水胶比对泡沫混凝土性能影响试验.pdf
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1、1 2 低温建筑技术 2 0 1 4年第 l O期( 总第 1 9 6期 ) 水胶 比对泡 沫混凝土性能影响试 验 郑秀梅 , 付丽艳 , 刘晓丹 , 王琦 , 陈思远 ( 佳木斯大学 建筑工程学院 黑龙江佳 木斯1 5 4 0 0 2l 【 摘要】 使用 4 种水胶比( 0 3 5 、 0 4 0 、 0 4 5 、 0 5 0 ) 配制泡沫混凝土, 并对成型后的混凝土试件进行了密 度、 吸水率及抗压强度试验, 得出水胶比对泡沫混凝土性能的影响规律。文 中从经济性及适应性考虑, 建议工程 用水胶比为0 4 5 0 5 。 【 关键词】 泡沫混凝土; 水胶比; 吸水率; 抗压强度 【 中图分类
2、号】 T U 5 2 8 2 【 文献标识码】 A 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 4 ) 1 0 0 0 1 2 0 3 E XP ER1 、 ENT ON EF F ECT oF W ATE R To BD旺I ER RATI o oN P RoP ERTI ES oF F oAM ED CoNCRETE Z HE NG X i ume i , F U L i y a n, L I U Xi a od a n, WAN G q i , CHEN S i y u a n ( I n s t i t u t e o f C i v i l E n g i n e
3、 e r i n g J i a m u s i U n i v , H e i l o n g j i a n g J i a m u s i 1 5 4 0 0 7 , C h i n a ) Abs t r a c t : T hi s p a p e r u s e d f o u r k i n ds o f wa t e r t o b i n d e r r a t i o to p r e p r a r e t h e f o a me d c o n c r e t e, the y we r e 0 3 5, 0 4 0, 0 4 5 a n d 0 5 0 B y t
4、e s t i n g o n d e n s i t y ,w a t e r a b s o r p t i o n r a t e a n d c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f f o r mi n g f o a m c o n c r e t e ,d r a w e d t h e r e g u l a r i t y o f t h e e f f e c t s o f w a t e r t o b i n d e r r a ti o o n e f f e c t s p r o p e r t i e s o f f o
5、 a me d c o nc e rte Co ns i d e r a tio n f r o m t he e c o n o mi c a n d a d a p t a b i l i t y,t h i s pa p e r s u g g e s t t h e e n g i n e e r i n g wa t e r c e me n t r a t i o i s 0 4 5 0 5 Ke y wo r d s: f o a me d c o nc r e t e; wa t e r t o bi n d e r r a t i o; wa t e r a bs o r p
