泡沫混凝土现场浇筑施工性研究.pdf

重庆 建筑 Ch o n g q i n g Ar c h i t e c t u r e d o i ： 1 0 3 9 6 9 4 is s n 1 6 7 1 9 1 0 7 2 0 1 1 0 7 0 4 4 泡沫混凝土现场浇筑施工性研究 s tudy on On t he S po t Ca s t i ng Foa m Con c r e t e App l i c a t i o n 李斯祺 ， 陈家全 。 彭育 ( 重庆建工新型建材有限公司 重庆4 0 0 0 0 0 ) 摘要 ： 本 文针对 泡沫混凝土在 施工过程 中可能产生的质量缺 陷进行 了现 场浇筑施 工性 实验模 拟描 述 ， 通过 分析 不 同施工环境 温度 、 不 同泡沫 量产生的质量缺陷机理 最终形成现场施工作业制度 关键词 ： 泡沫混凝 土： 现场施 工性 ； 作业制度 中图分类号 ： T U5 2 8 文献标识码 ： A文章编号 ： 1 6 7 1 9 1 0 7 ( 2 0 1 1 ) 0 7 0 0 4 4 0 3 Ab s t rac t ： 1 1 1 i s a r t ic l e d e s c ri be d t h e e x p e rime n t o fa p p l i c a t i o n pr o p e r t y o fo n t h e s p ot c a s t i n g o f f o a m c o n c r e t e s i mu l a t i n g p o s s i b l e q ua l i t y d e f e c t s d u r - i n g t h e c o n s t r u c t i o n I t f i n a l l y f o r me d t he s y s t e m o f c o n s t r u c t i o n o p e r a t i o n b y a n a l y z i n g d i f f e r e n t t e mpe r a t u r e s o f t h e l o c a t i o n s a n d q u i t y d e f e c t s me c h a n i s m c a u s e d b y d i ff e r e n t a m o u n t s o f f o a m Key wor d s： foa m c o n c r e t e ； o n - t h e -s p o t a p p l i c a t i o n p r o p e r t y ； c o n s t r uc t i o n o p e r a t i o n s y s t e m 1概述 泡沫混凝土作 为保 温屋 面材料 。具有保温 隔 热性 能好 ， 耐久性好 。 施工 方便 ， 具有 一定 的防水 性 。 能实现保 温隔热层 、 找坡 层和 找平层等三层合 而为一 ， 可一次浇注完成 ， 缩 短工期的特点 。由于 泡沫混凝土质量与泡沫 混凝 土配合 比、所用泡 沫 剂 、 施工水 平、 模板质 量及温度 存在着 紧密联 系 若稍不注意 ， 将 会导致有缺 陷的成 品产 生。因此 ， 表2 主要性能指标 本文对泡沫混凝土现场浇筑施工性进行了研 究 确定现场施工 作业制度 。 2试验 用主要原材 料 2 1水 泥 选用重庆 拉法基水泥厂生产 的4 2 5 R 级普通 硅酸盐水泥 其化学成 分见表l ， 其主要性能指标见表2 。 