發(fā)泡水泥板外墻外保溫材料的耐久性研究

金堅(jiān)強(qiáng)

（衢州學(xué)院建筑工程學(xué)院， 浙江 衢州 324000）

1 泡沫水泥板制備的材料

經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究分析，一塊工程建筑中所用的泡沫水泥板的原材料有：水泥和發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、玻璃纖維等組成。但是這幾樣原材料的選用也有規(guī)定。泡沫水泥板的基本材料為水泥，但所選用的水泥一般選用P.042.5級(jí)水泥。其原因?yàn)椋涸谒械慕ㄖ┕ね鈮λ玫乃喽紩?huì)選擇42.5級(jí)水泥，因其內(nèi)部所含的普通硅酸鹽水泥與建筑主體墻材相容性好、親和性好、粘接牢固、強(qiáng)度大和質(zhì)量好等特性。

穩(wěn)泡劑作為制作泡沫水泥板的關(guān)鍵材料之一，無(wú)論選材還是用量要求都極為苛刻，這里使用的穩(wěn)泡劑材料為硬脂酸鈣粉末，硬脂酸鈣作為一種極好的無(wú)毒熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、涂料的平光劑和耐水劑，可以彌補(bǔ)泡沫水泥板的泡孔多這一缺陷，還能防止泡孔破裂、串孔現(xiàn)象的產(chǎn)生，有效改善發(fā)泡水泥的泡塊塌落現(xiàn)象，使得發(fā)泡孔完全閉合，提升材料的憎水性。

玻璃纖維是泡沫水泥板制作的輔助劑，仍然不可或缺。玻璃纖維能使水泥板的抗拉強(qiáng)度和韌性得到顯著地提升。

2 配比用量和工藝制備

獲取規(guī)定的水泥用量5千克，穩(wěn)泡劑占水泥質(zhì)量的百分比分別為：5%、6%、7%、8%和9%；玻璃纖維占水泥質(zhì)量的百分比按穩(wěn)泡劑質(zhì)量百分比依次為0.15%、0.3%、0.45%和0.6%；發(fā)泡劑占水泥質(zhì)量的百分比為7.2%；本實(shí)驗(yàn)中還加入旱強(qiáng)劑、減水劑和調(diào)稠劑，它們占水泥質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為3%、0.4%和1.5%。

先將水泥攪拌桶濕潤(rùn)，按照之前的配比比例依次將水泥、穩(wěn)泡劑、玻璃纖維、旱強(qiáng)劑和減水劑一一倒入桶中，最后將稱好水的2/3倒入桶內(nèi)，在開始攪拌時(shí)就計(jì)時(shí)，20秒后把剩余的水全部倒入，繼續(xù)攪拌至100秒后加入發(fā)泡劑，快速攪拌15秒后停止。在整個(gè)攪拌過(guò)程中應(yīng)把握好攪拌的力度和速度，減少桶內(nèi)的材料溢出的可能性，材料的溢出會(huì)對(duì)后續(xù)的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾。將攪拌好的泥漿倒入模具中，使其在模具中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而在漿體內(nèi)部形成密閉氣孔。

3 穩(wěn)泡劑對(duì)泡沫水泥板抗凍性的影響

開展泡沫水泥板密度、質(zhì)量和強(qiáng)度與穩(wěn)泡劑摻量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)得到關(guān)于穩(wěn)泡劑對(duì)泡沫水泥板抗凍性影響的關(guān)系，具體詳見表1。表中數(shù)據(jù)所表示的含義為：干密度ρ0、真密度ρ、凍融循環(huán)前質(zhì)量 M0、凍融循環(huán)后質(zhì)量 Ms、凍融質(zhì)量損失率Mm、凍融前抗壓強(qiáng)度f(wàn)c0、凍融后抗壓強(qiáng)度f(wàn)cn、凍融強(qiáng)度損失率△fc。