6、 tio n r a t e; c o mp r e s s i u e s t r e n g t h 0引言 泡沫混凝 土是一种 利废 、 环保 、 节 能、 经 济且具 有 不燃性 的新 型建筑 节能材料 , 通 过化学 或物理 的方 式 根据实际工程需要将某种气体引入水泥砂浆中, 经过 合理养护成型, 而形成的含有大量细小的封闭气孔, 并 具有相当强度的混凝土制品 。由于具有低密、 轻质、 保温、 隔声、 抗震性能好、 成本低及施工方便等优点, 泡 沫混凝 土广 泛应用 于墙体材料及屋面材料 的施工 中。 国内外众多学者对泡沫混凝土性能做了大量的 试验研究与开发 】 【 , 但其还存在
7、强度偏低、 容易开 裂、 收缩率大、 吸水率高等缺点, 严重阻碍了泡沫混凝 土在工程中的应用范围, 因而要进一步扩大其应用领 域还应在发泡剂的使用、 配合 比的设计、 工艺流程的优 化及设备合理化等方面做更进一步的研究与探讨。文 中对不同水胶比的泡沫混凝土密度、 吸水率及抗压强 度进行了试验研究, 以期为泡沫混凝土的进一步深人 研究提供有力的参考数据。 1 试验方 案 1 1 试验材料 考虑普通硅酸水泥的价格低廉、 强度高、 耐久性能 基金项 目 黑 龙江省教育厅科技项 目基金资助( 1 2 5 4 1 8 0 7 ) 好 , 本试验主要使用 P 0 4 2 5级普通硅酸盐水泥。 但由于普硅水
8、泥的浆体稠度小 , 使得制备的泡沫混凝 土凝结时间较长、 浆体容易塌陷, 而铝酸盐水泥是一种 快硬、 高强水泥 , 因此在本试验中, 通过在普通硅酸盐 水泥中掺加适量的铝酸盐水泥来缩短泡沫混凝土的 凝结时 间。本试验所采用的是 C A 5 0级铝酸盐水泥 。 发泡剂采用复合型 J Z一1 泡沫混凝土发泡剂, 基 本发气 量为 2 4 0 m l g , 此 发泡剂发 泡量较 大 , 泡沫优 质 稳定性好 。 为了有效改善泡沫混凝土的早期抗裂性及韧性, 在试验 中在泡 沫混凝 土制备 中加入 聚丙烯纤维 ( P P ) , 其主要强度值为 3 5 0 7 0 0 MP a , 比重约为 0 9
9、1 g c m , 极限伸长率可达2 5 , 且吸湿性极小。 减水剂选用哈尔滨生产的天嘉牌聚羧酸减水剂, 其减水率达4 0 以上, 掺量低, 流动性好 , 净浆流动度 2 8 0 m m, 塌落度经时损失小。 试验中采用 的细骨料为细度模数 2 7的中砂, 粗 骨料为粒径范 围 5一l O m m的 天然碎石 及再 生混凝 土 骨料, 级配良好。使用时, 粗骨料均为饱和面干状态。 试验用水 , 采用佳木斯市居 民饮用水。 郑秀梅等 : 水胶 比对 泡沫混凝 土性能影响试验 1 3 1 2 泡沫混凝土的制作与养护 本试验采用预制泡沫混合法制备泡沫混凝土。首 先根据试验配合比, 将混凝土发泡剂按
10、1 : 2 5的比例稀 释成水 溶液 , 然后投入 到乳化 机制泡机 中 , 逐 步调整转 速至7 0 0 0 r ra i n左右, 发泡过程随时观察发泡情况 , 随 时调整 , 直至制均匀稳定的泡沫。在制备泡沫的同时 , 将配合好的水泥 、 细骨料、 水、 外加剂等按着顺序投入 混凝土搅拌机进行搅拌。待泡沫准备好后 , 将泡沫逐 渐加入搅拌机中, 且每搅拌 6 0 s 进行人工翻拌一次, 这 样可使泡沫能与水泥浆体更好 的混合, 搅拌约 1 8 0 s , 即可形成均匀的泡沫混凝土 。 采用人工浇注的方式, 将泡沫混凝土投入 l O O m m l O O m ml O O m m 立方
11、体试模 内, 编号后 用塑 料布 覆 盖, 在室内密封条件下进行 自然养护 , 3 5 d脱模后 , 继续养护达规定时间即可进行相应试验。 1 3 试验 方法 本研 究主对泡沫混 凝 土进行 干密 度 ( ) 、 抗 压 强 度 ( 及 吸水 率( ) 试 验 , 每 试验 组均 选取 3块 试 块 , 且试 块表面需平整 , 不得有裂缝或 明显 缺陷 。 干密度试验 : 选取试件 3块, 逐块量取长、 宽、 高三 个方向的轴线尺寸, 精确至 l m m, 计算试件的体积 , 再将 3块试件放进温度为 8 0 o C5 C 干燥箱内烘干至 恒质量 ( ) , 精确至 l g 。按 P 。 =