表1水 泥的化学成分及含量 收稿 日期 ： 2 0 1 1 O 5 2 9 作者简介 ： 李斯 祺 ( 1 9 5 7 ) ， 男 ， 工程 师 ， 重庆 建工新 型建 材有限公司总工 长期从事商 品混凝土生产 、设 备、 技 术、 质量管理 工作 。 陈 家全 ( 1 9 7 4 ) ， 男 ， 高工 ， 长期从 事商 品混凝土 生 产、 技术、 质量管理工作 ， 专注 新型保温建筑材料 的研 发 和应用。 彭育( 1 9 8 6 ) ， 男， 从事商品混凝土技术管理工作。 2 2石 灰 选用重庆歌 乐山产 的生石灰 ， 磨细后使用。其有效C a O含 量 为8 1 4 5 。 2 - 3石膏 选用市场销售 的建筑石膏 ，四川 眉山产 ，规格 1 8 0目， C a S O 含量大于9 8 ， 执行标准G B 9 7 7 6 8 8 。 2 4粉 煤 灰 重 庆 珞磺 电 VI I 级 粉 煤灰 ， 其 化 学 成 分 见表 3 。 表3 粉 煤 灰 的 化 学 成 分 2 5矿 渣 重 钢水 淬 高炉 矿 渣 ，球磨4 0 mi n，勃 氏 比表面 积 为4 1 3 m k g ， 密度为2 9 0 e C c m ， 其化学成 分见表4 。 表4 矿渣的化学成分( ) 2 0 1 1 N O 7第1 0 卷 总第9 3 期 泡沫混凝土现场浇注施工性研究 建筑材料 4 5 2 6煤 矸 石 选 用 重 庆 中 梁 山煤 矿 的煤 矸 石 ， 其 化学 成 分 见表 5 。 表5 煤矸 石的化学成分及含量 2 7泡 沫 剂 所用的泡沫剂为粉状蛋 白质 发泡剂 采用机械 法发泡 ， 发 泡倍数约为2 O 左右 ， 并且粘 度较高 ， 气泡稳定 性比较好。 泡沫 剂水溶液采用泡沫剂 ： 水= 1 ： 4 0 质量 比勾兑而成。 2 8 减 水剂 采 用重庆市 江北 特种建材有限公司 的F DN ( 萘磺酸盐) 高 效减水 剂， 其性能指 标为O 3 1 5 mm筛余量 1 0 ， 含水率 5 ， P H值为7 9 ， 属中性到弱碱 性。水泥 净浆流动度2 3 0 mm( 掺量 为1 0 时) 。化学性能稳定 ， 粉剂易溶于水 ， 具有微 引气性。 2 9水 采用 自来水 ， 未经特殊处理。 3实验过程 3 1制备煤矸 石 先将大块 的煤矸 石放入鄂式破碎 机内破碎 出料粒度为 3 5 m m。再将粉碎煤矸石放入实验 电阻炉内煅烧 ， 分别加温至 7 0 0 C、 7 5 0 、 8 0 O 、 8 5 0 C， 停 留 时间 为2 h ， 最后 将煅 烧好 的 煤矸石放入振动 磨内磨细 ， 磨细 后通过5 0 mm筛子筛 分 。 控 制 筛余量 小于5 0 ， 制得活性煤矸石粉 ， 以备试验用 3 2泡 沫 的 制 备 称 取 泡 沫 剂 ， 然 后 与 水 按 1： 4 0 拌 和 均 匀 。 将 泡 沫 剂 水 溶 液 加 入制泡机 中搅拌 ， 以使泡 沫大小均 匀、 细小 、 黏度 好 、 稳定 ， 以容器底部未出现泌水现象为； 隹。一般制泡所需时间约为3 5 分钟 。 3 -3泡 沫 混 凝 土 的 制 备 及 试块 养 护 ( 1 ) 原材料 的配制和搅拌 ： 按照 配合 比把所需 的干物料称 重 ， 放到搅拌机 中搅 拌0 5 mi n 1 rai n ， 使干粉 混合均 匀。 再倒 入 一 定量的水 ， 充分混合均 匀， 得到流动状态的混合浆体 ( 2 ) 混泡与成型 ： 将 制备好 的泡沫 ( 图1 ) 逐 渐加入 到搅 拌 好的混合浆体 中 ， 搅拌 时间 为1 mi n 3 mi n ， 然后将 泡沫 混凝 土 图1预 先 制 备 好 的 泡 沫 浆体 注 入 涂 好 油 的试模 中 ， 应 注 意 的是 泡 沫 混 凝 土 不 能 剧 烈 地 振 动 以 免 气 泡 破 裂 在 流 动 度 低 的情 况 下 由于密度很轻很难通 过 自流平达 到完全充满模具 需要 在 试模 的外壁轻 轻振捣 ： 在 大流动度 的情 况下 ， 泡沫混凝土 浆体 可 以完全 自流平 、 自密 实。