金堅(jiān)強(qiáng)

（衢州學(xué)院 浙江衢州 324000）

引言

發(fā)泡水泥保溫板主要材料是水泥，加入雙氧水、硬鈣、發(fā)泡劑等攪拌融合發(fā)泡而成，是目前墻體保溫最理想的材料之一。其優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫效果好、與墻體粘結(jié)力強(qiáng)、強(qiáng)度高等。自2012年以來，各地市陸續(xù)發(fā)布了關(guān)于發(fā)泡水泥保溫板應(yīng)用技術(shù)規(guī)程，發(fā)泡水泥保溫板應(yīng)用越來越廣泛。學(xué)者們對發(fā)泡水泥保溫板性能的影響，做了諸多研究，如林益軍[1]等采用聚氨酯對發(fā)泡水泥板進(jìn)行后處理，發(fā)現(xiàn)聚氨酯全水發(fā)泡填充使得發(fā)泡水泥容重下降，吸水率增加，抗壓強(qiáng)度隨著填充孔徑減小而增大；王艷茹[2]等研究了羥丙基甲基纖維素醚對發(fā)泡水泥保溫板孔徑、強(qiáng)度、吸水率及導(dǎo)熱系數(shù)的影響；劉成健[3]等研究了發(fā)泡水泥保溫板中摻入粉煤灰比例不同對抗壓強(qiáng)度的影響，試驗(yàn)表明粉煤灰摻入25～45%時(shí)，抗壓強(qiáng)度下降相對變化幅度較小；蘭明章[4]等對發(fā)泡水泥保溫板孔結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在相同容重下，導(dǎo)熱系數(shù)隨著平均孔徑的增大而升高，抗壓強(qiáng)度隨之減小，發(fā)泡水泥的孔徑每增大1mm，則抗壓強(qiáng)度減小25～30%。另一方面，凍融循環(huán)對大部分建筑工程材料的強(qiáng)度、剛度、耐久性等都有較大的影響[5～6]。目前，研究發(fā)泡水泥保溫板凍融性能的較少，由于發(fā)泡水泥保溫板自身孔隙率高，強(qiáng)度比常規(guī)水泥制品小[7]，在易發(fā)生凍融破壞的地區(qū)應(yīng)用時(shí)還是需要考慮抗凍性能。因此，很有必要對其在凍融循環(huán)下的質(zhì)量損失與強(qiáng)度損失進(jìn)行研究探討。本文對摻加玻璃纖維改性的發(fā)泡水泥保溫板與普通發(fā)泡水泥保溫板的抗凍性能進(jìn)行了對比研究。

1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)材料

本研究選用的發(fā)泡水泥保溫板如圖1所示，其物理性能指標(biāo)見表1。在發(fā)泡水泥保溫板制作過程中摻加總質(zhì)量1%的玻璃纖維，稱為纖維發(fā)泡水泥保溫板，玻璃纖維的技術(shù)指標(biāo)見表2。試驗(yàn)取用100mm×100mm×25mm大小的試塊，制作完成后常規(guī)養(yǎng)護(hù)28d。

圖1 發(fā)泡水泥保溫板

表1 發(fā)泡水泥保溫板物理性能指標(biāo)

1.2 試驗(yàn)方法

每組試驗(yàn)取三個試塊進(jìn)行凍融試驗(yàn)，以-18℃下凍6h，20℃下融5h為一次凍融循環(huán)，凍融次數(shù)分別選取 1、3、5、7、9、11、13、15。普通發(fā)泡水泥保溫板與纖維發(fā)泡水泥保溫板，分別8組，共48個試塊。每次凍融前需測試三個試塊的質(zhì)量與抗壓強(qiáng)度，以其平均值作為初始質(zhì)量M0與初始抗壓強(qiáng)度f0。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 凍融循環(huán)對質(zhì)量的影響

在達(dá)到相應(yīng)凍融次數(shù)之后，測試一組試塊的質(zhì)量，以其平均值作為第n次循環(huán)后的質(zhì)量Mn，質(zhì)量損失率DM的計(jì)算公式見式（1）。依據(jù)試驗(yàn)測試結(jié)果及公式（1），繪制凍融循環(huán)次數(shù)與質(zhì)量損失率的關(guān)系圖，見圖2。

圖2 凍融循環(huán)次數(shù)與質(zhì)量損失率關(guān)系圖

從圖2中可以看出，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，質(zhì)量損失逐漸增大，呈現(xiàn)遞增的趨勢。在3次凍融循環(huán)前，質(zhì)量損失增加緩慢，5次凍融循環(huán)后，質(zhì)量損失增速較快。整體來說，纖維發(fā)泡水泥保溫板比普通發(fā)泡水泥保溫板質(zhì)量損失少，但差別不大。

2.2 凍融循環(huán)對抗壓強(qiáng)度的影響

在試塊測試完質(zhì)量后，測試其抗壓強(qiáng)度fn。仍然取三個試塊的平均值作為抗壓強(qiáng)度fn，抗壓強(qiáng)度損失率Df的計(jì)算公式見式（2）。依據(jù)試驗(yàn)測試結(jié)果及公式（2），繪制凍融循環(huán)次數(shù)與抗壓強(qiáng)度損失率的關(guān)系圖，見圖3。

圖3 凍融循環(huán)次數(shù)與抗壓強(qiáng)度損失率關(guān)系圖

從圖3中可以看出，抗壓強(qiáng)度受凍融循環(huán)次數(shù)的影響較明顯，強(qiáng)度損失總體上呈現(xiàn)出隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加而增大的趨勢，在凍融5次后，強(qiáng)度損失增速較快。纖維發(fā)泡水泥保溫板在15次凍融后，強(qiáng)度損失率為15%，普通發(fā)泡水泥保溫板則為22%。纖維發(fā)泡水泥保溫板凍融循環(huán)后的抗壓強(qiáng)度明顯優(yōu)于普通發(fā)泡水泥保溫板。

3 結(jié)論

通過纖維發(fā)泡水泥保溫板與普通發(fā)泡水泥保溫板凍融后的對比試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)：

（1）凍融循環(huán)次數(shù)較低時(shí)，試塊損傷很小，力學(xué)性能降低不明顯，而隨著凍融循環(huán)次數(shù)的不斷增加，試樣的吸水飽和度增大，氣孔壁在冰脹壓力或滲透壓力作用下破壞，凍融范圍增大，抗壓強(qiáng)度隨著凍融循環(huán)次數(shù)增加開始不斷降低，且速度越來越快。

（2）摻加玻璃纖維能顯著提高泡沫水泥板的抗凍融性能，在凍融循環(huán)15次后，纖維發(fā)泡水泥保溫板的質(zhì)量損失率比普通發(fā)泡水泥保溫板低0.2%；抗壓強(qiáng)度損失率比較普通發(fā)泡水泥保溫板低7%，且抗壓強(qiáng)度減小的速度明顯降低。