表1.穩(wěn)泡劑對(duì)泡沫水泥保溫板抗凍性影響表

圖1 --強(qiáng)度-凍融循環(huán)次數(shù)曲線圖

結(jié)論1：泡沫水泥板的凍融質(zhì)量損失率隨穩(wěn)泡劑的摻量增加而呈現(xiàn)穩(wěn)定的上升趨勢(shì)，當(dāng)摻入的穩(wěn)泡劑的質(zhì)量百分比為8%時(shí)，可以使得泡沫水泥板的凍融損失最小為-0.8%。由此可見，為提高泡沫水泥板的抗凍性可增加穩(wěn)泡劑的質(zhì)量，但是不能無(wú)限制的增加，因?yàn)楫?dāng)穩(wěn)泡劑的摻量達(dá)5%時(shí)，泡沫水泥板的凍融損失質(zhì)量最大為-5.7%，負(fù)號(hào)表示凍融損失質(zhì)量不減反增，這是由于凍融水礦物質(zhì)和泡沫水泥板發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過(guò)度生成的沉淀物所致。然而當(dāng)穩(wěn)泡劑的摻量達(dá)9%時(shí)，水泥板的凍融損失量最大為15%。

結(jié)論2：當(dāng)穩(wěn)泡劑的摻量為9%時(shí)，泡沫水泥板的凍融質(zhì)量損失較穩(wěn)泡劑摻量為 8%時(shí)增加了 4.8%，較表中的所有增量而言此增量為最大。說(shuō)明當(dāng)穩(wěn)泡劑摻量增加到一定數(shù)值后，內(nèi)部發(fā)泡鏈產(chǎn)生滑移現(xiàn)象，增加了泡沫水泥內(nèi)部的分子空隙，水泥板的吸水性明顯增強(qiáng)，吸入的水分越多，泡沫水泥板對(duì)水的親和性變好，達(dá)不到所要求的降低水泥板的水親和性，提高水泥板的憎水性這一效果。因此穩(wěn)泡劑的含量對(duì)水泥板的抗凍性能好壞起著關(guān)鍵的作用。

結(jié)論 3：隨著穩(wěn)泡劑質(zhì)量的增加，泡沫水泥板的凍融后抗壓強(qiáng)度呈增加趨勢(shì)，但當(dāng)穩(wěn)泡劑的含量達(dá)9%時(shí)，凍融后抗壓強(qiáng)度降回原來(lái)的百分比0.45%。與凍融前抗壓強(qiáng)度相比，當(dāng)穩(wěn)泡劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5%時(shí)，水泥板的抗壓強(qiáng)度增量為最大為0.1%，強(qiáng)度損失率也為最大 18%，表示穩(wěn)泡劑含量太低時(shí)，會(huì)造成泡沫水泥板的抗壓強(qiáng)度明顯降低。這在建筑施工過(guò)程中，抗壓強(qiáng)度低的材料是不能作為建筑材料使用的，盡管該材料的環(huán)保節(jié)能性好。

結(jié)論4：為了使得泡沫材料的凍融質(zhì)量損失率和凍融強(qiáng)度損失率降到最低，需要將穩(wěn)泡劑控制到一個(gè)恰當(dāng)?shù)暮俊２荒転榻档鸵徽叩膿p失率而造成另一損失率太高，這對(duì)泡沫水泥板的最終投入使用性能造成不可忽略的影響，也會(huì)對(duì)整個(gè)建筑物的外墻造成長(zhǎng)久的損壞。本實(shí)驗(yàn)采用的是化學(xué)發(fā)泡法制備泡沫水泥板，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)水膠比為0.45，穩(wěn)泡劑摻量為8%時(shí)，泡沫水泥板抗凍性能最佳。

4 小結(jié)

建筑節(jié)能強(qiáng)調(diào)的是對(duì)建筑材料的綠色環(huán)保和在建筑施工中的利用能力強(qiáng)。泡沫水泥板作為一種新型的廣泛推廣的無(wú)機(jī)混合材料，泡沫水泥板的優(yōu)勢(shì)的確值得最大化的利用，但是其存在的缺陷是抗凍性極差。許多研究者都在致力于研究泡沫水泥板的抗凍性，并做了大量的實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)著重研究穩(wěn)泡劑的含量對(duì)泡沫水泥板的抗凍性的影響，并得出結(jié)論為穩(wěn)泡劑的含量多少會(huì)對(duì)泡沫水泥板的抗凍性高低產(chǎn)生極大的影響。因此，為提高泡沫水泥板的抗凍性可以通過(guò)適當(dāng)?shù)脑黾臃€(wěn)泡劑的含量實(shí)現(xiàn)。