憎水泡沫混凝土性能试验研究.pdf

单星本等 ： 憎水泡沫 昆 凝 土性 能试验研究 9 D OI ： 1 0 ． 1 3 9 0 5 ／ j ． e n k i ． d w j , ． ． 2 0 1 5 ． 0 2 ． 0 0 4 憎水泡沫混凝土性能试 验研究 单星本 ， 朱卫中 ( 黑龙江省寒地建筑 科学研 究院 。 哈尔滨1 5 0 0 8 0 ) 【 摘要】 憎水剂的掺入可以大幅度提高泡沫混凝土的憎水性， 继而减小其吸水率， 提高抗冻性， 文中对掺 入憎水剂的泡沫混凝土的相关技术指标进行了试验研究。 【 关键词】 憎水剂； 泡沫混凝土； 吸水率 ； 抗冻性 【 中图分类号】 T U 5 2 8 ． 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 - 6 8 6 4 ( 2 0 1 5 ) 0 2 - O O O 9 - 0 3 泡沫混凝土是一种 多孔材 料 ， 其具 有容重小 、 保 温性能 高、 隔声性好等优点 ， 在南方地区应用已经十分广泛， 但在 北方严寒地区由于抗冻性较差， 还没有得到很好的应用 ， 基 于这一原因文中利用有效的配合比措施 ， 再将憎水剂加入 泡沫混凝土中制成具有憎水性能的泡沫混凝土， 重点测试 其吸水率、 软化系数等技术指标。 试验选择 P ． 0 4 2 ． 5普通硅酸盐水泥与 4 2 ． 5级硫铝酸 盐快硬水泥作为胶凝材料， 自制松香皂类发泡剂， 并对发泡 设备进行适当的改进以得到更加稳定的泡沫。 1 不 同憎水 泡沫混凝土性 能试 验研究 本 次试 验选择硬脂酸 盐类 、 硅 烷基类 、 有 机硅三种 憎水 剂 ， 将其分别掺人设计密度等级为 6 0 0级的泡沫混凝土中， 与未掺入憎水剂的泡沫混凝土同条件空 白试样进行对 比， 通过对抗压强度、 吸水率及软化系数等技术指标的测试及 对试验结果分析 ， 优选 出一种憎 水效果最佳的憎水剂。 1 ． 1 不同憎水泡沫混凝土抗压强度试验 7 d 28 d 图1 不同憎水泡沫混凝土抗压强度 从试验中可以看出三种憎水剂对泡沫混凝土的流动性 均有改善作用， 掺入憎水剂后泡沫混凝土流动性均比空白 试样要好。但是在试件成型一天后掺人硅烷基憎水剂和有 机硅憎水剂的试样产生了不同程度的塌模现象， 其中有机 硅憎水剂所产生 的塌模现象较为严重， 塌模率达到 4 ％左 右。而且一天后试件所达到的强度也有所不同， 掺入有机 硅憎水剂 试样还没有凝结硬化 ， 其他三组试样均已凝结 硬化 。 从泡沫混凝 土 7 d 、 2 8 d抗 压强 度试 验结果 来看 ， 三种 憎 水剂均有提高泡沫混凝土抗压强度的作用， 抗压强度试验 结果见 图 1 。 从图 1中可以看出掺入硬脂酸盐憎水剂的试样其 7 d 、 2 8 d 抗压强度都是最高的， 与空白试样的抗压强度相比， 分别 为7 d的2 0 4 ％和2 8 d的 1 8 2 ％。由此可以得出四组试样抗压 强度的大小关系为： 硬脂酸盐憎水剂的试样 >掺入有机硅憎 水剂的试样 > 掺入硅烷基憎水剂的试样 >空白试样。 1 ． 2 不同憎水泡沫混凝土吸水率试验 试验分别测试了四组试样在浸水 1 h 、 2 h 、 3 h 、 4 h 、 5 h 、 6 h和 2 4 h后的吸水率， 其吸水率随浸水时间变化试验结果见图2 。 浸水时间， l l 图2 质量吸水率一浸水时间曲线 从图2可以看出四组试样吸水率 一浸水时间曲线变化 趋势大致相同， 0—1 h吸水率变化最大， 2～ 6 h吸水率稳步增 长， 但较 0～1 h吸水率变化小很多 ， 6～2 4 h吸水率变化极 小， 此时吸水率曲线几乎是与 轴平行 的一条直线。从 四 条曲线位置关系来看， 掺入三种不同憎水剂的试样的吸水 率 一 浸 水时间 曲线 均在 空 白试样 曲线 之 下 ， 说 明掺人 三种 憎水剂后， 其在试件中均产生了憎水效果 ， 不同程度的减小 了吸水率。其中掺入硬脂酸盐憎水剂试样的吸水率 一浸水 时间曲线位于4条曲线的最下方， 说明了硬脂酸盐憎水剂在 三种憎水剂中憎水效果最好。 1 ． 3 不同憎水泡沫混凝土软化系数试验 试验对 四组试 样 的软化 系数 也进 行 了测 试 ， 其试 验结 果见图 3 。从 图中可 以看出软化系数 的大小关 系为 ： 硬脂 酸 盐憎水剂的试样 >掺人硅烷基憎水剂的试样 >掺入有机硅 憎水剂的试样 >空 白试样 ， 这 与 吸水率 试 验结 果大小 关 系 相一致 。 