化学发泡对石膏基泡沫混凝土性能的影响.pdf

第3 9 卷第1 期 2 0 1 6 年 1 月 非金 属 矿 N o n M e t a l l i c M i ne s Vl0 1 3 9 N O 1 J a n u a r y ，2 01 6 化学发泡对石膏基泡沫混凝土性能的影响 刘文斌 张晓青 徐开胜。 杨英健 ( 1 常州市安贞建设工程检测有限公司，江苏 常州2 1 3 1 6 8 ； 2 常州工程职业技术学院，江苏 常州2 1 3 1 6 4 ； 3 江苏武进绿和环保建材科 技有限公司，江苏 常州2 1 3 1 0 0 ) 摘 要 采用化学发泡法对石膏进行发泡， 制备石膏基泡沫混凝土。结果表明： 化学发泡法制备的泡沫混凝土水化产物并没有发生变化， 仍 为二水石 膏。随发泡剂量 的增加泡沫混凝土强度 下降， 孔隙率增 大， 密度 下降， 但耐水性 未有明显下降。缓凝剂的掺入对凝结时间和强度都有一定 影响。纤维量的 少量增加 ， 对泡沫混凝 土的抗折增 大不明显。微观分析显示： 未掺发泡剂时生成的二 水石膏结构要 比掺发泡剂的结构致密。 关键词化学发泡； 石膏； 泡沫混凝土； 孔隙率 中图分类号 ： T U 5 2 8 4 7 文献标识码 ： A Ef f e c t o f Ch e mi c a l F o a mi n g o n t h e Pr o p e r t i e s o f Gy ps u m Ba s e d Fo a me d Co n c r e t e L i u We n b in Z h a n g Xi a o q i n g Xu Ka i s h e n g Y a n g Yi n g j i a n ( 1 C h a n g z h o uAn z h e n C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g T e s t i n g Co ， L t d ， C h a n g z h o u ， J i a n g s u 2 1 3 1 6 8 ； 2 C h a n g z h o uV o c a t i o n a l I n s t i t u t e o f E n g i n e e r i n g ， Ch a n g z h o u ， J i a n g s u 2 1 3 1 6 4 ； 3 J i a n g s u Wu j i n Gr e e n a n d E n v i r o n me n t a l P r o t e c t i o n Bu i l d i n g Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y C o L t d ， C h a n g z h o u J i a n g s u 2 l 3 1 0 0 ) Abs t r a c t S tud y o n t h e p r e p a r a t i o n o f g y ps u l n b a s e d f o a me d c o n c r e t e b y u s i n g c h e mi c a l f o am i n g me t h o d Th e r e s u l t s s h o w the h y d r at i o n p r o d u c t s o f f o a me d c o n c r e p r e p a r e d b y c h e mi c a l f o am i n g me t h od d i d n o t c h a n g e a n d k e 印 o n d i h y d r a t e g y ps u m Wi t h the inc r e a s e o f f o am do s e ， the s t r e n g t h o f f o am c o n c r e t e d e c r e a s e s ， the p o r o s i t y i n c r e a s e s a n d the d e n s i ty d e c r e a s e s ， b u t wa t e r r e s i s t a n c e h a s n o t b e e n s i g n i fi c ant l y d e c r e a s e d T h e i n c o r p o r a t i o n o f the r e t a r d e r h a s a c e r t a i n e ffe c t o n t h e s e t t i n g t i m e a n d s t r e n g t h Th e fle x u r a l s tre ng t h o f f o am e d c o n c r e t e h as n o t inc r e a s e d wi t h t h e i n c r e as e o f f i b e r c o n t e n t Mi c r o s c o p i c a n a l y s i s s h o ws t h a t ： t h e s tr u c t u r e o f t h e t wo wa t e r g y p S U l T l g e n