泡沫混凝土 注入试模后 ， 用镘 刀及 时 刮 平 表 面 在 湿 度 为 8 O 9 0 条 件 下 ， 常 温 静 止 2 4 - 48小 时后脱模 ( 3) 养 护 ： 浇 筑 入 模 的 泡 沫 混凝 土 ， 用 镘 刀 刮 平 后 ， 待 初 凝 后盖上麻布 防止 表面过度失水 。 由于泡沫 混凝 土的强度较 低 ， 浇筑后2 4 J l 时内要注意保 护 ， 禁 止脚踩 ， 更不允许将 石块 、 木块 或其 它物品压 在上面 。一般在2 4 4 8 J 时拆模后 ， 放入标 准喷雾养 护室中养 护 4试 验基本 配 比 本研 究实验基 本配比见表6 。 表6 试 验 基 本 配 比 单位 ： k g 粉 煤 灰 一 矿 渣 水泥 石灰 石膏 泡沫剂 填料 减水剂 水料比 煤 矸 石 1 6 4 6 1 2 3 1 2 2 3 1 0 7 5泡沫混凝土现场 浇筑 施工性研究 流动度指标 是泡沫混凝 土施工工艺 的一项重要指标 。泡 沫混 凝土 现场 浇筑 施工 性主 要是 受 泡沫 混凝 土 的流动 性 影 响 。 由于泡沫混凝 土在现场浇筑 施工过程 中 免振捣 以防造 成泡沫 的破裂 。所 以， 在设计 时 ， 最好考虑是 自流平、 自密实混 凝 土 。 在一定 的水料 比时 影响泡沫 混凝土流动性 的主要因素 是泡沫剂 的掺 量 因此 本研 究着重研 究泡沫剂对施工 性的影 响 。 泡沫剂掺量对 泡沫混凝 土浆料 的流动 度的影响研 究结果 见 图2 。 E E 需 图2泡沫剂的掺量对流动度影响 当 泡 沫 剂掺 量在 1 一1 5 时 ， 随 着 泡 沫 剂 的 增 加 ， 泡 沫 混 凝 土浆体的流动度逐渐 降低 ：当泡沫剂掺量在 1 5 - - 2 0 时。 泡 沫 混 凝 土 现 场 浇 注施 工性 研 究 重庆建筑 Ch o n g q i ng Ar c h i t e c t u r e 泡 沫 混 凝 土 浆 体 的流 动 度 下 降 很 快 ： 当泡 沫 剂 掺 量 超 过2 0 时 ， 流动度 很小 ； 当泡沫 剂掺量 大于2 5 时 ， 泡沫混凝 土浆体 流动度基本不变。因为随着泡沫剂的增加 ， 泡沫浆体的密度 降 低 ， 自重降低 ， 从而导致泡沫浆体的流动度降低。 因此 ， 从 泡沫 混凝 土现场浇筑 施工性方面考虑 泡沫剂不 宜 大 于 1 5 图3浆体缺乏气泡的集体支撑 而造成坯体 坍塌 图4模具密封不 好跑料导致坯体塌 陷 图5无塌陷试件 图6漏料 【 左 ) 、 塌陷 ( 中 ) 及无 塌 陷试 样 ( 右 ) 对 比 泡 沫 混 凝 土 在 浇 筑 后 会 出现一定 程度 的塌模 。由于部分气泡 结 构 不 坚 牢 、缺 乏韧 性 、 容 易破 裂 ， 导 致 气 泡 破裂后 空气 跑掉 浆 体 缺 乏 气 泡 的集 体 支 撑 而造成坯体坍 塌 f 图 3 ) 。 该情况主要在制备 低 密 度和 厚 度 较 大 时 产生。模具密封不好跑 料 导 致坯 体 塌 陷 情 况 ( 见 图4) ， 从 图 4中 可 知 由于 浇筑 时泡沫 混 凝 土的流动度 大时 泡 沫 混凝 土 浆 料 从 未 密 封好 的模具缝 隙流 出 致 使 泡 沫 混 凝 土 试 件 的高度大大地降低。没 有塌 陷情况( 见图5 ) ， 这 种 情 况 一 般 在 密 度 大 、 高 度 较 小 的泡 沫 混 凝 土试 件 出现 。漏料、 塌 陷 及 无塌 陷试 样 的 对 比 ( 见 图6) 。 