水泥發(fā)泡劑對于泡沫混凝土質(zhì)量的影響極其關(guān)鍵,好的水泥發(fā)泡劑能制成優(yōu)質(zhì)的泡沫混凝土。以河南華泰HTW-1(普通型)型復合發(fā)泡劑發(fā)泡劑為例。該發(fā)泡劑所產(chǎn)泡沫具有較好的穩定性,能夠在低溫環(huán)境施工,一次性澆筑高度是同類(lèi)水泥發(fā)泡劑的2倍以上。以下談?wù)勊喟l(fā)泡劑的各個(gè)性能指標是如何影響泡沫混凝土的質(zhì)量的。
一、泡沫越均勻越好,泡徑應大小一
氣孔的理想孔徑分布越窄越好,也就是要求氣孔的孔徑盡量一致,差別不要太大。這相應的要求泡沫應均勻,不能大小不一。泡沫的泡徑不可能完全相同,但應基本相近,泡徑范圍盡可能小,泡徑和小泡徑之間相差不要太大。前邊已經(jīng)講過(guò),要求泡沫所形成的氣孔均勻,可以避免壓應力在大泡孔處集中而降低抗壓強度。若泡沫大小不勻,應力在大泡集中,非常容易引起這里成為薄弱環(huán)節,在承壓時(shí)開(kāi)裂。
二、泡沫穩定性越高越好,穩泡時(shí)間越長(cháng)越好
穩定性好的泡沫,其液膜堅韌、機械強度好,不易在漿體擠壓下破滅或過(guò)度變形。另外,它有自我保水性,液膜上的水分不易在重力作用及表面張力作用下流失,可長(cháng)時(shí)間保持泡沫液膜的厚度和完整性,從而可使泡沫長(cháng)時(shí)間存留而不破滅。
1.泡沫的穩定性對氣孔的影響有三個(gè):可使絕大部分泡沫不消失,在漿體初凝后被固定在泡沫混凝土內,形成氣孔。泡沫穩定性不好,則大部分或少部分泡沫在澆注后破滅,形成的氣孔很少,甚至在澆注后不久就使漿體塌陷,即俗稱(chēng)塌模,造成澆注完全失敗。
2.穩定性好的泡沫,漿體不易在擠壓下變形過(guò)大,有一定的抗壓力來(lái)保持自己近似球形,可終形成孔形良好的球形氣孔;
3.穩定性好的泡沫,液膜在漿體內不易破裂,不易形成因破裂后氣體的串通所形成的連通孔。因此,它終形成的是理想的封閉孔。泡沫穩定性越差,封閉孔就越少,而連通孔則越多。因此,泡沫的穩定性不能以?xún)H僅是澆注后不塌陷為標準,而應該以澆注后不塌陷、所終形成的氣孔近似球形、互不連通這三項指標為標準。大多數人均以澆注后不塌陷為泡沫穩定性的衡量標準,這實(shí)際上是一個(gè)認識上的誤區,是泡沫穩定性標準。
泡沫穩定性在沒(méi)有標準檢測儀器來(lái)測定其沉陷距時(shí),可以用穩泡時(shí)間來(lái)衡量。穩泡時(shí)間,應滿(mǎn)足所使用的膠凝材料初凝的需要。因為漿體初凝以后,才能固定泡沫,保留泡沫的形態(tài),使之變?yōu)闅饪住?br/>
我們知道,包括水泥,菱鎂在內的任何膠凝材料,都有一個(gè)初凝時(shí)間,特別是應用為廣泛的普通硅酸鹽水泥,初凝大多遲于45min。如果泡沫穩定性差,水泥等膠凝材料還沒(méi)有初凝,泡沫已經(jīng)破滅,那么泡沫就無(wú)法在混凝土內形成氣孔。在一般情況下,對泡沫穩定性的要求,也要使其穩泡時(shí)間長(cháng)于膠凝材料的初凝時(shí)間10~20min。由于各種膠凝材料的初凝時(shí)間不一致,因此,對泡沫穩定時(shí)間的要求也不同??偟膩?lái)說(shuō),用于快凝膠凝材料的泡沫,穩泡時(shí)間可以短些,用于慢凝膠凝材料的泡沫,穩泡時(shí)間應盡量長(cháng)些。即使同一種膠凝材料,氣溫不同,其初凝時(shí)間不同,變化也相當大。例如普硅水泥在夏季不到40min就可能初凝,而在5℃以下的寒冬,80min也不會(huì )初凝。所以,泡沫的穩定時(shí)間不可能有一個(gè)恒定的具體標準,應根據情況來(lái)確定。為了使泡沫能適應各種使用條件的需要,就應該讓其穩定時(shí)間越長(cháng)越好。大致講,泡沫的穩定時(shí)間應達到如下要求;
