袁成成 胡倩

近年來，在混凝土的發(fā)展過程中，出現(xiàn)了一種新型混凝土，即泡沫混凝土，其主要特征是多孔，它的生產(chǎn)工藝與其他混凝土相比，無論是從復雜程度還是從難度上而言，都較為簡單，并且制作原料廣泛，同時有較高的環(huán)保價值。本文首先重點對其配合比設計進行分析，然后對泡沫混凝土的性能展開探究。

現(xiàn)階段，粉煤灰已經(jīng)成為混凝土中的重要原料之一，在配制過程中，將其視作膠凝材料，在一定程度上，可以提高混凝土性能，并且能夠起到環(huán)境保護的作用，更為重要的是，可以切實增加經(jīng)濟收益。

一、原材料選取和制備

1.水泥

其一、水泥的作用是膠結，同時，水泥也直接決定著混凝土強度，所以，使用的水泥要具有兩種特點，一個是高強度，另一個是凝結速度快，凝結時間短；其二、因為外加劑對泡沫穩(wěn)定有不利影響，所以，在水泥中不可添加影響泡沫穩(wěn)定的材料；其三、要適當摻加熟料，其作用是提高水化的速度，同時，可以提升泡沫的穩(wěn)定性。

2.煤灰粉

將煤灰粉用于泡沫混凝土制備中，其主要目的是增強水化，發(fā)揮活性作用，與此同時，因為煤灰粉自身性質，具有依附在顆粒表面的能力，從而具有滾珠軸承的作用，進而能夠減少水作用。因為煤灰粉其自身微小，可以最大程度上與水泥顆粒接觸，進入水泥顆粒之間的縫隙，借此提高泡沫混凝土的密實程度。除此以外，還具有穩(wěn)定作用，能夠抑制結構離析。

3.發(fā)泡劑

發(fā)泡劑的重要性不言而喻，對泡沫混凝土的穩(wěn)定性，以及抗凍性都有著重要影響。因此，必須要選用適合的發(fā)泡劑。判定其是否適合，可以從以下三方面考量，一是發(fā)泡倍數(shù)，二是泌水性，三是堅韌性。泡沫混凝土中泡沫的性質，主要影響因素有兩個，第一個是泡沫劑質量，第二個是用水量，所以，在制備泡沫劑溶液時，可以控制兩者的比例，從而產(chǎn)生具有穩(wěn)定性的、符合要求的泡沫。筆者認為，蛋白質類發(fā)泡劑最為理想，例如動物毛發(fā)。

4.穩(wěn)泡劑

在完成泡沫的制備后，最為重要的便是保證泡沫穩(wěn)定，避免對發(fā)泡質量產(chǎn)生不利影響，所以，需要添加穩(wěn)泡劑，進一步保證泡沫的穩(wěn)定性。實驗證明，添加穩(wěn)泡劑后，在一定程度上會降低發(fā)泡倍數(shù)，但同時也可以保證其穩(wěn)定性。

5.細集料、石灰、水

制備泡沫混凝土，需要使用細集料，例如細砂，其目的是防止混凝土成品因為收縮導致的開裂，使用的細砂要滿足相關要求。礦物摻合料的選擇，最為常用的是生石灰，因為生石灰和硅料兩者可以發(fā)生化學反應，產(chǎn)生大量的熱量，能夠加快混凝土的硬化，與此同時，還可以提高混凝土強度。所選用的生石灰也要符合相關要求。

6.泡沫混凝土制備

現(xiàn)階段，泡沫混凝土制備的方法有兩種，第一種是預制泡沫混合法，第二種是混合攪拌法，從名稱上可以得知，這兩種方法的差別是泡沫生成方式不同，兩者相比較，第一種更加適合遠距離的泵送，同時，第二種方法也不適合現(xiàn)場澆筑，鑒于此，在實驗過程中，選用第一種預制泡沫混合法。

二、試驗方法的確定及試驗方案

本次試驗采取的是干表觀密度法，試驗的首要步驟就是確定原材料的用量以及各種實驗材料的用量。在《泡沫混凝土配合比設計》中，作者闡述了兩種配合比計算方法，其計算關系式如下：

