GRC發(fā)泡水泥實(shí)用技術(shù)簡(jiǎn)析 一. 主要原材料:1.膠凝材料 2.摻合料 3.外加劑 4.水 5.發(fā)泡劑 1.膠凝材料:快硬硫鋁酸鹽水泥 42.5 普通硅酸鹽水泥 P.O425/P.O525 2.摻合料:粉煤灰 硅灰 偏高嶺土 礦渣 石膏 其他工業(yè)廢棄物 3.發(fā)泡劑:雙氧水 4.水:地下井水,自來(lái)水 5.外加劑:穩(wěn)泡劑 早強(qiáng)劑,速凝劑 減水劑 防水劑 其他功能組分 如光亮劑,分散劑,著色劑,增強(qiáng)劑等 二.容重配比大致估算法 &=(M+M*0.2)/V M-干料總重 &-發(fā)泡容重(體積密度) V-模具體積 三. 原材料詳述 1.膠材: 一般發(fā)泡用膠凝材料為42.5快硬硫鋁酸鹽水泥和42.5普通硅酸鹽水泥,也有廠家選用52.5或32.5普通硅酸鹽水泥以及復(fù)合硅酸鹽水泥。 不同的膠凝材料發(fā)泡有各自不同技術(shù)特點(diǎn),因此先分別介紹普硅發(fā)泡與快硬發(fā)泡的優(yōu)缺點(diǎn): 相對(duì)來(lái)說快硬硫鋁酸鹽水泥發(fā)泡成功率比普通硅酸鹽水泥要高。因其具有低堿、快硬兩大特點(diǎn),控制起來(lái)就相對(duì)簡(jiǎn)單的多。 首先,其堿度低,因此在發(fā)氣過程中加入雙氧水后其發(fā)氣緩慢,我們可以人為地使用外加劑調(diào)節(jié)它發(fā)氣速率,一般使用促發(fā)類的物質(zhì)如:FeCl3,MnO2,KMnO4等。建議使用FeCl3,因?yàn)樗艽侔l(fā)的同時(shí)也是快硬水泥不錯(cuò)的速凝、早強(qiáng)劑。同時(shí)我們亦可以通過調(diào)節(jié)水的溫度來(lái)控制發(fā)氣。第三種方法就是通過調(diào)節(jié)其體系堿度來(lái)控制發(fā)氣速率,如使用石灰等。 就目前市場(chǎng)使用情況來(lái)看一般都是通過上述方法來(lái)控制發(fā)氣速率,當(dāng)然還有其他途徑下作簡(jiǎn)略介紹:⑴.溶液中離子的氧化還原性,尤其是金屬陽(yáng)離子:Ca2+,Fe3+,Zn2+,Cu2+等對(duì)雙氧水有催化分解的作用。 ⑵.使用金屬螯合劑螯合重金屬離子,形成穩(wěn)定的分子量更大的 化合物。螯合劑種類:①.有機(jī)磷酸類(三聚磷酸鈉,六偏磷酸鈉)但是其對(duì)Fe3+螯合能力差。 ②.羧酸類:EDTA,NTA,DTPA,檸檬酸CA,酒石酸TA,葡萄糖酸GA。 ③.聚丙烯酸類:聚丙烯酸之類的衍生物。 硅酸鹽水泥水泥產(chǎn)物為C3S,C2S,C3A,C4AF,C-S-H凝膠,Ca(OH)2等,其水化后PH值高(堿度大)導(dǎo)致過氧化氫放入后迅速發(fā)起,發(fā)泡速率不易控制從而使整個(gè)發(fā)泡工藝難度加大,同時(shí)由于水化顆粒具有凝聚的特點(diǎn)若單純從控制溫度的角度來(lái)控制發(fā)氣亦行不通,溫度低則水泥水化顆粒凝聚,雙氧水發(fā)出的氧氣O2不能發(fā)起導(dǎo)致產(chǎn)生憋氣、發(fā)泡高度不夠、塌模等。同時(shí)普通硅酸鹽水泥的凝結(jié)時(shí)間較長(zhǎng),若發(fā)泡完成后一段時(shí)間還未凝固,未產(chǎn)生一定強(qiáng)度則必然導(dǎo)致下沉甚至塌模。 在選擇發(fā)泡用水泥時(shí)需考慮水泥中C3A含量,若其含量過高可能導(dǎo)致發(fā)泡板后期開裂可能性加大。同時(shí)水泥含鐵量不可過高否則會(huì)使發(fā)泡速率加快,穩(wěn)泡劑穩(wěn)泡效果變?nèi)?,發(fā)出的泡不均勻穩(wěn)定,成泡大,最易塌模。 由此不難看出普通硅酸鹽水泥的發(fā)泡難度較快硬要難得多。 2.摻合料 ⑴粉煤灰 隨著粉煤灰比例的增加,發(fā)泡板的強(qiáng)度呈下降趨勢(shì),因此需要調(diào)整好其比例和凝結(jié)時(shí)間,粉煤灰的適宜摻量為膠凝材料總重的30%,這一數(shù)值的發(fā)泡板收縮率也達(dá)到最小值。煤灰中含鐵量亦須控制。 ⑵硅灰 硅灰主要成分為SiO2,其比表面積一般在20-28m2/g,細(xì)度較小,對(duì)改變漿體流動(dòng)性有重要意義,同時(shí)能增加早起及后期強(qiáng)度,一般摻量5%-10%。