2 不同密度等级憎水泡沫混凝土性能试验研究 试验选择 了密 度等级分别为 6 0 0级 、 5 0 0级 、 4 O O级 、 3 0 0 旃 * O 5 0 5 O 5 0 3 2 2 l l O 0 善 瓤幽 1 0 低温址筑技术 2 0 1 5‘ j 第 2期 ( 总第 2 0 0期 ) 级 和 2 0 0级的憎水泡 沫混凝土 ， 对抗 压强度 、 吸水率 及软 化 系数等技术指标进行了测试。 较 1 I{ 5 图3 掺不同憎水剂的泡沫混凝土软化系数 2 ． 1 不同密度等级憎水泡沫混凝土抗压强度试验 7 d 、 2 8 d 抗压强度随干密度的变化曲线见图4 ， 从图中可 以看出7 d 、 2 8 d抗压强度均随干密度的增加而增加。 矗 窘 强 干密度／ k g m 图4 抗压强度一干密度曲线 2 ． 2 不同密度等级憎水泡沫混凝土吸水率试验 试验对不同密度下的憎水泡沫混凝土试件在 1 h 、 2 h 、 3 h 、 4 h 、 6 h 、 2 4 h浸水时间下的吸水率进行了测试。不同密度 等级的泡沫混凝土由于单位体积内质量各不相同， 孔隙率 也有所不同， 再用质量吸水率来对比可比性较差， 不能直观 的反映出其渗透性的优劣， 因此试验将质量吸水率换算成 体积吸水率， 即吸入水量的体积 占试样体积的百分比， 体积 吸水率计算结果见 图 5 。 零 褂 * 整 蛙 浸水时间， l l ⋯ 密度~ J 2 5 3 k g ／ m 试样 一 密度为3 2 3 k g ／ m ￡ 样 一 密度为4 1 9 k g ／ m 试样 一 密度为4 6 7 k ~m 试样 一 密度为6 0 9 k g ／ m 试样 图5 体积吸水率一浸水时间曲线 从 图 5可以看 出密度等 级越小的 憎水泡沫 混凝 土体 积 吸水率越大， 6 h以后体积吸水率曲线几乎呈一条直线。 2 ． 3 不同密度等级憎水泡沫混凝土软化系数试验 不同密度等级憎水泡沫混凝土软化 系数试验结果见 图 6 。 从 图 6可 以看出随密度等级的降低 ． 其软化系数逐渐减 小， 也说明了软化系数与吸水率的紧密关系， 吸水率越大软 化系数则越小。泡沫混凝土吸水软化的原理与普通? 昆凝土 相似 ， 大致可由以下几点原因产生， 第一， 水泥石中的可溶 性物质如： 氢氧化钙 、 C—S—H等经浸泡后溶解析出， 致使 水泥石内部结构致密性变差； 第二， 长时问的浸泡使 自由水 进入到水泥石内部 ， 致使晶体粒子间的粘结力变差， 其形成 的结晶骨架结构遭到破坏作用， 宏观上抗压强度有所降低 ； 第三， 自由水进人到水泥石内部 ， 当外界荷载作用时， 内部 水分因压力而发生迁移， 其产生的水压造成内部结构的破 坏， 导致宏观上抗压强度的降低。基于以上三点原因， 密度 等级越小 的泡 沫混凝土 内部结构 越容易遭 到更加严重 的破 坏 ， 因此其软化系数就越低。 密度等级 图6 不同密度等级憎水泡沫混凝土软化系数 3结 语 ( 1 ) 掺人硬脂酸盐憎水剂的泡沫混凝土无论从抗压 强度、 吸水率， 还是软化系数均优于掺人其它两种憎水剂的 泡沫混凝土， 其中掺入硬脂酸盐憎水剂、 密度等级为 6 0 0级 的泡沫混凝土的2 4 h质量吸水率仅为9 ． O ％。 ( 2 ) 掺入硬脂酸盐的憎水剂对不同密度的泡沫混凝土 的吸水率均有改善作用， 憎水泡沫混凝土的体积吸水率也随 密度的减小而增加 。为了能更好 的反映 出不同密度下的泡沫 混凝土憎水性能， 应该用体积吸水率来替代质量吸水率。 ( 3 ) 憎水泡沫混凝土的吸水率均随浸水时间的增加 而增加， 浸水时间在 1 h内吸水率增长最快， 1 —6 h内吸水率 逐渐增加 ， 但增加 的幅度 不大 ， 6～ 2 4 h内吸水率增长甚微。 参考文献 [ 1 ] 单 星本 ，李家和 ，周运灿 ．泡 沫混凝土应 Y f j 现状及 在寒区应 用前景 [ J ] ．低温建筑技术 ， 2 0 1 0，( 1 0 ) ： 1 1 7—1 1 8 ． [ 2] 石行波 ，霍冀川 ， 等 ．动物蛋 白发泡剂制备泡沫混 凝土的研究 [ J ] ．硅酸盐通报 ， 2 0 0 9， 2 8 ( 3 ) ： 7 3— 7 7 ． [ 3 ] 刘佳奇 ，霍冀川 ， 等 ．发泡剂 及泡沫 混凝 土fl ,J ~ J t： 究进 展[ J j ． 化学工业与工程。 2 0 1 0 ， 2 7 ( 1 ) ： 7 3 — 7 7 ． [ 4 ] 赵德伟 ， 陈永 良， 等．现浇泡沫混凝 土内保温体 系在寒冷地 区 应用探讨 [ J ] ．建筑 节能 ， 2 0 0 9，( 5 ) ： 4 3—4 5 ． [ 收稿日期] 2 0 1 4— 0 8 — 2 6 【 { 乍 者简介 ] 单星本( 1 9 7 9一) ， 男 ， 哈尔滨 人 ， 硕 从 埔 俸 材料 、 混 凝 土 外 加 剂 及 混凝 土 冬 期 施 工技 术 研究 。 0 8 6 4 2 0 1 O 0 0 0 O 铎