胶凝材料和掺和料对泡沫混凝土的影响

贵州主体结构检测告诉你胶凝材料和掺和料对泡沫混凝土的影响

1水泥

泡沫混凝土选择多的胶凝材料是普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥；另外还有选择镁质发泡水泥（氯氧镁水泥）作为无机胶凝材料的, 它是由轻度煅烧菱镁矿(MgCO3) 得到的菱苦土(MgO) 及氯化镁水溶液反应生成的气硬性凝胶材料。 水泥在泡沫混凝土中起主要胶凝作用， 但也不是用量越多越好。国外研究发现，泡沫混凝土采用高水泥含量时产生的高水化反应热，将导致明显的内部温度增长，容易引起泡沫的热破裂。 普通水泥价格低，但凝结较慢，在普通水泥中掺入一定量的高铝水泥和碳酸锂，以调整水泥 浆 的 凝 结 时 间 ，研 究 发 现 ：当 掺 入8%的高铝水泥后水泥的初凝时间是 20min；掺加高铝水泥 2%的碳酸锂后,初凝时间仅 12min，但早期强度也降低。

2粉煤灰

粉煤灰是一种火山灰质活性材料，由于其本身的化学成分、结构和颗粒形状等特征，在混凝土中掺入粉煤灰可产生 “粉煤灰效应”，即活性效应、形态效应和微集料效应。 另外粉煤灰对混凝土内部的界面也产生影响，称为“界面效应”。 由于粉煤灰来料方便，有政策优惠，所以其在泡沫混凝土材料研发和工程应用中比较广。 盖广清等把粉煤灰掺入陶粒泡沫混凝土中，测试结果表明: 掺入粉煤灰后，陶粒泡沫混凝土具有强度高、干表观密度低和导热系数低的优点。泡沫混凝土的强度会随粉煤灰掺量增大而不断下降，其吸水率也会随掺灰量增加而不断升高[。2002 年，E.P. Kearsley对大掺量粉煤灰对泡沫混凝土的抗压强度影响进行研究，结果发现不管是未分级的、还是分级的粉煤灰，高掺量都将导致泡沫混凝土早期强度降低； 但当粉煤灰代替水泥掺量达75%时，长期强度（一年后）反而有所提升。 赵铁军也发现掺未分级灰和掺分级灰的泡沫混凝土，其抗压强度是相似的，因而可以在泡沫混凝土生产时使用大掺量未分级灰，既降低造价、又不会显著影响制品的长期强度。 E.P. Kearsley 还研究高掺量粉煤灰泡沫混凝土的孔隙和抗压强度之间的关系，并提出一个与之相对应的数学模型。2004 年，M.R. Jones 和 A. McCarthy在泡沫混凝土中利用未经处理的低钙粉煤灰代替砂子， 结果表明：掺入这些低钙粉煤灰后可以明显提高泡沫混凝土的流动性和后期强度， 也减少了硫酸盐侵蚀；但当粉煤灰含碳量较高时，须大大增加泡沫含量才能达 到 设 计 的 密 度 等 级 。 2006 年 ，E.K.KunhanandanNanbiar 和 K.Ramamurthy也用粉煤灰代替砂子对泡沫混凝土进行了研究，发现在泡沫混凝土密度一定的前提下，粉煤灰等量代替河砂可以获得更高的抗压强度，同时干表观密度在 800kg/m3~1250kg/m3 之间的砂—粉煤灰泡沫混凝土， 抗压强度范围在 2.0MPa ~13MPa 之间。

3矿渣粉

矿渣是高炉炼铁过程的熔融物经淬冷得到的副产品，属于矿物掺合料，矿渣粉颗粒表面粗糙，棱角尖锐，需水量较大。 矿渣粉对和易性的贡献不及粉煤灰，但活性比粉煤灰高，在相同掺量时，掺矿渣粉的泡沫混凝土早期强度一般都比单掺粉煤灰的高，流动性变小，但其 7d 抗压强度稍大。赵云雁研究表明，在泡沫混凝土中掺入一定量的矿渣微粉，能提高泡沫混凝土的抗压强度，但过多的掺量反而会降低强度。这主要因为矿渣微粉的活性SiO2、AL2O3 可以与 Ca(OH)2 反应生成胶凝物质，增加了混凝土内部胶凝物质的数量， 增强集料与水泥石的结合能力，并且促进了水泥的水化，形成 C-S-H 凝胶；但另一方面，过多的矿渣粉会带来惰性组分，减少了胶凝物质中Ca(OH)2 的量，所以反而会降低制品强度。

4煤矸石

目前泡沫混凝土中应用比较成熟的填料或掺合料是粉煤灰，但随着粉煤灰的大量使用，好的粉煤灰已经出现供不应求的严重局面，利用煤矸石作为胶凝材料或掺合料研制新型泡沫混凝土就应运而生。俞心刚等以煤矸石作为主要胶结料研制了煤矸石泡沫混凝土， 将煤矸石分别研磨 0.5h 和 1.0h 后等量替代部分水泥， 制成的泡沫混凝土 7d 和 14d 抗压强度相差不大； 研磨 1.0h 的比研磨 0.5h 的 28d 抗压强度高。

5石膏

把石膏作为胶凝材料可制造石膏发泡水泥（泡沫混凝土），俄罗斯曾用石膏水泥火山灰胶结料以及磷石膏、使用有机泡沫剂和有机硅憎水剂，来制取平均密度 800kg/m3～1000kg/m3、抗压强度 2.5MPa～4MPa 的泡沫混凝土，但不足之处是其弹性模量低。 国内也有研究者对此进行研究，柳华实等以建筑石膏为原料,采用松香类复合发泡剂在常温常压下发泡制成石膏基保温材料, 表观密度在 1000kg/m3 左右时抗压强度能达到 7.7MPa，发现气泡多为封闭型，具有良好的保温隔热性能。贵州主体结构检测告诉你石膏制品具有“呼吸功能”，可调节建筑物室内舒适性。邱树恒等以石膏为基础体系, 外掺粉煤灰、电石渣等工业废渣，用水泥和改性剂制成一种泡沫混凝土，在不同相对湿度下平衡吸湿量进行测定，结果表明：该材料调湿性能优于加气混凝土及烧结黏土砖， 且吸湿性能随着显气孔率的增大而增大,显示出较好的关联性。

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