰漿料中，見(jiàn)圖1（b），必須有足夠的水滿(mǎn)足下列需要：①充分潤濕水泥、粉煤灰顆粒表面；②水泥初期快速水化所需的 水分；③泡沫表面吸附水分。否則，在攪拌過(guò)程，易導致泡沫破裂。就泡沫與水泥、粉煤灰漿料的混合過(guò)程而言，由于泡沫和水泥、粉煤灰漿料的連續相均為水相， 因而水在這里起著(zhù)“橋梁作用”，見(jiàn)圖1（c）。在混合過(guò)程中，水泥或粉煤灰顆粒完全可能使泡壁向內凹陷。如果發(fā)泡劑是簡(jiǎn)單的小分子表面活性劑，物理化學(xué)原 理告訴我們，這種泡沫最容易破裂；如果添加高聚物作為穩泡劑，那么高聚物分子的兩端完全有可能同時(shí)吸附在兩個(gè)或多個(gè)泡表面，它勢必阻擋水泥、粉煤灰顆粒進(jìn) 入這些泡之間，強行攪拌，就難免將泡拉破。圖1（d）告訴我們，即使發(fā)泡機生產(chǎn)的泡沫泡徑再均勻，由于泡沫表面的泡與其內部的泡所處環(huán)境不同，致使泡沫接 觸水泥、粉煤灰漿料后必定會(huì )產(chǎn)生少量的大泡或小泡。表面化學(xué)原理告訴我們，相鄰的小泡和大泡，由于小泡的附加壓力大于大泡的附加壓力，故小泡會(huì )破裂，使大 泡更大。泡沫破裂，使2個(gè)、3個(gè)、以致多個(gè)氣泡合成一個(gè)氣泡。這個(gè)過(guò)程使泡沫的總表面積不斷縮小。由于每個(gè)氣泡所處的環(huán)境以及它們的初始直徑差異，大泡會(huì ) 越變越大，這就是泡沫混凝土表面粗糙、鼓泡、內部竄孔、空鼓產(chǎn)生的原因。泡沫破裂在形成大泡的同時(shí)，必有一部分表面活性劑被吸附在水泥、粉煤灰顆粒表面， 從而影響水泥與水泥、水泥與粉煤灰之間的凝結。這種情況，在高容重的情況下，由于因吸附表面活性劑而全部或部分失去凝結能力水泥、粉煤灰顆粒相對較少，因 而對水泥與水泥、水泥與粉煤灰之間的凝結影響也較小。然而在低容重的情況下，如果泡沫破裂達到50％以上，則泡沫混凝土的抗壓強度將顯著(zhù)下降，即出現整體 疏松或上下抗壓強度差異顯著(zhù)以及總體抗壓強度偏低的問(wèn)題。
理論推算和實(shí)驗現象都證明，大泡所受的上升力遠大于小泡。當大泡大到其所受上升力足以克服其所受阻力時(shí)，就會(huì )上浮。如果上浮過(guò)程較慢，即在混凝土漿料初凝后大泡仍未到達混凝土漿料表面，則雖不會(huì )出現“塌?！?，但會(huì )出現泡沫混凝土上下抗壓強度差異的問(wèn)題。
如果發(fā)泡劑含有如阿拉伯膠、羥丙基纖維素醚等物質(zhì)，或另外在泡沫混凝土漿料中添加此類(lèi)物質(zhì)，雖然可以減少破泡率，避免破泡表面活性劑對泡沫混凝土漿料凝結 的影響，使所得泡沫混凝土抗壓強度有所提高，但這些物質(zhì)本身也會(huì )影響泡沫混凝土漿料的凝結，導致泡沫混凝土的比抗壓強度仍不能令人滿(mǎn)意。

1.2 泡沫混凝土產(chǎn)生“鼓泡”、“空鼓”的原因
“空鼓”現象的發(fā)生，不是泡沫混凝土的“專(zhuān)利”。一般的水泥砂漿，無(wú)論是抹墻或者是鋪地，如果水泥砂漿接觸的表面處理不好同樣會(huì )產(chǎn)生“空鼓”。泡沫混凝土 產(chǎn)生“空鼓”，說(shuō)到底是在地暖和屋面泡沫混凝土澆注施工前，澆注泡沫混凝土的表面不平整，或吸水能力有較大差異、或粉塵清理不干凈，甚至有油污造成的。澆 注表面較高的地方或粉塵較多的部位，在用水灑濕澆注表面時(shí)，往往吸水不足。因而在泡沫混凝土漿料澆注后，這些部位將繼續從泡沫混凝土漿料中吸收水分并排出 其內部的空氣。如果排出空氣的速度較快，便產(chǎn)生“鼓泡”；如果這種空氣排出過(guò)程所需的時(shí)間長(cháng)于泡沫混凝土漿料初凝的時(shí)間，就必然會(huì )產(chǎn)生“空鼓”。

2 泡沫混凝土開(kāi)裂的原因分析