泡沫混凝土的吸水率對(duì)工程質(zhì)量的影響

1、泡沫混凝土的吸水率對(duì)工程質(zhì)量的影響【摘 要】本文根據(jù)泡沫混凝土材料性能試驗(yàn)和工程應(yīng)用的實(shí)際，分析泡沫混凝土吸水率的影響因素和變化，為正確應(yīng)用于施工配合比設(shè)計(jì)提供參考?！娟P(guān)鍵詞】泡沫；混凝土；吸水率；工程質(zhì)量；影響泡沫混凝土作為一種輕質(zhì)的保溫材料，在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。在其應(yīng)用過(guò)程中也產(chǎn)生過(guò)一些問(wèn)題，當(dāng)應(yīng)用于保溫構(gòu)件時(shí)，由于材料的吸水率過(guò)大，使容重增加，保溫性能卻下降，在廣大的北方地區(qū)冬季因凍融循環(huán)造成強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)泡沫混凝土的耐久性是極其不利的。1 泡沫混凝土吸水率的影響因素泡沫混凝土的吸水率是通過(guò)兩種情況進(jìn)行的：即毛細(xì)孔滲透和連通孔滲透。毛細(xì)孔是水泥硬化的最初階段形成互相連

2、接的毛細(xì)孔隙。連通孔的形成，一個(gè)原因是在泡沫混凝土凝結(jié)過(guò)程中，液膜在重力作用和表面脹力排液以及漿料擠壓的雙重作用下產(chǎn)生不均勻擴(kuò)散，從而導(dǎo)致封閉的泡沫孔產(chǎn)生缺陷，凝結(jié)后表現(xiàn)為不完整的孔；另一個(gè)原因是在泡沫混凝土水灰比較大的情況下，由泌水產(chǎn)生的泌水的通道。1.1 容重等級(jí)問(wèn)題泡沫混凝土吸水率對(duì)于材料保溫性能的影響程度可以用體積吸水率來(lái)衡量。隨著水分增加容重上升，泡孔半徑變小，泡孔間壁變厚，連通孔數(shù)量減少，單位體積內(nèi)的水分滲透性也隨之降低。就是說(shuō)單位體積內(nèi)容重變化引起的吸水率變化由此產(chǎn)生的滲透性變化互相抵消掉。所以不同容重的泡沫混凝土體積吸水率變化并不太明顯。同時(shí)一些試驗(yàn)資料也表明，使用其他強(qiáng)度等級(jí)

3、的水泥制成品泡沫混凝土，吸水率也表現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì)。1.2 泡沫的質(zhì)量問(wèn)題在發(fā)泡機(jī)穩(wěn)定正常的情況下，泡沫質(zhì)量主要取決于發(fā)泡劑的性能，其對(duì)質(zhì)量吸水率的影響主要從三個(gè)方面衡量：孔徑尺寸、泡沫孔徑均勻程度和氣泡的穩(wěn)定時(shí)間。事實(shí)上孔徑尺寸越小，氣孔體積也越小，相同時(shí)體積內(nèi)孔間壁的層數(shù)越密集，產(chǎn)生形成連通孔的幾率就越低。1.3 水泥的水化齡期問(wèn)題不同品種和強(qiáng)度等級(jí)的水泥制作的泡沫混凝土，在相同容重下吸水率出現(xiàn)的差異，主要是由其水化齡期來(lái)決定，在正常情況下，水化硬化齡期短的水泥制品的泡沫混凝土的吸水率是較低的。1.4 輔助摻合料問(wèn)題泡沫混凝土中一般添加劑不同摻量的粉煤灰或礦渣等工業(yè)廢料，在實(shí)際應(yīng)用中以摻

4、入粉煤灰為最普遍。1.5 發(fā)泡質(zhì)量的控制目前國(guó)內(nèi)外發(fā)泡方式是采用高壓發(fā)泡，通過(guò)同時(shí)施壓使得氣液混合速度加快，使氣泡細(xì)密均勻。發(fā)泡機(jī)對(duì)泡沫的質(zhì)量影響很大，主要通過(guò)進(jìn)氣量和進(jìn)液量的比例來(lái)控制。2 泡沫混凝土在吸水后的性能2.1 導(dǎo)熱性能對(duì)于保溫類(lèi)建筑材料的熱導(dǎo)率，在檢測(cè)時(shí)是以烘干后測(cè)定其質(zhì)量的，但是在實(shí)際應(yīng)用中這樣的理想狀態(tài)是很少的。吸水后保溫性能降低是泡沫混凝土在應(yīng)用中常見(jiàn)到的問(wèn)題。與一般均勻介質(zhì)或近視均勻介質(zhì)相比，泡沫混凝土的低熱導(dǎo)率主要是通過(guò)其孔隙率中充滿(mǎn)的空氣和相對(duì)封閉的孔隙來(lái)實(shí)現(xiàn)。空氣的熱導(dǎo)率要比泡沫混凝土中水化凝結(jié)產(chǎn)物的熱導(dǎo)率要小得多，相對(duì)封閉的孔隙減少了空氣對(duì)流產(chǎn)生的熱傳遞。吸水后泡

