泡沫混凝土抗压强度影响因素研究.pdf

低温建筑技术
2013年第6期(总第180期)
泡沫混凝士抗压强度影响因素研究
单星本,文婧,周运灿,朱卫中
黑龙江地建筑科学研究院,哈尔150080)
摘要】为得出在不同条件下泡沫混凝土抗压强度的变化规律。文中对不同泡沫混凝土配合比参数下的
抗压强度进行了试验研究,得出成型水胶比、密度等参数对泡沫混凝土抗压强度的影响规律。研究表明泡沫混凝
土的抗压强度并非随成型水胶比的减小而增大;掺入减水剂后,虽然泡沫混凝土的抗压强度有所提高,但孔结构
会发生变化,导致吸水率增加。
【关键词)抗压强度;水胶比;密度;吸水率
【中图分类号】TU528.2
文献标识码】B
文章编号】1001-6864(2013)06-0009-02
近年来,随着墙体改革的推进以及建筑节能的相混凝土试件的抗压强度并不是腚水胶比的减小而增
关条文的发布,保温墙体材料越来越受到人们的关大。泡沫混凝土抗压强度随水胶比的关系见图1
注,而当前应用最普遍的外墙外保温系统又频频出现
图1所显示的曲线极不规律,总体看来水胶比与
起鼓、裂缝、脱落等质量问题以及施工着火的安全问泡沫混凝土强度大小的关系并不明显。在水胶比低
题,因此如何在寒冷地区应用新的墙体耐火保温材料于0.64的时候可以很明显的发现,泡沫混凝土的流动
已成为当务之急。泡沫混凝土具有密度小、隔热、隔性较差,泡沫混凝土拌合物中存在大量的由胶凝材料
声、保温等忧点,但其抗压强度低、耐久性差,如何调聚集在一起的黑色小颗粒,而且搅拌设备内壁和搅拌
整配合比参数以提高其抗压强度及耐久性是当前急翅上存在大量的浆体沉淀物,这种现象会随水胶比的
需解决的何题-。
减小而加剧。浆体沉淀物的产生导致了设计的相同
1试验原料
密度等级的泡沫混凝土成型后出现干密度大小不ー
(1)水泥:虎鼎牌P.042.5水泥。
的现象,这种现象的产生使得成型后的泡沫混凝土试
(2)掺合料:Ⅰ级增钙粉煤灰和硅灰。
件与原配合比所应反映出来的力学性能严重不符,表
(3)减水剂:U-5型禁系高效减水剂。
现出不规律的强度曲线。随着水胶比的增大以上现
(4)早强剂:为票龙江省低温建筑科学研究所象逐渐减轻,流动性也逐渐增大,水灰比增至0.64以
中间试验厂生产的HSM型混凝土早强剂。
后泡沐混凝土拌合物达到自流平状态。
2试验研究
由此看来在确定泡沫混凝土的水胶比时要根据
2.1水胶比对泡沫混凝土强度的影响
实际情况而定,要想泡沫混凝士获得理想的强度,首
先要保证泡沫混凝土拌合物的均匀性,在满足均匀性
0.6
0.S
前提下的最小水胶比才是最佳水胶比,没有满足泡沫
0.4
混凝土拌合物的均匀性要求,而盲目的追求低水胶比
0.3
是行不通的。
20 sp
2.2不同干密度对泡沫混凝土强度的影啊
在泡沫混凝土配合比设计时,根据不同工程实际
0.0
需要,配制的泡沫混凝土密度等级是不同的,泡沫混
0.5
0.6
水胶比
凝土的密度可由掺入不同的体积的由发泡剂发出的
图1密度等级300级的泡沫混凝土抗压强度随水胶比的变化曲线
泡沫来控制,在胶结材料不变的前提下,随着泡沫掺
量的增大,泡沫混凝土的干密度和抗压强度发生很大
一般认为在龄期和养护条件确定的前提下,混凝的变化,具体规律见图2。从图2可以看出,随泡沫混
土的强度主要由水胶比和密实程度决定,也就是说在凝土干密度的增加,泡沫混凝土7d28d的抗压强度值
