物理发泡是通过机械方式将发泡剂、水、空气制成泡沫。发泡机是关键,发泡机较早产生于国外,其原始机型是采用叶轮高速旋转制泡,故又名“打泡机”。我国较早使用的不是专用发泡机型,而是采用砂浆搅拌机,但这种方式叶片的旋转速度慢、引入的气体少,包含后来使用的一些中低速旋转设备制作泡沫剂同样也不理想,引入气体慢,且泡沫不均匀,泡径大,泡径无法控制,消泡也快。
沫混凝土不同于加气混凝土及其它轻质混凝土,主要在于其技术要求,正是这些技术要求才成就了泡沫混凝土的广泛应用。
1. 干密度
一般泡沫混凝土的干密度为300-1100kg/m3,个别北方地区在同等强度下可以达到100-1200kg/m3。
用于地暖、外墙保温、地基保温为100-300 kg/m3;
用于现浇和非承重墙体制品为300-700 kg/m3;
用于承重墙体及其他承重制品为700-1200 kg/m3;
经过以后不断技术升级和换代,如今已发展为以高压充气为主体的第三代发泡方式,这才是真正意义上的物理发泡,从而使泡沫混凝土广泛应用。根据发泡原理来看,目前广泛应用的发泡机有高速叶轮型、高压空气型、鼓风中低压型。
虽然发泡机型不一样,但发泡原理都大同小异。即利用各种机械方式产生一定压力,将空气压入经水稀释的发泡剂液体中,就象给气球打气一样,实现两者的均匀混合。在常压下,空气进入液体是较难的,而在一定压力下,则变得比较容易。这个空气压力不单是把气体压向液体中,同时也把液体压向气体中,实际上是双相同时施压。通进连续不断、均衡的施压,气液两相混合速度快、效率高,泡沫均匀、气泡细小,达到了物理发泡较理想的技术要求。
二、 化学发泡发泡混凝土
化学发泡剂是一种能与其它物质产生化学反应或自身在一定温度下裂解,从而产生反应气体的化学物质。根据其原理,可以分为两大类:热解产生气体的发泡剂与反应产生气体的发泡剂。
热解型发泡剂,例平常我们制作面包用的碳酸氢钠,当温度升高到一定范围后,就会自身裂解,释放出气体。比较常见的还有:碳酸氢氨、碳酸二氢钠、碳酸三氢钾等,这些热解型发泡剂在加气混凝土或泡沫混凝土难以应用,就不多说了。
反应型发泡剂,广泛使用的反应型发泡剂有几百种,包括了许多能与其它物质产生化学反应而产生气体的物质。但真正能用于水泥发泡的反应发泡剂不多,现试列举如下:
1、金属粉类 包括铝粉、锰粉、锌粉、铁粉、铜粉等各种金属粉。目前大量应用的主要是产气量较大,发气平稳,发气速率适宜的金属铝粉,常制成有煤油保护的铝粉膏使用。我们所说作为加气剂的铝粉,在碱性环境下,才能进行放气反应,在加气混凝土料浆中,碱性物是Ca(OH)2。因此,铝粉与水的反应可以写成:
2A1+3Ca(OH)2+6H2O==3CaO·A12O3·6H2O+3H2↑
2、双氧水 双氧水(H2O2)也是一类常用的加气剂,双氧水在碱性水泥介质中会发生氧化还原反应,产生氧气,这是双氧水用作加气剂的依据。如果加入次氯酸钙发气过程将强化。反应式如下:
2H2O2==2 H2O+ O2↑
Ca(OC1) 2+2H2O2==Ca C12+2 H2O+ O2↑
3、其它发泡剂 例碳化钙、碳酸盐及酸式碳酸盐等。
中高档泡沫混凝土施工,宜用硅酸盐水泥(代号P·Ⅰ和P·Ⅱ)
硅酸盐水泥在六大水泥中品质较优,根据GB175-1999标准规定,它的石灰石或粒化高炉矿渣混合材只能掺入5%以内,熟料成分比例较多,Ⅰ型(代号P·Ⅰ)不掺混合材料,品质较优;Ⅱ型(代号P·Ⅱ)掺入5%以内混合材料,品质随后。其水泥矿物成分以硅酸三钙 为主,水化速度快,胶凝能力强,也是水泥高强度的主要来源。水泥凝结与硬化速度快于其他通用水泥,且早强性也高得多。水泥等级在42.5~62.5。但这种水泥产量低,造价贵,许多水泥厂不生产。