5、沫混凝土的熱導(dǎo)率上升，一方面是由于水分的滲入，替代了多孔材料孔隙中的空氣，水的熱導(dǎo)率要比空氣大的多，另一方面是由于多孔介質(zhì)中毛細(xì)的作用，因高溫區(qū)的水分向低溫區(qū)遷移，由此而形成熱量傳遞，使?jié)癫牧系谋碛^(guān)熱阻力增加。前者主要受連通孔隙影響，后者是受毛細(xì)孔的影響。泡沫混凝土應(yīng)用在墻體面層時(shí)，其表層都要經(jīng)過(guò)一層或多層防水處理，發(fā)生水分大量滲入的可能性主要取決于泡沫混凝土面層的防水效果。泡沫混凝土本身能起重要作用的是其自身的毛細(xì)孔體積比，也是在環(huán)境條件下其能平衡含水率的能力。2.2 吸水的軟化泡沫混凝土軟化系數(shù)的變化與吸水率的變化關(guān)系密切，而與吸水率變化表現(xiàn)的規(guī)律也近相似。隨著容重的上升，軟化系數(shù)也在增加

6、，強(qiáng)度降低變小，是同使用水泥的強(qiáng)度等級(jí)有關(guān)。泡沫混凝土的吸水造成的軟化原因較多，可以從以下幾方面考慮：首先是水泥石中氫氧化鈣易溶于水的分子在水中有較大的溶解性，csh的溶解度較低，但在長(zhǎng)期浸泡的環(huán)境下也會(huì)出現(xiàn)分解，這就使得水泥的孔隙率增大而強(qiáng)度則降低；其此，由于水分在泡沫混凝土毛細(xì)孔徑中的遷移削弱了晶體粒子間的粘結(jié)力，破壞水泥的水化作用所形成的結(jié)晶骨架；第三，因其內(nèi)部大量的毛細(xì)孔隙被水分充滿(mǎn)，當(dāng)外荷載作用力開(kāi)始時(shí)，水分在毛細(xì)孔隙中出現(xiàn)遷移，由外力產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)于泡沫?昆凝土的間壁造成一定的應(yīng)變，降低了泡沫混凝土的抗壓強(qiáng)度。若間壁越厚在應(yīng)力作用下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞的可能性就小，而間壁越薄在應(yīng)力作用下產(chǎn)生

7、結(jié)構(gòu)的破壞性也大，間壁的厚度是隨著容重的上升而加厚，所以軟化系數(shù)是隨著容重上升而增加的。由于軟化系數(shù)和毛細(xì)孔隙的相應(yīng)關(guān)系，采用水化快硬化齡期短的普通52.5mh的水泥，其軟化系數(shù)大于32.5mpa的普通水泥。對(duì)相同品種的水泥，硬化過(guò)程越長(zhǎng)則軟化系數(shù)越高，也就是說(shuō)隨著時(shí)間的推移，吸水軟化的趨勢(shì)變小。應(yīng)指出的是，吸水率和軟化系數(shù)的變化走向并不是很有規(guī)律的，某些低容重泡沫混凝土軟化系數(shù)可能較高，某些高容重泡沫混凝土軟化系數(shù)可能較低；同樣的膠凝材料，當(dāng)水灰比低時(shí)軟化系數(shù)反而小于水灰比較高時(shí)。2.3 干燥收縮性泡沫混凝土的干燥收縮和普通混凝土基本相似，一般分為干燥收縮、塑性收縮、自身收縮和碳化收縮，其中

8、塑性收縮和自身收縮出現(xiàn)在凝結(jié)硬化前。碳化收縮主要產(chǎn)生在表層，在適宜濕度和濃度co2條件下發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)，如果泡沫混凝土沒(méi)有開(kāi)裂而且表面抹灰層較好，泡沫混凝土就不會(huì)出現(xiàn)碳化，其性能不受影響。在具體工程中危害最大是與泡沫混凝土孔隙結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的是于燥收縮。在一定的溫度和濕度環(huán)境下，初始含水率越低，泡沫混凝土干燥收縮值也越小。失水是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)趨勢(shì)與毛細(xì)孔隙率和連通孔數(shù)量密切相關(guān)的。干燥收縮的出現(xiàn)，在于毛細(xì)孔內(nèi)失水，毛細(xì)孔隙率越多干燥值越大；當(dāng)溫度和濕度條件變化時(shí)，連通孔數(shù)量越多，單位時(shí)間內(nèi)失水越快，則單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的收縮值越大，對(duì)于結(jié)構(gòu)的破壞影響也越大。就是說(shuō)毛細(xì)孔隙率決定泡沫混凝土干縮值的大小，連通孔的數(shù)量決定泡沫混凝土干燥收縮的速度。3 結(jié)語(yǔ)在具體工程應(yīng)用時(shí)，泡沫混凝土的吸水性對(duì)其強(qiáng)度、功能、安全耐久性造成影響，不同的環(huán)境