泡沫混凝土,又称发泡混凝土,是指在普通混凝土里混入气泡或者泡沫,水泥凝固后形成带有无数细小泡孔的混凝土,从而降低混凝土的容重。一般情况下,比正常混凝土强度要低,通常泡沫混凝土强度在0.3-0.5兆帕,主要是起保温隔热,防火隔音的作用,还有最重要一点儿,就是重量轻。经过多年潜心研究,已将钢骨架轻型板芯材(改性水泥珍珠岩复合芯材)提升到密度300级0.5兆帕泡沫混凝土强度为0.8-1兆帕,将500公斤每立方(密度500级)的泡沫混凝土强度提高到2.0-2.5MPa。
泡沫混凝土分广义和狭义概念,广义概念是所有带泡孔的混凝土,包含了加气混凝土;狭义泡沫混凝土是专指使用物理发泡(泡沫剂)获得的混凝土。但学术界并没有严格定义和区分。泡沫混凝土关键在于发泡剂,又分为物理发泡和化学发泡。泡沫混凝土发泡剂的性能是决定泡沫混凝土强度、隔热、隔声、是否开裂的关键因素。为进一步推广泡沫混凝土在建筑保温领域的应用,需要不断地研发高效发泡剂及复合添加剂。重点解决与水泥及混凝土混合材的相容性问题,优化原材料配合比、工艺流程和设备,进一步研究的各种性能及其影响因素。
发泡剂,一般是指塑料材料中形成泡孔结构的一类助剂,概念引入到建筑混凝土材料中,有其特殊性和特定性,但仍然保留“泡孔结构”的特性,如增强隔音性、隔热性,降低材料密度等。发泡剂比较复杂,如有铝粉、铁粉、双氧水、氯化钠、硫代硫酸钠、拉开粉BX、减水剂JN、低沸点烷烃、氟碳化合物等。下面只简单介绍物理发泡和化学发泡的过程。
物理发泡:先搅拌浆料,同时用制泡机把发泡剂制成泡沫,加入搅拌机内,二次搅拌,把泡沫强行压入浆体内,浆体膨胀到设定值,卸入模箱。整个过程没有化学反应和气体生,使用卧轴搅拌机低速搅拌。
化学发泡:先搅拌浆料,然后放入产气剂和化工料,二次搅拌,把浆料卸入模箱,产气剂在浆料内部产生大量气体,托着浆料上涨到设定值。整个过程是化学反应产生气体使浆料膨胀,一般使用立轴高速搅拌机。用于发泡混凝土的产气剂一般有双氧水和铝粉2种,前者快速产气、反应剧烈,一般使用在低容重的水泥发泡保温板生产;后者缓慢产气、反应平稳,一般使用在高容重的加气块、自保温砖等的生产。
水灰比在混凝土制品生产中必须严格控制的,这是混凝土后期质量最关键的因素。水灰比越低,混凝土脱模越快、后期强度越高,但是发泡越困难。要根据不同的产品需求、不同的水泥、不同的填充料、不同的环境温度来调节合适的水灰比,应该在专业工程师或者技术员指导下进行。 物理发泡使用的发泡剂要用大量水稀释才能制泡,大幅提高了水灰比,因此,脱模时间长,后期强度远低于化学发泡。发泡剂加水稀释后,经制泡机可以制成富有弹性的白色泡沫,在几个小时内不会消泡(破灭),水泥凝固后泡沫变成泡孔。消泡时间越长、泡沫越细腻的发泡机质量越好。制泡机的设计对泡沫质量起到关键作用。