e r a t e d by the n o f o am i n g a g e n t i s c o mp a c t e r than the f o a mi n g a g e n t Ke y wo r d s c h e mi c a l f o a mi n g me t h o d ； g y p s u m； f o am e d c o n c r e t e ； p o r o s i ty 石膏泡沫混凝土砌块是利用工业脱硫石膏 ， 掺加 一 些矿渣、 水泥、 9 b J n 剂等制备而成 】 ， 具有质量轻、 强度高、 绿色环保、 隔声性 能好及尺 寸精确、 干法作 业、 施工快捷和成墙 占地面积小等特点， 无需煅烧， 不 但可以实现工业副产石膏的资源化利用， 而且可以提 高节能减排的水平 口 】 。本实验通过化学发泡法进行 泡沫混凝土的生产研究， 探究石膏基泡沫混凝土的孔 隙率、 强度和软化系数等物理性能， 并对微观结构进 行探究。 1 实验部分 1 1 原料石膏： 脱硫石膏购于长兴某石膏制品公 司； 发泡剂 ： 双氧水， 常州洪森化工有 限公司 ， 双氧水 质量分数 2 7 5 ； 稳泡剂 ： 硬脂酸盐系列， 以硬脂酸钙 为主的复合稳泡剂 ； 催化剂 ： 自制的 G粉， 主要成分为 二氧化锰 ； 缓凝剂 ： 选用上海建筑科学研究院的 S C石 膏缓凝剂， 主要成分为二亚 乙基三胺五乙酸的五钠盐 与混凝土外加剂复合物； 纤维： 市售聚丙烯纤维； 水： 常州饮用自来水。 收稿 日期 ：2 0 1 5 - 1 2 1 3 5 5 1 _ 2 试验 方法掺入不同量 S C缓凝剂、 发泡剂、 纤 维的石膏基混凝土组成设计， 分别见表 l 表 3 。 将胶 凝材料和各种外加剂( 除发泡剂以外) 加水搅拌均匀， 并控制料浆温度为 2 5 3 0， 搅拌速度为 1 2 0 r m in ， 搅拌时间为 3 mi n ； 搅拌均匀后， 迅速加入发泡剂 ， 持 续搅拌约 3 0 s ； 最终将拌合均匀的料浆倒入模具内静 停发泡 ， 待一定强度后拆模养护即可。 表 1 不同 S C缓凝剂掺量的混凝土组成设计 表 2 不同发泡剂掺量的泡沫混凝土组成设计 第3 9 卷第1 期 非金 属矿 2 叭6 年1 月 表 3 不同纤维掺量的泡沫混凝土组成设计 1 _ 3 性能测试 根据 G B T 9 7 7 6 2 0 0 8 建筑石膏标准 进行脱硫石膏的基本性能检测 ， 采用三联胶砂试模进 行抗折抗压检测。 采用D m a x I I A型x射线衍射仪 ( 步 进扫描方式) 对石膏体系泡沫混凝土水化后的矿物组 成进行衍射分析。采用$ 4 4 0 型扫描电子显微镜对泡 沫混凝土进行水化产物的观察。 2 结果与讨论 2 1 脱硫石膏性能试验按 G B T 1 7 6 6 9 4 1 9 9 9 建筑 石膏净浆进行成型， 对石膏净浆的凝结时间、 强度进 行了测定， 其性能见表 4 。由表 4 可知， 其凝结时间和 强度都符合国家标准要求。 表 4 试验用脱硫建筑石膏的物理性能 对脱硫石膏粉体进行 X R D和 S E M 分析 ， 结果见 图 1 。从图 1 可看出， 脱硫石膏基本为 p 半水石膏晶 型， 还有少量二水石膏晶型。可能是脱硫石膏烘干时 未能完全脱水所致。脱硫建筑石膏颗粒外观规整， 外 形为短柱状且晶体大小比较均匀。 园 0 1 0 20 30 40 50 60 70 80 2 O ( 。 ) 图1 脱硫建筑石膏X R D ( a ) 和S E M( b ) I 一 5 6 2 2 石膏基混凝土性能不同组成设计下混凝土的 物理性能， 分别见表 5 表 7 。由表 5 可知， 随缓凝剂 用量增加， 石膏浆体凝结 时间变长。未掺 时， 初凝时 间为 5 mi n ， 终凝时问为 9 mi n 。掺入 1 S C缓凝剂时 初终凝时间分别为 1 7 3 mi n和 2 1 2 mi n 。充分说明 S C 缓凝剂对石膏起到了缓凝效果。从对强度的影响来 看， 抗折强度和抗压强度都随着缓凝剂用量的增加而 下降。这是因为缓凝剂可以改变晶体 的生长习性 ， 使 晶体普遍粗化， 从而显著降低石膏硬化体 的强度 p 。 从时间上看， 石膏最大强度 出现在 1 d 左右 ， 之后开 始逐渐下降。这可能是 由于石膏水化为二水石膏晶 粒变大。因此后续实验在满足操作性的前提下， 选用 0 1 5 的缓凝剂掺量。 表 5 掺不同量缓凝剂后混凝土的物理性能 表 6 掺不同量发泡剂后混凝土的物理性能 B1 1 51 l B2 1 3 0 2 B3 1 0 6 4 B4 0 8 3 8 2 0 2 5 3 3 0 7 4 3 0 8 2 2 0 5 3 9 2 6 2 3 6 2 4 3 3 5 4 5 2 0 9 6 8 1 9 2 3 1 6 01 2 6l 5 1 5 7 7 2 7 1 5 1 8 3 3 3 7 9 7 3 8 9 7 0 8 7 4 1 8 2 2 1 2 5 6 1 9 3 5 1 1 0 2 1 9 6 3 l 8 l 3 2 5l 74 9 6 8 0 78 3 1 6 2 O 0 6 2 6 1 3 0 5 0 6 8 4 l 2 9 7 0 9 4 5 2 2 6 9 5 4 7 4 0 8 5 4 B5 0 6 7 1 1 4 1 9 0 5 0 4 0 8 4 4 0 5 7 4 0 8 6 0 7 9 7 1 5 4 9 6 3 2 6 0 7 7 8