硅灰用于發(fā)泡板中對(duì)孔徑大小的調(diào)節(jié)也有很大作用,總體而言硅灰對(duì)發(fā)泡板有兩個(gè)顯著作用:①提高強(qiáng)度②調(diào)節(jié)孔徑。 ⑶礦渣 礦渣摻量不可過多,可能引起收縮開裂。 ⑷石膏 硬石膏用于快硬發(fā)泡水泥中可以防止后期強(qiáng)度倒縮的作用,需注意摻量,用于普硅發(fā)泡水泥中能使發(fā)泡更平穩(wěn)并有延緩發(fā)氣的作用,因其具有緩凝作用需注意參量。石膏也是普硅水泥很好的早強(qiáng)劑及可以補(bǔ)充收縮但需要調(diào)試到合適比例。 ⑸其他工業(yè)廢棄物:如磨細(xì)鋼渣,玻璃渣等廢棄物,筆者發(fā)現(xiàn)一種廢棄工業(yè)產(chǎn)物呈黑色粉狀顆粒,用于普硅與快硬復(fù)合體系的發(fā)泡中,能不降低后期強(qiáng)度且發(fā)氣速率適中,凝結(jié)時(shí)間根據(jù)硫鋁水泥的量來(lái)調(diào)節(jié),因此不會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)時(shí)間慢而產(chǎn)生的塌模現(xiàn)象,摻量一般為5%左右,且其具有優(yōu)良的防裂作用,為發(fā)泡板理想的摻合料。 3.發(fā)泡劑 一般化學(xué)發(fā)泡劑為雙氧水,亦有其他類型的發(fā)泡劑不再作累述。 4.水 一般為地下井水或自來(lái)水。地下水可能Ca2+,Mg2+等離子含量稍高,有一定的促發(fā)作用,但因其含量較少,無(wú)特殊情況應(yīng)均適用。 5.外加劑 GRC發(fā)泡板的重點(diǎn)就在于外加劑的選用,下作簡(jiǎn)單介紹: ⑴穩(wěn)泡劑 當(dāng)雙氧水遇堿后放出細(xì)小O2氣泡的同時(shí)需要利用穩(wěn)泡劑對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)泡。 穩(wěn)泡劑對(duì)氣泡起穩(wěn)定的作用,使其發(fā)出的氣泡呈獨(dú)立分散,互補(bǔ)串通,這樣才能使發(fā)泡板的強(qiáng)度更好,導(dǎo)熱系數(shù)及吸水率更低。雙氧水發(fā)泡穩(wěn)泡劑一般選用硬脂酸鈣等硬脂酸鹽類物質(zhì),如硬脂酸鎂,硬脂酸鉛等。 由于硬脂酸鹽具有優(yōu)良的分散性與憎水性,在O2泡壁粘附,降低排液速率,由于其憎水性使其均勻分散氣泡更獨(dú)立,形成的連通孔幾率降低。 一般情況下,硬脂酸鹽類穩(wěn)泡劑不單獨(dú)使用,單獨(dú)使用摻量過高成本上不合算,因此復(fù)合其他外加劑使用效果更明顯。 另外介紹一種不適用硬脂酸鹽的穩(wěn)泡劑合成方法:用蛋白質(zhì)或者脂類物質(zhì)加一定量堿和三乙醇胺在80℃左右反應(yīng),制成品可用作發(fā)泡水泥穩(wěn)泡劑,效果良好。 另外筆者自制一種穩(wěn)泡劑,為粘稠狀液體,無(wú)味,可通過其摻量來(lái)自由調(diào)節(jié)發(fā)泡孔徑,每方的摻量?jī)r(jià)格約1-5元,可取代各種硬脂酸鹽及其改性類穩(wěn)泡劑,且大幅降低發(fā)泡成本。 ⑵早強(qiáng)劑或速凝劑 速凝早強(qiáng)劑的摻入是普通水泥發(fā)泡的關(guān)鍵性技術(shù)之一。普硅后期容易產(chǎn)生收縮裂縫,除水泥自身收縮外,其關(guān)鍵影響因素在于早強(qiáng)速凝劑。 下面給出幾個(gè)速凝早強(qiáng)劑參考配方。 ①. 硫鋁水泥+普硅水泥+增強(qiáng)劑 ②. 鉻酸鉀摻量1.3% ③. 鋁酸鈉0.5%+硫酸鋁1.5% ④. 三乙醇胺0.65%+甲酸鈣0.5%+硅酸鈉0.25% ⑤. 三乙醇胺0.65%+1.5%尿素+1.5%硫酸鋁 ⑶防水劑 單摻硬脂酸鈣的防水效果并不能降至10%以內(nèi),所以可選用一些內(nèi)摻防水劑,內(nèi)摻防水劑有機(jī)硅效果較好,且選用合適對(duì)強(qiáng)度等方面也有所幫助,但需謹(jǐn)慎控制防止塌模。用自制硬脂酸熬制防水劑也可達(dá)到一定的防水效果。
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