保证胶凝材料完全水化的前提下,水胶比越小,混凝逐渐增加,而且抗压强度的增加值是呈递增趋勢。
土的密实程度越高,混凝土强度地越大。那么泡沫混
数据显示泡沫干密度增加对其抗压强度是有利
凝土这样内部具有大量气孔的材料其强度和水胶比的,主要原因是与内部密实程度有关,图3中的5张图
的关系到底是如何的呢?从试验结果来看,9组泡沫是五个不同干密度下的泡沫混凝土的内部结构示意
单星本等;泡沐混凝土抗压强度影响因素研究
7
图,编号(1)~(5)的密度值是从大到小,其中封闭的硅灰对混凝土早期强度的作用是值得肯定的,掺入硅
近似圆形的部分为气孔,其余部分为胶凝材料硬化后灰提高泡沫混凝土早期强度对提高泡沫混凝土产量,
的固体部分,从图3可以看出泡沫掺量较小时,最终形增加场地周转次数都是有利的,但是其缺点不容忽
成的气孔相对独立细小,随着泡沫掺量的增加气孔与视,由于比表面积过大,使得成型水胶比不容易控制
气孔间距离逐渐减小,由于气泡压差的作用最终形成当硅灰质量发生变化时,水胶比也要相应的调整,从
的气孔孔径也逐渐变大,结构密实程度逐渐变差,抗这点来看,给泡沫混凝土的生产带来一些麻烦。
压强度逐渐减小。从力学角度来看,可以把(1)~(5)
3
看成密度不同的泡沫混凝土的5个受压截面,受压面
Z空白试件
2.5十s人6%硅灰试件
积应是总面积减去气孔面积,泡沫混凝土密度越小,
气孔面积越大,受压面积越小,抗压强度也就越小。
1.0
28d
0.0
?3
500级600级700级800级
密度等级
当
图4泡浓混凝土的7d抗压强度
40050080010001200
B空白试件
干密度kg·m3
4FN参入6%硅灰试件
图2泡沫混凝土干密度与抗压强度的关系
的?a
、
a
cfsp Bn a
500级600级700级800级
密度等级
5泡沫混凝土的28d抗压强度
98eさea~S
(2)增钙粉煤灰对泡沫混凝土抗压强度的影
响。增钙粉煤灰与普通粉煤灰有所不同,其CaO的百
3不同密度的泡混凝土内部孔结构示意图?
分含量在10%以上,具有颗粒微小、低需水量、较高的
活性、可凝结硬化等优点。试验中选取的取代量为
泡沫的掺量决定了泡沫混凝土的密度,也决定了20%,这与普通粉煤灰的取代量相同。其抗压强度试
池沫混凝土的抗压强度,对于多孔结构的泡沫混凝土验结果见图6、图7。
不能只考虑抗压强度这一指标,泡沫混凝土的密度值
要根据实际工程需要而定。
z空白试件
SN人20%增钙I粉煤灰1
2.3不同矿物掺合料对泡沫混凝土抗压强度的影响
试验选用了两种矿物掺合料:级增钙粉煤灰和
硅灰。试验选定了500级、600级、700级和800级的
相NN
泡沫混凝土。
(1)硅灰对泡沫混凝土抗压强度的影响。试验
500级600级700级800级
选取了硅灰的掺量6%来等量取代水泥,其7d、28d两
奮度等级
个龄期抗压强度对比试验结果见图4、图5。
虽然由于内聚力较大的原因,硅灰的加入使得水
图6泡沫混凝上的7d抗压强度
胶比变大了,但从图中可以看出掺人硅灰的试样7d、
从图中可以看出,虽然增钙粉煤灰具有很高的活
28d抗压强度值比空白试样都高,其中7d抗压强度的性,但早期强度还是没有高于纯水泥的泡沫混凝土,
差值要高于28d的差值,充分说明了硅灰对早期强度但两者之间的差值不大,而且7d抗压强度差值随密度
的贡献作用,其对胶凝颗粒的填充作用也得到体现。的增加变化不大,四个密度下掺入增钙粉煤灰的泡