石英砂水泥發(fā)泡保溫材料的研究
【摘要】石英砂水泥發(fā)泡的關(guān)鍵是要適時(shí)加入固相劑和穩(wěn)定劑，使氣泡形成后不破裂，石英砂顆粒不下沉，使固－液－氣三相分離時(shí)平衡穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】石英砂水泥發(fā)泡保溫材料；固相劑；穩(wěn)定劑；固相－液相-氣相平衡
0前言
發(fā)泡技術(shù)在國(guó)內(nèi)外無(wú)機(jī)建筑材料領(lǐng)域普遍被采用，如蒸壓加汽混凝土，以粉煤灰、水泥為主要原料，以鋁粉（膏）為發(fā)泡劑，經(jīng)過(guò)高溫、高壓、蒸汽養(yǎng)護(hù)而制成建筑砌塊，廣泛應(yīng)用于框架外墻材料。泡沫混凝土則是采用機(jī)械的方法將發(fā)泡劑制成泡沫，然后再將已制得的泡沫和硅鈣質(zhì)材料、菱鎂材料或石膏材料所制成的料漿均勻攪拌，即制成泡沫混凝土拌和物。在蒸養(yǎng)或自然養(yǎng)護(hù)條件下，這些材料間產(chǎn)生水化反應(yīng)，生成水化硅酸鹽及水化硅酸鹽膠凝物質(zhì)或其他膠凝物質(zhì)，使坯體逐漸變成具有一定強(qiáng)度和其他物理力學(xué)性能的多孔人造石材。因這種泡沫混凝土是外加的，所以人們習(xí)慣稱之為外發(fā)泡。機(jī)械發(fā)泡所制的泡沫混凝土泡徑的大小可以通過(guò)人工控制，它的泡徑一般都小于3mm。
石英砂水泥發(fā)泡使以石英砂（或磷渣、水渣）、水泥為主要材料，以自主研發(fā)的固相劑、穩(wěn)定劑為輔助料，在常溫常壓下發(fā)泡成型的保溫材料。
1 原材料
1.1 石英砂（或磷渣、水渣）
顆徑0.1-1.5㎜，粘土含量＜3%。
1.2 硫鋁酸鹽水泥或鐵鋁酸鹽水泥
應(yīng)符合JC714-1996、JC435-1996標(biāo)準(zhǔn)。
1.3 固相劑、穩(wěn)定劑為有機(jī)與無(wú)機(jī)復(fù)合外加劑（自制）
1.4 水
主要用于水泥水化和形成氣泡介質(zhì)，調(diào)節(jié)料漿稠度及制品性能。
2 石英砂水泥發(fā)泡保溫砌塊的主要性能指標(biāo)
表1 砌塊的干密度
|
干密度級(jí)別 |
B03 |
B04 |
B05 |
B06 |
BO7 |
B08 |
|
干密度≤ |
335 |
440 |
545 |
640 |
735 |
850 |
表2 砌塊的強(qiáng)度級(jí)別
|
干密度級(jí)別 |
B03 |
B04 |
B05 |
B06 |
BO7 |
B08 |
|
強(qiáng)度級(jí)別 |
A1.5 |
A2.5 |
A3 |
A3.5 |
A5.5 |
A8 |
表3 干燥收縮、抗凍性和導(dǎo)熱系數(shù)
|
干密度級(jí)別 |
B03 |
B04 |
B05 |
B06 |
B07 |
B08 | |
|
干燥收縮值（㎜／m) |
快速法≤ |
0.6 | |||||
|
抗凍性 |
質(zhì)量損失，%，≤ |
0.5 | |||||
|
凍后強(qiáng)度，MPa，≤ |
0.6 |
1.4 |
1.8 |
2.5 |
3.5 |
4.5 | |
|
導(dǎo)熱系數(shù)（干態(tài)）
（w／m.k)≤ |
0.12 |
0.15 |
0.18 |
0.2 |
0.22 |
0.25 | |
三、石英砂水泥發(fā)泡機(jī)理
固相劑、穩(wěn)定劑是石英砂水泥發(fā)泡的關(guān)鍵技術(shù)，在未加入固相劑和穩(wěn)定劑之前，石英砂水泥發(fā)泡料漿是固－液相共存體系，當(dāng)加入發(fā)泡劑后產(chǎn)生氣體，氣體體積不斷膨脹形成了氣－界面。氣體通過(guò)液體時(shí)，由于表面張力的作用，液體表面自動(dòng)收縮，形成了液體薄膜包圍氣體，當(dāng)發(fā)泡氣體壓力大于液體表面張力時(shí)，泡體破裂，氣體逸出。特別是石英砂水泥料漿是在常溫常壓下發(fā)泡，液體表面張力很小，給氣泡氣體壓力很大，泡體很容易破裂，氣體要逸出，固體要沉降，水分要泌出，不能形成均勻的多孔分散體系，當(dāng)加入固相劑、穩(wěn)定劑后，石英砂水泥料漿液－氣界面壓力降低，使氣泡穩(wěn)定，提高了料漿的保氣能力，固體顆粒在固相劑的作用下，向氣泡粘聚，避免了固體顆粒因沉降而產(chǎn)生逸氣；同時(shí)，固體顆粒在氣泡周圍形成一層有一定強(qiáng)度的薄膜后，通過(guò)穩(wěn)定劑迅速固結(jié)，形成了穩(wěn)定的固―液―氣三相多孔分散體系。
四、結(jié)語(yǔ)
（1）固相劑、穩(wěn)定劑是保證石英砂水泥發(fā)泡體穩(wěn)定的外加劑。
?。?）石英砂水泥發(fā)泡不用高溫高壓、蒸汽養(yǎng)護(hù)、投資少、見(jiàn)效快，易于推廣。
?。?）石英砂水泥發(fā)泡砌塊是加氣混凝土砌塊的升級(jí)換代產(chǎn)品。
【作者簡(jiǎn)介】黃圣焱（1942-），男，貴州晨煦新型建材科技發(fā)展有限公司總工程師。
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