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泡沫混凝土配合比设计的基本原则

导热系数和强度决定了泡沫混凝土自身的性能.本配合比将通过确定泡沫混凝土的干密度,达到控制泡
沫混凝土导热系数和强度的目的.配合比设计的基本原则如下.
1)按泡沫混凝土干密度要求,确定水泥及粉煤灰用量.
2)通过水泥及粉煤灰用量,确定泡沫混凝土用水量.
3)按照胶凝材料、用水量,确定水泥净浆体积.
4)通过水泥净浆体积,确定泡沫剂体积.
5)按泡沫体积、实测泡沫密度,确定泡沫质量.
6)根据泡沫质量、泡沫剂稀释倍数,确定泡沫剂的用量.
在确定各物料配合比时,应注意某些材料的缓凝性,它们会对早期强度变化特别是料浆的初凝有重要影
响,加量较大时可能会降低浇筑的稳定性,甚至引起塌模,因此,要控制他们的用量.任何一种设计计算,与生
产实际之间总会存在一定的偏差,还需要进行反复的调整,然后才能在生产中应用,并不断完善.
水泥—粉煤灰—泡沫—水原料体系的泡沫混凝土配合比设计关系式为
ρ干= Sa(Mc+Mfa),(1)
Mw=φ(Mc+Mfa),(2)
式中:ρ干为泡沫混凝土设计干密度(kg/m3);Sa为泡沫混凝土养护28 d后,各基本组成材料的干物料总量和
制品中非蒸发物总量所确定的质量系数,普通硅酸盐水泥取1.2,硫铝酸盐水泥取1.4;Mc为1 m3泡沫混凝
土的水泥用量(kg);Mfa为1 m3泡沫混凝土的粉煤灰用量(kg),一般情况下Mfa为干粉料的0~30%;Mw为
1 m3泡沫混凝土的基本用水量(kg);φ为基本水料比,视施工和易性,可作适当调整,一般情况下取0.5.
1 m3泡沫混凝土中,由水泥、粉煤灰和水组成的浆体总体积为V1,按式(3)计算,泡沫添加量V2按式
(4)计算.即配制单位体积泡沫混凝土,由水泥、粉煤灰和水组成浆体体积不足部分由泡沫填充.
V1=Mfaρfa+Mcρc+Mwρw,(3)
V2= K(1-V1),(4)
式中:ρfa为粉煤灰密度,取2 600 kg/m3;ρc为水泥密度,取3 100 kg/m3;ρw为水的密度,取1 000 kg/m3;V1
为加入泡沫前,水泥、粉煤灰和水组成的浆体总体积(m3);V2为泡沫添加量(m3);K为富余系数,通常大于
1,视泡沫剂质量和制泡时间而定,主要应考虑泡沫加入到浆体中再混合时的损失,对于稳定性较好的泡沫
剂,一般情况下取1.1~1.3.
泡沫剂的用量Mp按下式计算
My= V2ρ泡,(5)
Mp= My/(β+1),(6)
式中:My为形成的泡沫液质量(kg);ρ泡为实测泡沫密度(kg/m);Mp为1 m泡沫混凝土的泡沫剂质量
(kg);β为泡沫剂稀释倍数.
为便于理解泡沫混凝土配合比设计方法,特举实例计算如下.
1)在无粉煤灰情况下,生产1 m3干密度为300 kg/m3的泡沫混凝土的配比计算.
普通水泥质量
Mc=300/1.2=250 kg.
用水量
Mw=0.5×250=125 kg.
净浆体积
V1=250/3 100+125/1 000=0.206 m3.
泡沫体积(假设富余系数K取1.1)
V2=1.1×(1-0.206)=0.873 m3.
如泡沫密度实测为34 kg/m3,泡沫剂使用时稀释倍数为20倍,则
泡沫液质量
My=0.873×34=29.68 kg.
泡沫剂质量
Mp=29.68/(20+1)=1.41 kg.
从而可以计算出生产1 m3干密度为300 kg/m3的泡沫混凝土需要普通水泥250 kg,水125 kg,泡沫剂1.41kg

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