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        发泡水泥及其发展趋势

        浏览次数: 日期:2014年12月25日 11:20
        发泡水泥及其发展趋势
         烟台市福山区建筑业管理处      牟世宁
            发泡水泥又称发泡砼,是多孔砼的一种。它与加气砼一样,在我国的建筑里程上经历了坎坷的发展史。以往的多孔砼主要制成屋面板、内外墙板、砌块和保温制品,造价高,不能现场施工,因此在实际工程应用中,受到了较大限制。随着人们对建筑保温节能要求的日益重视,加气砼在环保节能、废物利用方面展现了一定优势,因而,在二十世纪九十年代初期得到了长足的发展,,大有取代发泡水泥之势。直到近几年,由于韩国发泡水泥设备的进入,以地暖保温层为突破口,发泡水泥焕发了新的生机,又与加气砼在建筑领域各显其能、并驾齐驱了。
            一、发泡水泥与发泡剂
        发泡剂是发泡水泥的主要成分。以往的发泡水泥是将发泡剂在机械搅拌作用下,形成大量稳定的泡沫。所用的发泡剂通常采用松香泡沫剂及水解牲血泡沫剂。松香胶泡沫剂采用烧碱加水溶入松香粉(一般重量比为,烧碱:水:松香=1:2:4),再与溶化的胶液(皮胶或骨胶)搅拌制成浓松香胶液,使用时再用温水稀释,用力搅拌即形成稳定的泡沫。水解牲血采用动物血加苛性钠、盐酸、硫酸亚铁、水等制成,使用时经稀释搅拌成稳定的泡沫。这两种发泡剂在目前看来,其所产生的泡沫数量及稳定性都较差,再加上采用的是机械搅拌法,泡的大小不匀,性能较差,容重一般在300-1200kg/m3之间,导热系数在0.07-0.25 W/(m·k),与加气砼相比,并无明显优势。
            近年来,发泡剂的制取有了长足发展。其种类主要形成了两大类:
            1、动物性发泡剂
            动物性发泡剂是以动物角质为主要原材料,加入一定量的烧碱(NaOH)、盐酸、氯化钠等化工原料,加温溶解、稀释过滤、高温脱水而生产的一种新型发泡剂。它是一种无公害、无污染的水溶性液体,具有发泡量大、泡沫强度高、持续时间长等优点。威海双杰公司、烟台天骄保温安装工程有限公司生产的发泡剂即属此类。
            2、植物性发泡剂
        植物性发泡剂是以松香和氢氧化钠等为主要原料经过皂化反应制取。植物性发泡剂具有造价低、产泡量大、泡沫持久等优点,广州、宝鸡、上海、深圳等地有生产。
            从PH值看,动物性发泡剂往往偏碱性,PH值约为7-8,;而植物性发泡剂往往偏酸性,PH值约为5-6。一般而言,发泡剂PH值为中性效果更好,因为这样既不影响水泥的性能,又可延长设备使用寿命。烟台天骄保温安装工程有限公司经过不断努力,在保证发泡剂其他性能指标不变的前提下,成功生产出PH值为中性的动物性发泡剂,为保证发泡水泥的质量和提高发泡剂对设备的普遍适用性进行了有益的探索。另外还有混合性发泡剂。不管哪种发泡剂与以往的发泡剂相比,性能上都有了较大提高,用其制取的发泡水泥的质量也有了较大改观,其各项性能指标已远远超过了同类产品——加气砼。
            二、发泡水泥与发泡设备
        大家知道,以往的发泡水泥的泡沫制取主要是靠机械搅拌的方法产生泡沫,再与水泥浆搅拌在一起,凝固后形成发泡砼。这种制做工艺不但难以形成大规模生产,
        其泡沫质量也较差,主要表现在泡沫大小不一、上下不匀,因而难以保证发泡水泥的均一性。韩国设备进入国内后,气动发泡成为主流,即在通过高压空气的作用,将一定浓度的发泡剂在发泡管内雾化,最后形成大小均一、直径适宜的泡沫。采用这种工艺后,不但可大批量连续作业,现场制备的发泡水泥的保温性能也有了较大提高。因为保温材料的保温性能与材料本身的容量和空隙率有很大关系,一般情况下,材料的容量越小,保温效果越好;孔隙率相同,空隙尺寸越小、越致密,材料内部的对流、辐射换热越小,导热系数越小。工艺的改善,质量的提高,为发泡水泥的应用开拓了广阔的场。
