石英砂水泥發泡保溫材料的研究
【摘要】石英砂水泥發泡的關鍵是要適時加入固相劑和穩定劑,使氣泡形成后不破裂,石英砂顆粒不下沉,使固-液-氣三相分離時平衡穩定。
【關鍵詞】石英砂水泥發泡保溫材料;固相劑;穩定劑;固相-液相-氣相平衡
0前言
發泡技術在國內外無機建筑材料領域普遍被采用,如蒸壓加汽混凝土,以粉煤灰、水泥為主要原料,以鋁粉(膏)為發泡劑,經過高溫、高壓、蒸汽養護而制成建筑砌塊,廣泛應用于框架外墻材料。泡沫混凝土則是采用機械的方法將發泡劑制成泡沫,然后再將已制得的泡沫和硅鈣質材料、菱鎂材料或石膏材料所制成的料漿均勻攪拌,即制成泡沫混凝土拌和物。在蒸養或自然養護條件下,這些材料間產生水化反應,生成水化硅酸鹽及水化硅酸鹽膠凝物質或其他膠凝物質,使坯體逐漸變成具有一定強度和其他物理力學性能的多孔人造石材。因這種泡沫混凝土是外加的,所以人們習慣稱之為外發泡。機械發泡所制的泡沫混凝土泡徑的大小可以通過人工控制,它的泡徑一般都小于3mm。
石英砂水泥發泡使以石英砂(或磷渣、水渣)、水泥為主要材料,以自主研發的固相劑、穩定劑為輔助料,在常溫常壓下發泡成型的保溫材料。
1 原材料
1.1 石英砂(或磷渣、水渣)
顆徑0.1-1.5㎜,粘土含量<3%。
1.2 硫鋁酸鹽水泥或鐵鋁酸鹽水泥
應符合JC714-1996、JC435-1996標準。
1.3 固相劑、穩定劑為有機與無機復合外加劑(自制)
1.4 水
主要用于水泥水化和形成氣泡介質,調節料漿稠度及制品性能。
2 石英砂水泥發泡保溫砌塊的主要性能指標
表1 砌塊的干密度
干密度級別 |
B03 |
B04 |
B05 |
B06 |
BO7 |
B08 |
干密度≤ |
335 |
440 |
545 |
640 |
735 |
850 |
表2 砌塊的強度級別
干密度級別 |
B03 |
B04 |
B05 |
B06 |
BO7 |
B08 |
強度級別 |
A1.5 |
A2.5 |
A3 |
A3.5 |
A5.5 |
A8 |
表3 干燥收縮、抗凍性和導熱系數
干密度級別 |
B03 |
B04 |
B05 |
B06 |
B07 |
B08 | |
干燥收縮值(㎜/m) |
快速法≤ |
0.6 | |||||
抗凍性 |
質量損失,%,≤ |
0.5 | |||||
凍后強度,MPa,≤ |
0.6 |
1.4 |
1.8 |
2.5 |
3.5 |
4.5 | |
導熱系數(干態)
(w/m.k)≤ |
0.12 |
0.15 |
0.18 |
0.2 |
0.22 |
0.25 |
三、石英砂水泥發泡機理
固相劑、穩定劑是石英砂水泥發泡的關鍵技術,在未加入固相劑和穩定劑之前,石英砂水泥發泡料漿是固-液相共存體系,當加入發泡劑后產生氣體,氣體體積不斷膨脹形成了氣-界面。氣體通過液體時,由于表面張力的作用,液體表面自動收縮,形成了液體薄膜包圍氣體,當發泡氣體壓力大于液體表面張力時,泡體破裂,氣體逸出。特別是石英砂水泥料漿是在常溫常壓下發泡,液體表面張力很小,給氣泡氣體壓力很大,泡體很容易破裂,氣體要逸出,固體要沉降,水分要泌出,不能形成均勻的多孔分散體系,當加入固相劑、穩定劑后,石英砂水泥料漿液-氣界面壓力降低,使氣泡穩定,提高了料漿的保氣能力,固體顆粒在固相劑的作用下,向氣泡粘聚,避免了固體顆粒因沉降而產生逸氣;同時,固體顆粒在氣泡周圍形成一層有一定強度的薄膜后,通過穩定劑迅速固結,形成了穩定的固―液―氣三相多孔分散體系。
四、結語
(1)固相劑、穩定劑是保證石英砂水泥發泡體穩定的外加劑。
(2)石英砂水泥發泡不用高溫高壓、蒸汽養護、投資少、見效快,易于推廣。
(3)石英砂水泥發泡砌塊是加氣混凝土砌塊的升級換代產品。
【作者簡介】黃圣焱(1942-),男,貴州晨煦新型建材科技發展有限公司總工程師。
(中國混凝土與水泥制品網 轉載請注明出處)
編輯:
監督:0571-85871513
投稿:news@ccement.com