利用正交试验法研究泡沫混凝土制备工艺对其强度的影响.pdf

2 0 1 0 年 第 8 期 (总 第 2 5 0 期 ) N u mb e r 8 i n 2 0 1 0 ( T o t a l No 2 5 o) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THE( ) RETI ( L RES EARCH d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 0 0 8 0 0 8 利用正交试验法研究泡沫混凝土制备工艺 对其强度的影响 李龙珠。唐惠东。孙媛媛 ( 常# l, l I程职业技术学院 材料工程技术系，江苏 常州 2 1 3 1 6 4 ) 摘要 ： 主要采用正交试验法研究泡沫混凝土的制备工艺对其强度性 能的影 响 ， 研究结果表明 ： 在泡沫加入量 、 水灰 比和养 护条件三因 素中， 影响泡沫混凝土抗压强度的主要因素为泡沫加入量， 本试验较优的组合为 A ，C 。 ， 7 d 和 2 8 d 抗压强度分别达到 0 7 MP a 和 1 4 V P a 。 泡沫混凝土的强度随着泡沫加入量的增加而降低 ， 水灰比在较适宜的范围内对强度的影响不大， 考虑到经济条件及可行性养护条件宜采 取 自然养护 。 关键词： 正交试验；制备工艺 ； 抗压强度；泡沫混凝土 中图分类号 ： T U5 2 8 0 6 3 文献标志码： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 0 ) 0 8 0 0 2 3 0 2 E ffe c t of pr e par a t i on on c ompr e s s i ve s t r e ng t h o f f oa m e d c onc r e t e b y or t hog onal t e s t LI Lo n g - z h u， T ANG H u i - d o n g， SUN Yu a n- y u a n ( De p a r t me n t o f Ma t e r i a l E n g i n e e r i n g， C h a n g z h o uI n s t i t u t e o f E n g i n e e r i n gT e c h n o l o g y ， C h a n g z h o u2 1 3 1 6 4 ， C h i n a ) Abs t r a c t ： T h i s pa p e r a i m t o s tud y t h e e ffe c t o fp r e p a r a t i o n o n c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o ff o a me d c o n c r e t e by o r t h o g o n a l t e s t ， t h e r e s u l t s i n di c a t e d tha t t h e p r i ma r y f a c t o r i s f o a m q u a n t i t yAt the s a me t i me ， the mo r e e x c e l l e n t c o mbi n a t i o n i s A3 Bl C1 ， 7 d a y s a n d 2 8 d a y s c o mp r e s s i o n s tre n g t h s r e a c h 0 7 1 V l P a a n d 1 4 MP a r e s p e c t i v e ly W i t h t h e i n c r e a s e o f f o am c o n t e n t ， t h e c o mp r e s s iv e s t r e n gth wi l l d e c r e a s e ， the i mp a c t o f wa t e r r a t i o i s n o t h u g e o v e T c o mp r e s s i v e s t r e n g t h， a nd t he b e s t c u r i n g r e g i me i s n a t u r a l c u r i n g t h i n k t o e c o no my c o n d i ti o n a nd f e a s i b i l i t y ma i n t a i n c o n d i tio n Ke y wor ds ： o nh o g o n t e s t ； p r e p a r a t i o n； c o mp r e s s i v e s tr e n gth； f o am e d c o n c r e t e 0 引言 泡沫混凝土是采用发泡剂通过机械制出泡沫， 再将泡沫加入 胶凝材料浆体， 制成泡沫料浆， 然后成型或现浇， 经自然养护、 蒸汽 养护所形成的微孔轻质材料 I 】 。 