在 气温较低 f 小于 2 0 C) 时 泡 沫 混 凝 土 平 均 坍 塌 量 与 泡 沫 剂 掺 量的关 系如图7 结 果表 明泡沫 剂掺量 在1 2 时 ，随着 泡沫剂掺量的增大 ， 煤 矸 石泡沫 混凝 土的平均坍塌量 显著增大。这是 由于 泡沫剂掺 量越 高 泡沫混凝土单位体 积 内泡沫含量越 大 ， 由于泡沫破裂 产 生 的 塌 陷 就 越 大 在 本 实 验 中 所 采 用 的 试 模 尺 寸 为 l O O mmXl O O mmXl O O mm 平 均 坍 塌 量 是 取 试 件 四边 和 中间 的 坍塌 量 平 均 值 。 作 为建筑屋面现浇材料 ， 过大 的塌陷率是不被 允许 的。 因 此 通过添加早强剂 。 在泡沫 剂掺量不大于2 时 ， 获 得基本无 塌陷的泡沫混凝土 。 实验 表明 ， 当气 温较高 ( 大于3 0 ) 时 ， 同样 条件下的泡沫 图7泡沫混凝土平 均坍塌量 与泡沫剂 掺量的关系( 常温状态下) 混凝 土 ， 泡沫剂掺量增加到2 ， 泡沫混凝 土也可 以不塌陷。 通过大量试验研究表 明 我们得 出适合 现场 浇筑 泡沫混 凝 土 施工 作 业 制度 在温度 较低 时 ( 5 - 2 0 C) ， 现场 浇筑泡沫 混凝土 的泡沫 剂 掺量 不宜大于 1 5 ： 在温度较 高时 ( 3 0 C) ， 现 场浇筑泡沫混凝土 的泡 沫剂掺 量 不 宜 大于 2 ： 在温度 为2 O 3 0 时 现场 浇筑 泡沫混凝土 的泡沫剂掺量 宜在 1 5 左 右 ： 现场浇筑泡沫混凝土一次浇筑 高度不宜大于l O O mm。 参 考 文献 ： 1 闰振 甲， 何 艳君 泡沫混凝 土实用 生产 技术 M】 化学工 业 出版社 2 0 0 6 ： 1 一l 8 8 【 2 】 蒋冬青 泡沫混凝 土应用新进 展 J _ 中国水泥， 2 0 0 3 ， ( 3 ) ： 46 48 3 】 张 巨松 国 内外泡沫 混凝 土发泡剂及发 泡技 术分析 J 】 低温建筑技术 1 9 9 1 ， ( 1 2 ) ： 6 6 6 7 4 顾真安 墙材 革新： 建筑节能之基础 J 】 墙材革新与建筑 节能， 2 0 0 6 ， ( 1 ) ： 1 61 8 5 潘志华， 陈国瑞， 李东旭， 程麟 现浇泡沫混凝土常见质量 问题 分析及对策 J 】 _ 新型建筑材料， 2 0 0 4 ， ( 1 ) ： 47 6 李楠 防水隔热 泡沫 混凝土 的研究 与应用 J 国外建材 科技， 2 0 0 6 ， 2 7 ( 4 ) ： 9 -1 3 7 赵铁军， 高倩， 王兆利 大掺量 粉煤灰对泡沫混凝 土抗压 强度 的影响 J 粉煤灰， 2 0 0 2 ， 1 4 ( 6 ) ： 7 1 0 。 8 】曾尤， 扬合， 张 巨松 国内外发泡剂及发泡技术 分析【 J 】 - 1 氐 温建筑技术， 2 0 0 1 ， ( 4 ) ： 2 3 2 5 9 吴保泓 新 型粉状混凝土 复合 塑化剂的研究 J 】 _ 广西 电 力工程， 1 9 9 9 ， ( 1 ) ： 3 5 - 3 8 1 0 肖力光， 盖广清， 杨燕 高掺量粉煤灰 泡沫混凝 土砌块 的实验研 究【 J 】 _ 新型建筑材料， 2 0 0 3 ， ( 1 ) ： 2 7 - 3 0 l 1 1 王培 民 新型和特 种混凝土配合比设计计 施工性能检 测实用手册 M 中国建材 出版社， 2 0 0 5 ， ( 1 ) ： 3 3 1 3 3 6 1 2 俞心 刚， 李德 军， 、 田学春， 魏海波， 王洪 飞， 李月香， 刘毅 煤矸石泡沫混凝 土的研究 J 新型建筑材料， 2 0 0 8 ， ( 1 ) ： 1 6 - 1 9 责任编辑 ： 余 咏梅