1.當用于硅酸鹽類(lèi)水泥且不加促凝劑時(shí),穩定時(shí)間應大于60min;理想的于3h;
2.當用于硫鋁酸鹽水泥,高鋁水泥,鐵鋁酸鹽水泥,快凝硅酸鹽水泥等快凝水泥時(shí),穩定時(shí)間應大于30min,大于60min;
3.當用于鎂水泥時(shí),穩泡時(shí)間應大于40min大于80min;
4.當用于摻有大量填充料或粉煤灰等活性廢渣的膠凝材料時(shí),穩泡時(shí)間還應延長(cháng)。填充料或活性廢渣摻量越大,穩泡時(shí)間應越長(cháng)。
具體的穩泡時(shí)間應通過(guò)小試來(lái)確定,以澆注后不塌模,氣孔形成后不連通,不過(guò)度變形為原則。大的原則,就是穩泡時(shí)間越長(cháng)越好。
三、泡徑越大越好,應以1mm以上為主
氣孔對孔徑的要求如此,對泡徑的要求也應如此。不少生產(chǎn)者某些專(zhuān)家的誤導追求泡沫孔徑細小在0.1mm,實(shí)際上是因為物理發(fā)泡如果泡徑大了,泡沫的穩定性差了就不能制出泡沫混凝土。相同的原料和配方,相同的設備和工藝,僅僅是改變泡徑,1mm泡徑的泡沫混凝土的抗壓強度,要比0.1mm泡徑的泡沫混凝土,至少高20%。因此,追求0.1mm以上的大泡徑是錯誤的,是泡沫混凝土生產(chǎn)上的誤區,應于糾正。
四、泡沫泌水率越低越好,避免使用乳狀泡沫
前邊已經(jīng)介紹過(guò),泡沫按含水量的大小,分為水多泡少的乳狀泡沫和泡多水少的海綿狀泡沫,其中,乳狀泡沫是不合格的劣質(zhì)泡沫,不能使用。
泡沫自制出之后,就逐漸向外泌水。其泌水包括兩個(gè)部分:
1.泡沫液膜的泌水。這部分水是從液膜上分泌出來(lái)的,是液膜在重力排水、表面張力排水、液膜破壞排水共同作用下所泌出的水。泡沫的液膜越厚、則泌水越大;泡沫破滅越快越多,則泌水越大。
2.泡沫之間的泡間水。這部分是沒(méi)有形成氣泡液膜的水。發(fā)泡劑和發(fā)泡機的發(fā)泡性能越差,形不成泡沫液膜的泡間水就越多。它們實(shí)際就是變不成氣泡的水。
當泡沫的泌水率很高時(shí),就會(huì )象浮汁那樣稀,亂淌亂流,堆不起來(lái),泡沫里的水量很大。當這種泡沫加入水泥漿時(shí),水泥漿變得很稀,而泡沫則很少,漿體的體積小,制出的泡沫混凝土密度很高,不合技術(shù)要求。
所以,乳狀泡沫是不能使用的。合乎技術(shù)要求的泡沫外觀(guān)應該是海綿狀細密小泡,堆起來(lái)象白云、象彈過(guò)的棉花,不會(huì )亂流亂淌。這種泡沫的含水量很小。這表明它的泡沫液膜泌水小,泡沫不易破裂,泡間水很少,而氣泡量很大,占大部分體積的均是氣泡。這里需要強調一下的是,海綿狀泡沫必須是泡徑在1mm 以下的小泡,而不能是幾毫米,甚至是幾十毫米的大泡。大泡很容易堆起,也象白云,但因泡徑過(guò)大,也是不合格的。
要求泡沫的低泌水性,主要是保證泡沫中的氣泡數量和泡沫混凝土的氣孔率,也就是保證泡沫混凝土的密度。
五、泡沫對膠凝材料沒(méi)有負作用
膠凝材料是泡沫混凝土強度的主要來(lái)源,泡沫的加入不能影響其膠凝性,也就是不產(chǎn)生膠凝負作用。這一點(diǎn),不是各種泡沫都能達到的。
在長(cháng)期的試驗中,我們發(fā)現不少泡沫對水泥、菱鎂、石膏的膠凝有妨礙,可降低泡沫混凝土的強度,有時(shí)甚至始終硬化后的混凝土基本喪失強度,象一盤(pán)散砂。這些泡沫的穩定性都非常好,幾個(gè)小時(shí)都不消,外觀(guān)象海綿,泌水很低,密細均勻,各方面都合乎技術(shù)要求,但就是和膠凝材料不相適應,因而不能用于生產(chǎn)。這說(shuō)明,其它方面都合格的泡沫,如影響強度,也是終不合技術(shù)要求的。