这种混凝土由于多孔轻质， 使其 具有较低的热膨胀系数、 较好的隔热、 隔音以及耐火性能， 这些优 异的性能使得泡沫混凝土的研究和应用在国内受到越来越多的重 视2 - 5 。 泡沫混凝土生产流程基本上是先将水泥、 掺合料、 集料、 复 合外加剂和水分别计量、 搅拌混合， 然后加入制得的泡沫搅拌均 匀， 再注模、 预养护、 脱模、 养护得到成品， 而且其工艺过程对其性 能具有很大的影响， 而国内还没有人对其工艺过程对泡沫混凝土性 能的影响做系统的研究， 因而研究泡沫混凝土的工艺对其性能的 影响， 从而进一步提高其 生 能， 扩大其应用范围具有很大的意义。 1 试 验 研 究 1 1 试验原材料 本试验采用的主要原材料是： P O 3 2 5 级水泥， 溧阳金峰水 泥集团； 发泡剂， Z J 系列， 常州致嘉建筑工程配套有限公司。 1 2工艺流程 试验 的工艺流程 如图 1 所示 。 1 3 配合 比设 计 本试验采用三水平三因素的正交试验， 按 L 9 ( 3 ) 设计， 考察 收稿 日期 ：2 0 1 0 - 0 3 1 5 图 1 泡沫混凝土工艺流程 各因素对泡沫混凝土强度的影响。本次试验的配合 比设计如 表 1 所示 。 表 1 泡沫混凝土的配合比设计 1 4性 能测试 参照 G B T 1 1 9 6 9 ， 采用 T 2 H 3 0 0型电液式抗折抗压试验机 对样品进行强度测试。 2 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2结果与讨论 正交试验数据分析表如表 2 、 3 所示。 表 2 7 d抗压强度试 验结果正交分析 表 3 2 8 d抗压强度试验结果正交分析 2 1 正交试验结果极差分析 从表 2中各因素极差大小可以看出， 对 7 d抗压强度影响的 大 b N序为： 泡沫加入量 水灰比养护条件， 从表 3中各因素 极差大小可以看出， 对 2 8 d 抗压强度影响的大 b N序为： 泡沫加 入量=水灰比养护条件。因而， 泡沫加入量为抗压强度的主要 影响因素， 其次为水灰比， 最后为养护条件。据文献【 6 7 】 报道， 泡沫混凝土抗压强度主要影响因素有骨料的种类、 气孔率、 含水 率 、 水灰 比和养护条件等， 而且当水灰比在一定范围内变化时 对强度的影响不是很大。泡沫加入量是泡沫混凝土气孔率的直 接影响因素， 因而是强度的主要影响因素 ； 而水灰比在 0 4 0 6 较小范围内， 对抗压强度的影响不大； 养护条件中自然 、 薄膜和 保湿养护由于 自然养护是在温度和湿度变化较小的实验室中 进行， 因而三种养护工艺都能做到早期保湿， 对强度的影响不 2 4 大。因此 ， 综合考虑试验可行性及成本 ， 本批试验最优组合为 A3 BlC1 o 2 2优化 试验 根据组合 A3 t 3 C 水平制作试块 ： 水灰比 0 , 6 ， 泡沫加入量 0 2 L k g 水泥， 自然养护。 然后测试其性能， 7 d 强度达到 0 7 UP a ， 2 8 d强度达 1 4 MP a ， 其他物理性能指标为： 干体积密度 4 6 0 k g m 3 ， 吸水率 0 4 ， 导热系数 0 1 W ( m K) 。 2 - 3 影响 因素水平分析与讨论 根据表 2 、 3中样品 7 d和 2 8 d 抗压强度结果作抗压强度 随水灰比变化曲线图 2 、 抗压强度随泡沫加入量变化曲线图3和 抗压强度随养护条件变化 曲线图 4 。 日 憩 堰 日 、 醴 幽 日 、 嘿 水灰 比 图 2 抗压 强度 随水灰 比变化 曲线 泡沫 加入量 图 3 抗压强度随泡沫加入量 变化 曲线 养 护条件 图 4 抗压 强度 随养护条件变化 曲线 由图 2可以看出泡沫混凝土的强度随着水灰比的增大呈 现先减小后增大的趋势， 但变化不是很明显， 主要是因为泡沫 混凝土水灰比在 0 4 , - ,0 6 这一合适的范围内， 其强度变化不是很 大，同时可能由于试验过程中各种容器内壁水没有准确处理， 给试验带来一定误差， 需要进一步论证。 由图3可以看出泡沫混凝土的强度随着泡沫加入量的增 加呈减小的趋势， 主要原因是： 随着泡沫加入量的增加， 试块的 孔隙率增大， 体积密度减少， 从而使强度降低。 从图4可以看出采用自然养护时 7 d 抗压强度较高， 而 2 8 d 抗压强度在自然养护和薄膜养护都较好 ， 而保湿养护强度较差， 下转第 6 3页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m ( a ) l 件 叠豁 ( d ) 4 试件 ( b ) 2 试件 循环后仍然不锈蚀。 表 1 干湿冷热循环钢筋锈蚀情况 ( c ) 3 试件 ( e ) 4 试件 ( e ) 5 试件 图 4 试件锈蚀试验结果 2 0 0 4， 1 0 2 ( 6 ) ： 7 - 8 3结 语 AMC I 具有优良的防止氯离子对钢筋锈蚀的作用 ， 无论是在 氯盐溶液中、 新拌砂浆还是在硬化砂浆中， 始终让钢筋保持钝 化状态 ， 免于 氯离子侵蚀。 