            1、地暖保温用发泡剂水泥制取设备
        这种设备除了从韩国进口外,国内已有数家生产。该设备将发泡、搅拌、泵送融为一体,将制取的发泡水泥直接输送到作业面,然后刮平(主要靠自流平)做为低温辐射保暖的找平层和保温层。这种施工工艺具有施工速度快、造价低、质量好等优点,已在部分地区得到了大面积的推广和应用。
            2、屋面保温用发泡水泥制造设备
        上述设备由于体积较大,搬运比较困难,一般适用于较大面积施工,且制备的发泡水泥稠度低、容量大,使用范围受到了限制。为改变上述设备的不足,有些企业又自主研发了小型设备,其重量仅100-200kg,可抬到屋面、室内进行施工。这种小型设备由于不装配输送装置,制取的发泡水泥质量又有了进一步提高:容量更小、保温性能更好,而且可根据需要直接在屋面上找出一定坡度。用这种小型设备所做的屋面保温层除有良好的保温性能外,还有较好的防水性能,有些屋面在没做防水层的情况下,经24小时蓄水试验,可达到不渗不漏的效果。
        三、发泡水泥的发展前景
        发泡水泥在低温地板辐射采暖中作为保温层已得到了广泛的应用,但从整个建筑市场来看,它所占得比例很小。依据其良好的保温等特有性能,它应该在建筑节能方面发挥更大的作用。
          (一)设备的进一步改善,可进一步扩大其应用领域。目前应用最广的就是楼层间保温,不远的将来,其应用领域将扩展到地面、屋面以及外墙的外保温,还可直接用于浇注隔墙。
          (二)选用开发一些新型添加剂,改变发泡水泥的性能。
        1、改性剂:改变其流动性,抗垂性,以适应不同场所的需要。
        2、防水剂:尤其在屋面保温中,增加抗渗性,也就提高了性能价格比。
        3、工程纤维:细小的工程纤维添加到发泡砼内,可明显改善发泡砼性能,增加抗裂、抗渗性。
        4、特性材料:
           (1)水泥:随着水泥行业生产技术水平的进步,水泥的平均标号也在大幅提高。二十世纪六十年代,美国砼的平均强度为28 MPa,七十年代达到42 MPa,2000年强度为70 MPa的砼已被视为普通砼。在我国,九十年代275号的低标号水泥已被淘汰,根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》,(GB175-1999)规定,硅酸盐水泥分425R、525、525R、625、625R、725R六个标号,普通酸盐水泥分为325、425、425R、525、525R、625、625R七个标号。较高标号水泥的推广应用,对提高发泡水泥的品质起到了关键作用。比如,用标号为525的水泥制作的发泡水泥制品,在容量不足300kg/m3的情况下,抗压强度可达4MPa以上,其优良性能可见一斑。
           (2)其它填料:根据不同需要,填加砂石、炉渣、保温颗粒、甚至稻草等物料,达到不同的性能,满足不同的需求。总之,作为一种具备质量轻、强度高、保温隔音、防水抗渗等优良性能的节能产品,发泡水泥将会被越来越多的人们所认可。可以预见,发泡水泥在向高强轻质、复合和节能方向发展的同时,其应用领域将会得以不断拓宽。(发表于《地暖月刊》第十期,中国地暖产业发展(北京)高峰论坛暨《地面辐射供暖技术规程》宣贯会论文集转载)

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