物理發(fā)泡是通過機(jī)械方式將發(fā)泡劑、水、空氣制成泡沫。發(fā)泡機(jī)是關(guān)鍵,發(fā)泡機(jī)較早產(chǎn)生于國外,其原始機(jī)型是采用葉輪高速旋轉(zhuǎn)制泡,故又名“打泡機(jī)”。我國較早使用的不是專用發(fā)泡機(jī)型,而是采用砂漿攪拌機(jī),但這種方式葉片的旋轉(zhuǎn)速度慢、引入的氣體少,包含后來使用的一些中低速旋轉(zhuǎn)設(shè)備制作泡沫劑同樣也不理想,引入氣體慢,且泡沫不均勻,泡徑大,泡徑無法控制,消泡也快。
沫混凝土不同于加氣混凝土及其它輕質(zhì)混凝土,主要在于其技術(shù)要求,正是這些技術(shù)要求才成就了泡沫混凝土的廣泛應(yīng)用。
1. 干密度
一般泡沫混凝土的干密度為300-1100kg/m3,個別北方地區(qū)在同等強(qiáng)度下可以達(dá)到100-1200kg/m3。
用于地暖、外墻保溫、地基保溫為100-300 kg/m3;
用于現(xiàn)澆和非承重墻體制品為300-700 kg/m3;
用于承重墻體及其他承重制品為700-1200 kg/m3;
經(jīng)過以后不斷技術(shù)升級和換代,如今已發(fā)展為以高壓充氣為主體的第三代發(fā)泡方式,這才是真正意義上的物理發(fā)泡,從而使泡沫混凝土廣泛應(yīng)用。根據(jù)發(fā)泡原理來看,目前廣泛應(yīng)用的發(fā)泡機(jī)有高速葉輪型、高壓空氣型、鼓風(fēng)中低壓型。
雖然發(fā)泡機(jī)型不一樣,但發(fā)泡原理都大同小異。即利用各種機(jī)械方式產(chǎn)生一定壓力,將空氣壓入經(jīng)水稀釋的發(fā)泡劑液體中,就象給氣球打氣一樣,實(shí)現(xiàn)兩者的均勻混合。在常壓下,空氣進(jìn)入液體是較難的,而在一定壓力下,則變得比較容易。這個空氣壓力不單是把氣體壓向液體中,同時也把液體壓向氣體中,實(shí)際上是雙相同時施壓。通進(jìn)連續(xù)不斷、均衡的施壓,氣液兩相混合速度快、效率高,泡沫均勻、氣泡細(xì)小,達(dá)到了物理發(fā)泡較理想的技術(shù)要求。
二、 化學(xué)發(fā)泡發(fā)泡混凝土
化學(xué)發(fā)泡劑是一種能與其它物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或自身在一定溫度下裂解,從而產(chǎn)生反應(yīng)氣體的化學(xué)物質(zhì)。根據(jù)其原理,可以分為兩大類:熱解產(chǎn)生氣體的發(fā)泡劑與反應(yīng)產(chǎn)生氣體的發(fā)泡劑。
熱解型發(fā)泡劑,例平常我們制作面包用的碳酸氫鈉,當(dāng)溫度升高到一定范圍后,就會自身裂解,釋放出氣體。比較常見的還有:碳酸氫氨、碳酸二氫鈉、碳酸三氫鉀等,這些熱解型發(fā)泡劑在加氣混凝土或泡沫混凝土難以應(yīng)用,就不多說了。
反應(yīng)型發(fā)泡劑,廣泛使用的反應(yīng)型發(fā)泡劑有幾百種,包括了許多能與其它物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生氣體的物質(zhì)。但真正能用于水泥發(fā)泡的反應(yīng)發(fā)泡劑不多,現(xiàn)試列舉如下:
1、金屬粉類 包括鋁粉、錳粉、鋅粉、鐵粉、銅粉等各種金屬粉。目前大量應(yīng)用的主要是產(chǎn)氣量較大,發(fā)氣平穩(wěn),發(fā)氣速率適宜的金屬鋁粉,常制成有煤油保護(hù)的鋁粉膏使用。我們所說作為加氣劑的鋁粉,在堿性環(huán)境下,才能進(jìn)行放氣反應(yīng),在加氣混凝土料漿中,堿性物是Ca(OH)2。因此,鋁粉與水的反應(yīng)可以寫成:
2A1+3Ca(OH)2+6H2O==3CaO·A12O3·6H2O+3H2↑
2、雙氧水 雙氧水(H2O2)也是一類常用的加氣劑,雙氧水在堿性水泥介質(zhì)中會發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生氧氣,這是雙氧水用作加氣劑的依據(jù)。如果加入次氯酸鈣發(fā)氣過程將強(qiáng)化。反應(yīng)式如下:
2H2O2==2 H2O+ O2↑
Ca(OC1) 2+2H2O2==Ca C12+2 H2O+ O2↑
3、其它發(fā)泡劑 例碳化鈣、碳酸鹽及酸式碳酸鹽等。
中高檔泡沫混凝土施工,宜用硅酸鹽水泥(代號P·Ⅰ和P·Ⅱ)
硅酸鹽水泥在六大水泥中品質(zhì)較優(yōu),根據(jù)GB175-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,它的石灰石或?;郀t礦渣混合材只能摻入5%以內(nèi),熟料成分比例較多,Ⅰ型(代號P·Ⅰ)不摻混合材料,品質(zhì)較優(yōu);Ⅱ型(代號P·Ⅱ)摻入5%以內(nèi)混合材料,品質(zhì)隨后。其水泥礦物成分以硅酸三鈣 為主,水化速度快,膠凝能力強(qiáng),也是水泥高強(qiáng)度的主要來源。水泥凝結(jié)與硬化速度快于其他通用水泥,且早強(qiáng)性也高得多。水泥等級在42.5~62.5。但這種水泥產(chǎn)量低,造價(jià)貴,許多水泥廠不生產(chǎn)。