参考文献 ： 1 马新伟， 亡 B 静酷 ， 范征宇， 等 冈 筋阻锈剂的新发展 J 1 氐 温建筑技术， 上接第 2 4页 其可能原因是泡沫混凝土具有较大的吸水性， 在保湿养护的情 况下气孔吸收了大量的水分 ， 从而使其强度偏低， 而薄膜养护 减少了早期水分的挥发， 有利于后期强度的提高， 本试验在实 验室进行自然养护， 湿度和温度都比较稳定， 因而强度较好。 3结论 ( 1 ) 在泡沫加入量 、 水灰比和养护条件三因素中， 影响泡沫 混凝土抗压强度的主要因素为泡沫加入量。 ( 2 ) 本试验较好的组合为 A3 B 。 C 。 ， 7 d和 2 8 d抗压强度分别 达到 O 7 MP a 和 1 4 MP a 。 ( 3 ) 泡沫混凝土的强度随着泡沫加入量的增加而降低， 水 灰 比在较适宜的范围内对强度的影响不大， 考虑到经济条件及 可行性养护条件宜采取 自然养护。 参考文献 ： 1 闫振甲， 何艳君 泡沫混凝土实用生产技术【 M _ 京： 化学工业出版 社， 2 0 0 6 2 A L A E T T I N K i l i c ， C E NG I Z D u r a n At i s ， E R G U L Y a s a r ， e t a 1 H i g h s t r e ng t h l i g h t w d i g h t c o n c r e t e ma d e wi t h s c o r i a a g g r e g a t e c o n t a i n i n g 2 徐永模迁移性阻锈剂 钢筋混凝土阻锈剂的新发展 硅酸盐 学报 ， 2 0 0 2 ， 3 0 ( 1 ) ： 9 4 1 0 1 3 】洪定海 冈 筋腐蚀引起混凝土结构破坏的修复对策 J J _ 建筑材料学 报， 1 9 9 8 ， 1 ( 3 ) ： 2 7 l 一 2 7 7 4 李伟 钢筋阻锈剂的防腐机理及相关规范 J 1 _ 有色矿山， 2 0 0 0 ， 2 9 ( 4 ) ： 4 9 - 5 0 作者简介 ： 贺奎( 1 9 7 1 一 ) ， 男 ， 硕士 ， 高级工程 师。 单位地址： 北京币复兴路 3 4 号( 1 0 0 0 3 9 ) 联系电话 ： 0 1 0 8 8 2 2 3 8 2 0 mi n e r a l a d mi x t u r e s J C e me n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h， 2 0 0 3 ， 3 3 ( 1 0 ) ： 1 5 9 5 1 5 9 9 3 T I K A L AK Y P J ， P OS P I S I L J ， MA C D ON A L D W A me t h o d f o r a s s e s s m e n t o f t h e fr e e z e t h a w r e s i s t a n c e o f p r e t o r me d f o a m c e l l u l a r e o n c r e t e C e me n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h ， 2 0 0 4 ， 3 4 ( 5 ) ： 8 8 9 8 9 3 4 AL D U AL J ， AL S HA L E H K， NA S E E R H M， e t a1 L i g h t w e i g h t c o n c r e t e i n h o t c o a s t a l a r e a s J C e m e n t a n dC o n c r e t e R e s e a l v h ， 1 9 9 9 ， 2 1 ( 5 ) ： 4 5 3 _ 4 5 8 5 乔欢欢， 卢忠远， 等 掺合料粉体种类对泡沫混凝土性能的影H NJ 粉 体加工与处理， 2 0 0 8 ， 1 4 ( 6 ) ： 3 8 4 1 6 】R A MAMU WI H Y K， KU N H AN A ND A N N AMB I A R E K， I N D U S I V A R AN J A N I G A c l a s s i f i c a t i o n o f s t u d i e s o n p r o p e r t i e s o f f o a m e o fl e r e t e J C e me n t a n d C o n c r e t e C o m p o s i t e s ， 2 0 0 9 ， 3 1 ( 6 ) ： 3 8 8 3 9 6 7 潘志华 ， 等新型高性能泡沫混凝土制备技术研究 J 新型建筑材料， 2 0 0 2 ( 5 ) ： 1 - 5 作者简介： 李龙珠( 1 9 8 1 一 ) ， 女， 硕士研究生， 讲师。 单位地址： 江办省 ) llq 大学城 常州工程职业技术学院材料系( 2 1 3 1 6 4 ) 联系电话 ： 1 3 4 0 7 5 7 3 3 8 l 6 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m