泡沫混凝土抗壓強度研究范文

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《商品混凝土雜志》2014年第七期

1試驗方法及結果分析

1.1不同種類減水劑對泡沫混凝土抗壓強度的影響在保持膠凝材料用量與漿泡體積比不變的前提下，分別采用聚羧酸減水劑與萘系減水劑進行對比，通過調整減水劑摻量與用水量，保持水泥凈漿流動度一致。試驗所得28d抗壓強度如圖2所示。由圖2可以看出，摻入減水劑后，泡沫混凝土抗壓強度得到了明顯的提升。雖然摻入聚羧酸減水劑后抗壓強度最高，但是在成型過程中發現了大量的肉眼可見的氣泡，這說明聚羧酸減水劑對泡沫混凝土氣泡的穩定性有不利影響，導致小氣泡合成大氣泡不斷上浮，其抗壓強度高是因為聚羧酸減水劑導致部分氣泡破裂造成泡沫混凝土干密度增大。[2]而摻入萘系減水劑的泡沫混凝土成型過程中氣泡均勻，破型后的斷裂面顯示氣泡呈圓形且比較均勻，同時考慮到不同種類減水劑的價格因素，本文以下試驗均選擇萘系減水劑。

1.2不同種類礦物摻合料對泡沫混凝土抗壓強度的影響在保證其他條件不變的前提下，礦物摻合料替代20%水泥，只改變礦物摻合料種類，28d抗壓強度如圖3所示。通過圖3我們可以看到礦物摻合料種類不同，對于泡沫混凝土抗壓強度也有著明顯的影響，其中煤矸石粉替代效果與粉煤灰替代效果相差不大，但抗壓強度較粉煤灰替代水泥時稍低，這主要是由于：①粉煤灰的微集料效應；②粉煤灰中SiO2和Al2O3含量比煤矸石的含量高，在泡沫混凝土中，水泥因水化不斷放出強堿Ca(OH)2，與粉煤灰中的SiO2和Al2O3產生化學反應，生成具有膠凝性能的水化硅酸鈣、低硫型和高硫型水化硫鋁酸鈣，促進泡沫混凝土強度增長。[3]煤矸石與粉煤灰的顆粒大小也決定著水化反應的快慢、水化完全的程度和凝結時間。越細、比表面積越大，吸濕性也越大，與Ca(OH)2反應也越快。[4]粒化高爐礦渣替代效果要強于粉煤灰、煤矸石粉的替代效果，這主要是由于粒化高爐礦渣28d活性指數相對較高，但由于粒化高爐礦渣成本較高，因此在泡沫混凝土中很少使用。

1.3不同摻合料替代率對泡沫混凝土抗壓強度的影響在保證其他條件不變的前提下，礦物摻合料種類為粉煤灰，只改變粉煤灰摻量，28d抗壓強度如圖4所示。通過圖4，我們可以得出適當添加粉煤灰可有效提高泡沫混凝土抗壓強度，如上所述，是由于粉煤灰中的SiO2和Al2O3與水泥水化釋放出的強堿Ca(OH)2產生化學反應，生成具有膠凝性能的水化硅酸鈣、水化硫鋁酸鈣，促進泡沫混凝土強度增長。但是由于粉煤灰早期沒有火山灰效應，并且會降低水泥水化熱，因此隨著粉煤灰摻量的提高，泡沫混凝土抗壓強度也會降低。本次試驗中粉煤灰的最佳摻量為30%。

1.4不同漿泡體積比對泡沫混凝土抗壓強度的影響在保證其他條件不變的前提下，只改變摻入同體積、同組分水泥漿中的泡沫體積，28d抗壓強度如圖5所示。通過圖5，我們可以看到隨著摻入泡沫體積的增加，泡沫混凝土抗壓強度逐漸降低。這主要是由于隨著摻入泡沫體積的增大，泡沫混凝土干密度隨之減小，泡沫混凝土孔隙率增大，從而影響了泡沫混凝土的抗壓強度。

1.5不同干密度對泡沫混凝土抗壓強度的影響在保證其他條件不變的前提下，設計絕干密度ρ為400kg/m3、500kg/m3、600kg/m3、700kg/m3，28d抗壓強度如圖6所示。通過圖6可以看出，在保證其他所有條件不變的前提下，泡沫混凝土抗壓強度與絕干密度之間具有近乎線性的相關性。因此我們可以通過調整泡沫混凝土濕密度，進而獲得所需泡沫混凝土絕干密度，從而達到控制泡沫混凝土抗壓強度的目的。

2結論

（1）摻加減水劑可以明顯提高泡沫混凝土強度，并且相對于聚羧酸減水劑，萘系減水劑具有更好的氣泡穩定性，引入的氣泡均勻、形狀規則。（2）替代率相同的情況下，礦物摻合料種類不同對泡沫混凝土的抗壓強度有著不同的貢獻效果，表現為煤矸石粉<粉煤灰＜粒化高爐礦渣。由于粒化高爐礦渣成本較高，因此粉煤灰是一種合適的礦物摻合料。（3）礦物摻合料種類相同的情況下，對于提高泡沫混凝土抗壓強度存在著一個最佳摻量。本次試驗中粉煤灰的最佳摻量為30%。（4）漿泡體積比對泡沫混凝土的抗壓強度有著顯著的影響，主要是因為不同漿泡體積比下成型的泡沫混凝土干密度不同，從而影響了泡沫混凝土的抗壓強度。（5)泡沫混凝土的干密度與抗壓強度有著非常明顯的線性關系，通過調整泡沫混凝土濕密度，是可以達到調整干密度，提高泡沫混凝土強度的目的。

作者：艾洪祥朱炎寧沈忠雪李曉文單位：中建西部建設股份有限公司