預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土的配制與生產(chǎn)工藝介紹

劉治寧，欒曉風(fēng)

（1. 青島海大建設(shè)工程檢測(cè)鑒定中心，山東　青島　266000；2. 青島泰昊工程測(cè)試有限公司，山東　青島　266000）

預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土的配制與生產(chǎn)工藝介紹

劉治寧1，欒曉風(fēng)2

（1. 青島海大建設(shè)工程檢測(cè)鑒定中心，山東青島266000；2. 青島泰昊工程測(cè)試有限公司，山東青島266000）

預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土在混凝土攪拌站生產(chǎn)，通過攪拌車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，不需要現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡，直接可以泵送施工，突破了傳統(tǒng)的現(xiàn)澆泡沫混凝土生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的綠色生產(chǎn)。這種生產(chǎn)方式解決了傳統(tǒng)的現(xiàn)澆泡沫混凝土在施工現(xiàn)場(chǎng)存在的粉塵污染、效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大的問題。本文通過加入引氣劑和穩(wěn)定劑的方式配制出了干密度1100～1300kg/m3的預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土，容重在2h 內(nèi)基本保持不變，具有可靠的施工性能。

預(yù)拌；現(xiàn)澆泡沫混凝土；引氣劑；抗壓強(qiáng)度

自2011年3月14日公安部消防局發(fā)布了對(duì)民用建筑保溫材料使用防火等級(jí)為 A 級(jí)之后，泡沫混凝土因具有輕質(zhì)、保溫、隔熱、隔音等優(yōu)異性能，且施工方便、大量利用工業(yè)廢渣，對(duì)建筑節(jié)能及環(huán)保具有重要意義。目前的應(yīng)用方式有兩種：一是制品，二是現(xiàn)澆。2006年以后我國(guó)以現(xiàn)澆為代表的泡沫混凝土進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的時(shí)代，現(xiàn)澆企業(yè)在2009年已達(dá)到上千家[1-3]。與此同時(shí)，傳統(tǒng)的現(xiàn)澆泡沫混凝土在施工現(xiàn)場(chǎng)存在的粉塵污染、效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大的問題。預(yù)拌現(xiàn)澆混凝土施工可以解決傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的弊端。

本文以普通硅酸鹽水泥、礦粉、粉煤灰、尾礦砂或細(xì)河沙、引氣劑、穩(wěn)泡劑、減水劑制備了干密度1100～1300kg/m3的預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土，并對(duì)其強(qiáng)度、工作性、干密度、吸水率進(jìn)行了研究。

1　原材料和試驗(yàn)方法

1.1原材料

水泥：即墨中聯(lián) P·O42.5水泥，密度3.1g/cm3，比表面積365kg/m2，28d 抗壓強(qiáng)度49.2MPa。

粉煤灰：青島電廠的Ⅱ級(jí)粉煤灰，細(xì)度21.2%，需水量比101%，燒失量3.45%。

礦粉：日鋼生產(chǎn)的 S95級(jí)礦渣粉，比表面積410m2/kg，流動(dòng)度比99%。

砂：尾礦砂，細(xì)度模數(shù)2.2，表觀密度2720kg/m3，石粉含量8%。

減水劑：脂肪族減水劑，固含量26%，密度1.13g/cm3。引氣劑：上?；ㄍ?E227S。

穩(wěn)泡劑：山東省方達(dá)康有限公司生產(chǎn)的 HPMC。水：青島自來水。

1.2試驗(yàn)方法

（1）抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)參照 JG/T266—2011《泡沫混凝土》。

（2）干密度試驗(yàn)參照 GB/T11970—1997《加氣混凝土體積密度、含水率和吸水率試驗(yàn)方法》及 JG/T266—2011《泡沫混凝土》。

本文以普通硅酸鹽水泥、礦粉、粉煤灰、尾礦砂、引氣劑、穩(wěn)泡劑、減水劑通過攪拌制備泡沫混凝土，并測(cè)其濕容重經(jīng)時(shí)變化。試驗(yàn)配合比見表1。

2　試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1新拌泡沫混凝土的工作性能

本文對(duì)預(yù)拌泡沫混凝土的穩(wěn)定性保持通過濕容重變化來表征，隨時(shí)間變化容重不變大，表明氣泡的穩(wěn)定性好；對(duì)于泵送泡沫混凝土的流動(dòng)性有要求，現(xiàn)借助砂漿稠度來表征。