12、l 0 式进行计 算 , 精确到 l k g m 。 吸水率试验 : 先将选取的 3块试件放人电热鼓风 干燥箱内, 在 8 0 C5 C 下烘干至恒质量 ( ) 。待试 件 冷却 至室 温后 , 取 出试件放 入 2 0 C5 C的恒温 水 槽内, 然后加水至试件高度的 1 3 , 并保持2 4 h , 再加水 至试件高度的2 3 , 经 2 4 h 后 , 加水高出试件 3 0 m m以 上 , 并保持 2 4 h 然后将试件从水中取出, 用湿布抹去 表 面水分 , 立 即称取每块试件重量( 。 ) , 精确至 1 g 。 每块试件按式 WR :M g Mo 1 0 0计算泡沫混凝土试件 r
13、 J0 的质量吸水率 , 按 W v= I r l g i r l 0 1 0 0计算体积吸水率 , 均精 确 到 0 0 1 , 取 3块 计算 所 得平 均 值 , 精 确 到 0 1 。 抗压强度试验 : 将选取 的 3块试件放在 8 0 5 C干燥箱内烘干至恒质量( ) , 测量试件受压面尺 寸精确至 1 I T t l n , 按测量得到的尺寸计算试件的受压面 积 ( A ) 。以 2 k N s - I- 0 5 k N s的速度 连续 而 均 匀 的加 荷( F) , 直至试件破坏 , 并记录破坏荷载。按式计算抗 压强度, 精确到 0 0 0 1 MP a 。 2试验结 果与分析
14、 水胶 比对泡 沫混凝 土性能的影响。为分析不 同水 胶比对 泡沫 混凝 土性能 的影 响, 本试 验分别 采用 0 3 5 、 0 4 0 、 0 4 5 、 0 5 0的水胶 比, 使用由 1 0 铝酸盐 水泥与9 0 普通硅酸盐水泥复合的胶凝材料、 水泥质 量 0 8 的复合型 J Z一1泡沫混凝土发泡剂、 水泥质 量 0 8 的聚丙烯纤维及水泥质量 1 0 的聚羧酸减 水剂, 配制泡沫混凝土 , 制作试件 , 并养护至相应龄期, 进行密度、 抗压强度及吸水率试验。得出如表 1 所示 的试验结果 。 表 1 水胶 比的泡沫 混凝 土性 能的影响 注 p = x l 综合表中数据, 可知此
15、试验中泡沫混凝土的干密 度均在 A 0 5及 A 0 6之间, 吸水率在 3 5 以上 , 抗压强 度均大于 1 O M P a , 在 C 1 5至 C 2 5 左右 。从图 1可看 出泡沫混凝土的干密度及湿密度均随水胶 比的增加 呈现出先增大后减少的趋势, 当水胶比在0 4时, 泡沫 混凝土的干密度及湿密度均达最 大值, 当水胶 比为 0 5时, 干密度达最小值。而混凝土的吸水率随水胶 比的增加呈现 出先增 加后 略有减小趋 势 , 当水胶 比为 0 4 5时达最大, 而后降低 , 但降低幅度不大。随养护 龄期 的增 加 , 泡 沫混 凝 土 的早 期 强度也 明显增 高 , 在 3 d时
16、, 各水胶比的抗压强度均较低, 且相差不大 , 在 7 d 时, 除0 4 5水胶比的抗压强度较低, 其它三种水胶 比 的抗压强度均有较大增长 , 当 2 8 d时, 0 3 5水胶 比的 泡沫混凝土 的抗 压强度 最高 , 达 2 3 0 4 MP a , 0 4 5水 胶 比的最低, 为 1 3 6 4 MP a 。 分析 以上结果 的原 因, 由于泡沫混 凝土 内部含 有 丰富泡沫, 孔隙率较大, 故显示出低强度、 低密度、 高吸 水率的现象。当水胶比较小时, 混凝土内部的游离水 也较少, 在水泥浆硬化过程中, 会吸收泡沫中的一部分 水分而使泡沫发生破裂 , 水泥浆体进行填充, 从而使泡
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