其中Ρ干為泡沫混凝土的設計干密度；Sa為質量系數(shù)，普通硅酸鹽水泥取1.2，硫鋁酸鹽水泥取1.4；MC為泡沫混凝土水泥的用量（kg/m3）；Mfa為泡沫混凝土粉煤灰的用量（kg/m3）；Mw為泡沫混凝土基本用水量（kg/m3）；Φ為基本水料比。

在1M3泡沫混凝土中，水泥、粉煤灰和水組成的料漿總體積為V1，通過以下兩個公式可以對泡沫的添加量進行計算。

其中Ρfa為粉煤灰的密度；Ρc為水泥密度；Ρw為水的密度；V為加入泡沫前，水泥、粉煤灰和水的漿體總體積（M3）；V2為泡沫添加量；K為富余系數(shù)，普遍情況下取在1.1-1.3之間。

發(fā)泡劑的用量Mp可以根據(jù)以下公式進行計算。

表1 單因素配比設計表

其中My為形成的泡沫液質量（kg）；Ρ泡為實測泡沫密度；Mp為泡沫混凝土的泡沫劑質量（kg/M3）；β為泡沫劑的發(fā)泡倍數(shù)。

配合比試驗方案可以分為兩個部分，分別是單因素配合比設計和多因素配合比設計，其中前者是測試單一原料對泡沫混凝土性能的影響，后者則是測試各種原料配比對泡沫混凝土性能的影響，從而找出影響泡沫混凝土性能的主要因素，獲得最佳的泡沫混凝土配比。

在單因素配合比設計中，此次試驗所使用的干物料質量總和為720g，水料比固定為0.45，水泥和粉煤灰總質量為干物料綜合的四分之三。在研究石灰對泡沫混凝土性能的影響時，為了保障水泥和粉煤灰的質量總和不發(fā)生變化，可以將細砂作為調節(jié)因子。

表2 多因素配比設計表

三、泡沫混凝土配合比性能研究

1.粉煤灰與水泥兩者對其性能所具有的影響

粉煤灰其自身并非是真正意義上的膠凝材料，同時，粉煤灰也沒有膠凝的作用，更為重要的是，其活性較差，二次水化需要較長的時間，因此，在制備過程中添加粉煤灰，則會對泡沫混凝土強度產(chǎn)生影響，主要是早期強度，筆者所言的早期強度，不僅指單一的包括7d抗壓強度，而且也包括28d抗壓強度。

2.發(fā)泡劑對泡沫混凝土的性能影響

影響常規(guī)混凝土抗壓強度的因素眾多，同時，每一種因素之間，也不是簡單的比例關系，所有的因素，是相互影響的，且影響較為復雜，難以簡單地進行概括和總結，但是，對抗壓強度的影響，也遵守木桶效應，換言之，對于常規(guī)混凝土而言，在影響其抗壓強度的眾多因素中，有個別因素是主要的，有著決定性作用。對于泡沫混凝土而言，發(fā)泡劑是不可或缺的，也是必須使用的，實驗證明，如果增加發(fā)泡劑摻量，則抗壓強度在持續(xù)的減低，與此同時，隨著摻量的不斷增加，其強度下降趨勢會更加嚴重。

3.石灰對泡沫混凝土性能的影響

隨著石灰摻量的不斷增加，干密度和吸水率不會發(fā)生較大的變化，但是抗壓強度會呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。生石灰在遇到水時會生成Ca（OH）2，Ca（OH）2：在放出促進混凝土硬化的水化熱的同時還會在一定程度上激發(fā)的粉煤灰的活性。因此，在一定范圍內增加生石灰的用量，會對泡沫混凝土強度的提升起到一定的促進作用。但是過量的使用則會導致漿料加快稠化，硬化速度也會降低，從而導致混凝土強度的減弱。

四、結語

在實際的制備過程中，要依據(jù)泡沫混凝土的用途，嚴格控制各影響因素，從而提高和保障泡沫混凝土的質量和性能，促使其能夠符合設計要求，能夠達到建筑中對泡沫混凝土的要求，從而可以得到廣泛和深入的應用，為提高建筑質量做出貢獻，也能夠提高混凝土企業(yè)的產(chǎn)品質量，增加經(jīng)濟效益，提升企業(yè)競爭力。