表2　工作性能檢測(cè)結(jié)果

從表2中可以看出，泡沫混凝土的濕容重初始到1h，容重變小，在1h 與2h 之間容重基本不再變化，這表明從出廠到工地之后，泡沫混凝土的泡沫達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)，這滿足預(yù)拌泡沫混凝土的泵送施工性能；泡沫混凝土的稠度在2小時(shí)內(nèi)沒有變化，表明泡沫混凝土的流動(dòng)性基本沒有變化，符合泵送的要求。

本文中泡沫混凝土的凝結(jié)時(shí)間在10h左右。同時(shí)，由于摻加了尾礦砂作為細(xì)集料，可以有效減少泡沫混凝土的收縮，保證了泡沫混凝土的體積穩(wěn)定性[4]。

2.2硬化泡沫混凝土的力學(xué)性能混凝土力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果見表3。

表3　力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果

從表3中可以看出，隨礦粉的加入，泡沫混凝土的容重和強(qiáng)度略有下降；粉煤灰摻量的增加，使泡沫混凝土的強(qiáng)度和容重下降明顯。泡沫混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)以封閉性氣孔為主，連通孔很少，氣孔大小均勻，絕大多數(shù)氣孔小于2mm，因此具有隔熱、隔音、防潮等優(yōu)異性能。1#、2# 泡沫混凝土的28d 強(qiáng)度大于10MPa，可用于集承重和保溫墻材一體的現(xiàn)澆工程[5]。以上泡沫混凝土可以替代 LC7.5陶?；炷?，并擁有其不具備的良好的施工性。

3　預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土生產(chǎn)方式

泡沫混凝土的生產(chǎn)工藝流程主要包括：攪拌、發(fā)泡、混泡及成型四部分[6]。目前大部分泡沫混凝土生產(chǎn)企業(yè)通常采用的生產(chǎn)方式是將袋裝水泥在現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行連續(xù)式投料、攪拌、輸送、澆筑，即四個(gè)工序同時(shí)進(jìn)行，無法保證計(jì)量，很多工地都是邊上料邊進(jìn)水，抽走的漿體無法保證其正好是混勻的部分，而且其與泡沫混合比例全憑經(jīng)驗(yàn)，這樣得到的泡沫混凝土根本沒有配合比可言[7,8]。因此，目前大部分的現(xiàn)澆泡沫混凝土在施工現(xiàn)場(chǎng)存在的粉塵污染、效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大，最終會(huì)導(dǎo)致施工中存在安全隱患。而預(yù)拌泡沫混凝土因?yàn)橥耆捎没炷翑嚢枵竟I(yè)化生產(chǎn)方式，可以解決上述問題。泡沫混凝土的生產(chǎn)完全在攪拌站進(jìn)行，然后通過攪拌車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行泵送施工，這不僅保證了泡沫混凝土生產(chǎn)的連續(xù)性，而且能克服傳統(tǒng)方式造成的質(zhì)量不穩(wěn)定的缺陷。

（1）預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土生產(chǎn)

預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土與普通商品混凝土生產(chǎn)方式基本相同，利用與商品混凝土相同的稱量及攪拌設(shè)備和系統(tǒng)，不需對(duì)攪拌站進(jìn)行其他改進(jìn)，不出現(xiàn)成本增加的情況。目前商品混凝土攪拌站的各方面技術(shù)已經(jīng)非常成熟，原材料的稱量（包括引氣劑的稱量）、漿料攪拌等程序都控制準(zhǔn)確，提升了泡沫混凝土的穩(wěn)定性和均質(zhì)性[9]。

（2）預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土的運(yùn)輸及澆筑成型

預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土可以直接通過攪拌站的現(xiàn)有攪拌車進(jìn)行泵送，泡沫混凝土的流動(dòng)度大，方便裝載和卸料?，F(xiàn)澆泡沫混凝土的泵送施工對(duì)流動(dòng)度有要求，借助砂漿稠度的測(cè)試方法來表征混凝土的流動(dòng)性，通常流動(dòng)性能保持2h 以上。預(yù)拌泡沫混凝土的凝結(jié)時(shí)間在10h 左右，15h 后可以上人行走。

