泡沫水泥保溫板的配合比設計

王倩湯小平徐海群

（1.連云港職業(yè)技術學院　江蘇連云港　222006　2.連云港市水利局　江蘇連云港　222006）

引言

泡沫水泥保溫板是多孔結構，具有保溫隔熱性能好，輕質、低彈性模量等優(yōu)良特性，因而廣泛應用于建筑物外墻、屋面等的保溫工程。現階段在全球節(jié)能減排大趨勢的推動下，發(fā)展綠色、環(huán)保、節(jié)能的建筑材料已勢在必行[1]。然而泡沫水泥保溫板的配合比設計還沒有可依據的標準規(guī)范，這種現狀不利于泡沫混凝土生產質量的控制和技術發(fā)展[2]。本文在參考劉文斌[3]等人研究結論的基礎上，通過大量實驗探索泡沫水泥保溫板的配合比設計方法并在實踐中應用驗證，以期為泡沫水泥保溫板的生產與質量控制提供有益的參考。

1　泡沫水泥保溫板配合比設計遵循的原則

（1）泡沫水泥保溫板的導熱系數、強度、表觀密度等性能參數要滿足標準要求；

（2）1m3泡沫混凝土的材料總量應根據泡沫水泥保溫板的表觀密度來確定；

（3）水料比的確定主要依據泡沫混凝土的工作性要求，可以通過流動度試驗確定；

（4）假定1m3泡沫混凝土的體積由兩部分組成：①由水泥、水等組成的凈漿體積；②由發(fā)泡劑形成的泡沫所占體積；

（5）發(fā)泡劑的發(fā)泡倍數和其稀釋用水量均影響發(fā)泡劑及各材料的用量；

（6）穩(wěn)定劑、膠粉等可改善泡沫水泥保溫板的性能。

2　泡沫混凝土的配合比設計

為保證保溫效果，應根據泡沫水泥保溫板的表觀密度進行1m3泡沫混凝土材料用量的計算。計算步驟如下：

2.1　確定生產1m3泡沫混凝土材料總用量

式（1）中：

m——1m3泡沫混凝土材料總質量，kg；

c、w1、m′——分別為1m3泡沫混凝土中水泥、水、粉料用量，kg；

w2——1m3泡沫混凝土中稀釋發(fā)泡劑的用水量，kg；

p——1m3泡沫混凝土中發(fā)泡劑用量，kg；

ρ——泡沫水泥保溫板表觀密度，kg/m3。

2.2　確定水料比

水料比要滿足水泥水化反應的需要，另外也要滿足施工工作性的需要。水料比通過凈漿流動度試驗確定，通常取值為0.5～0.55。

式（2）中：φ-水料比。

2.3　確定凈漿體積

式（3）中：v1——1m3泡沫混凝土中水泥、其它粉料和水（不包括稀釋發(fā)泡劑所用的水）組成的漿體體積，m3；

ρc——水泥密度，通常取3100kg/m3；

ρw——水密度，通常取1000kg/m3；

ρ′——其它粉料的密度，kg/m3；

2.4　確定泡沫體積

假定1m3泡沫混凝土的體積由兩部分組成：①由水泥、水等組成的凈漿體積v1；②由泡沫所占的體積v2。則有公式（4）：

式（4）中：v2——1m3泡沫混凝土泡沫所占體積，m3；

k——富余系數?？紤]泡沫加入到漿體中再混合攪拌時會有損失，通常取值1.1～1.3。

2.5　確定泡沫液質量

式（5）中：y——1m3泡沫混凝土中泡沫液質量，kg；ρy——泡沫液密度，kg/m3

2.6　確定發(fā)泡劑質量

式（6）中：p——1m3泡沫混凝土中發(fā)泡劑質量，kg；

β——發(fā)泡劑的稀釋倍數。

2.7　計算發(fā)泡劑稀釋用水量

3　泡沫水泥保溫板的配合比設計計算實例

現以用于墻體保溫工程的Ⅱ型（表觀密度不大于250kg/m3）保溫板為例。保溫板的表觀密度設計為220kg/m3；水泥使用42.5級普通硅酸水泥；發(fā)泡劑的密度與水的密度接近，約為1000kg/m3。發(fā)泡劑在使用時需用50倍的水稀釋，發(fā)泡倍數是30，泡沫密度約34kg/m3。

3.1　確定生產1m3泡沫混凝土材料總用量

3.2　確定水料比

水料比通過凈漿流動度試驗確定，取值為0.52。

3.3　確定凈漿體積

3.4　確定泡沫體積

3.5　確定泡沫液質量

3.6　確定發(fā)泡劑質量

3.7　確定發(fā)泡劑稀釋用水量

W2=50p（14）

通過以上各式可計算得到生產1m3泡沫混凝土各材料用量如下：

水泥c=123kg；用水量w1=64kg；發(fā)泡劑稀釋用水量w2=32.5kg；發(fā)泡劑用量p=0.65kg。

用上述配合比制備的泡沫混凝土工作性良好，沒有塌模下沉現象，便于澆筑成型。硬化后泡沫水泥保溫板表觀密度為211kg/m3，導熱系數為0.06W/（m·k），28d抗壓強度為0.56MPa，抗拉強度為0.21MPa，各項參數均滿足《水泥基泡沫保溫板》（JC/T2200-2013）標準要求。

4　結語

（1）為保證保溫效果，應根據泡沫水泥保溫板的表觀密度進行1m3泡沫混凝土材料用量的計算；

（2）水料比的確定主要依據泡沫混凝土的工作性要求，可以通過流動度試驗確定；

（3）通過泡沫混凝土的配合比設計，能有效控制并優(yōu)化各組成材料的比例關系。