（3）預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土的優(yōu)勢(shì)

預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土采用攪拌站工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)完全移到攪拌站，大幅度減少了現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)量和場(chǎng)地占用，無粉塵污染，機(jī)械化程度高、節(jié)省勞動(dòng)力，同時(shí)材料的稱量準(zhǔn)確度高、質(zhì)量穩(wěn)定性好、生產(chǎn)速度快。

4　工程應(yīng)用

2013年，預(yù)拌泡沫混凝土在青島華潤(rùn)中心悅府（圖1）和華潤(rùn)萬象城兩個(gè)項(xiàng)目中得到廣泛的應(yīng)用，主要用于屋面找平和保溫隔熱層以及車庫(kù)頂板的保溫和減輕回填土的重量，這是預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土產(chǎn)品首次在青島應(yīng)用，這兩個(gè)項(xiàng)目的現(xiàn)澆泡沫混凝土總用量約3000m3。

圖1　預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土在華潤(rùn)悅府項(xiàng)目車庫(kù)頂板的應(yīng)用

與傳統(tǒng)屋面保溫材料（陶?；炷粒┫啾?，泡沫混凝土具有輕質(zhì)、保溫隔熱效果好、憎水性能好、與基層結(jié)合力強(qiáng)、整體性好、與建筑物同壽命等優(yōu)勢(shì)；同時(shí)在施工方面，泡沫混凝土施工快捷方便，將保溫層、找坡層、找平層三合為一，解決了傳統(tǒng)找坡、找平工序無法解決的問題，降低了施工機(jī)械和勞動(dòng)強(qiáng)度，不受施工場(chǎng)地的限制，加快了施工進(jìn)度，而且施工造價(jià)相對(duì)較低[9]。

與蒸氣加氣塊墻體相比，現(xiàn)澆泡沫混凝土墻體具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫、耐久、施工快捷的特點(diǎn)。作為單一墻體材料可以滿足節(jié)能設(shè)計(jì)的要求，綜合造價(jià)低，如：硬化過程中固定在混凝土中其閉孔率達(dá)到70%～80%，可以有效隔絕熱量的出入，從而達(dá)到保溫、隔音、隔熱的效果，在保證建筑墻體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不變的前提下，提高墻體自身的保溫性能和隔音性能；澆筑墻凝固后表面光潔平整，內(nèi)墻面可省去抹灰工序，直接打毛，批膩?zhàn)?，上涂料，貼墻磚，減少建筑墻體二次外保溫施工，大幅度降低建筑墻體施工成本；整體澆筑后和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)牢固，不會(huì)出現(xiàn)空鼓、脫皮、凹凸、塌陷、開裂等質(zhì)量通?。灰淮螡仓o縫隙和間斷，和現(xiàn)澆樓板、砂漿層、柱體、梁底等結(jié)構(gòu)能夠完全形成一個(gè)整體；垂直輸送200米，水平輸送800 米，一般的建筑物只需一兩個(gè)工作點(diǎn)即可完成整棟樓的澆注工程。

5　結(jié)論

本文介紹通過加入引氣劑和穩(wěn)定劑的方式配制出了干密度1100～1300kg/m3的預(yù)拌現(xiàn)澆泡沫混凝土，容重在2h 內(nèi)基本保持不變，具有可靠的施工性能和體積穩(wěn)定性。

利用粉煤灰、尾礦砂生產(chǎn)泡沫混凝土，降低了生產(chǎn)成本，符合國(guó)家對(duì)“生態(tài)建材”、“綠色建材”的要求，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益。

在生產(chǎn)方式上，預(yù)拌泡沫混凝土采用攪拌站工業(yè)化生產(chǎn)，是對(duì)傳統(tǒng)泡沫混凝土生產(chǎn)方式的一大突破，實(shí)現(xiàn)了綠色生產(chǎn)。

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［通訊地址］山東省青島市嶗山區(qū)松嶺路238號(hào)（中國(guó)海洋大學(xué)嶗山校區(qū)）（266000）

劉治寧（1984—），男，畢業(yè)于濟(jì)南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，先后擔(dān)任過商品混凝土公司的實(shí)驗(yàn)室主任、技術(shù)部經(jīng)理等職務(wù)。