發泡水泥板外墻外保溫材料的耐久性研究

金堅強

（衢州學院建筑工程學院， 浙江 衢州 324000）

1 泡沫水泥板制備的材料

經過大量的實驗研究分析，一塊工程建筑中所用的泡沫水泥板的原材料有：水泥和發泡劑、穩泡劑、玻璃纖維等組成。但是這幾樣原材料的選用也有規定。泡沫水泥板的基本材料為水泥，但所選用的水泥一般選用P.042.5級水泥。其原因為：在所有的建筑施工外墻所用的水泥都會選擇42.5級水泥，因其內部所含的普通硅酸鹽水泥與建筑主體墻材相容性好、親和性好、粘接牢固、強度大和質量好等特性。

穩泡劑作為制作泡沫水泥板的關鍵材料之一，無論選材還是用量要求都極為苛刻，這里使用的穩泡劑材料為硬脂酸鈣粉末，硬脂酸鈣作為一種極好的無毒熱穩定劑、潤滑劑、涂料的平光劑和耐水劑，可以彌補泡沫水泥板的泡孔多這一缺陷，還能防止泡孔破裂、串孔現象的產生，有效改善發泡水泥的泡塊塌落現象，使得發泡孔完全閉合，提升材料的憎水性。

玻璃纖維是泡沫水泥板制作的輔助劑，仍然不可或缺。玻璃纖維能使水泥板的抗拉強度和韌性得到顯著地提升。

2 配比用量和工藝制備

獲取規定的水泥用量5千克，穩泡劑占水泥質量的百分比分別為：5%、6%、7%、8%和9%；玻璃纖維占水泥質量的百分比按穩泡劑質量百分比依次為0.15%、0.3%、0.45%和0.6%；發泡劑占水泥質量的百分比為7.2%；本實驗中還加入旱強劑、減水劑和調稠劑，它們占水泥質量的百分數為3%、0.4%和1.5%。

先將水泥攪拌桶濕潤，按照之前的配比比例依次將水泥、穩泡劑、玻璃纖維、旱強劑和減水劑一一倒入桶中，最后將稱好水的2/3倒入桶內，在開始攪拌時就計時，20秒后把剩余的水全部倒入，繼續攪拌至100秒后加入發泡劑，快速攪拌15秒后停止。在整個攪拌過程中應把握好攪拌的力度和速度，減少桶內的材料溢出的可能性，材料的溢出會對后續的實驗產生干擾。將攪拌好的泥漿倒入模具中，使其在模具中發生化學反應而在漿體內部形成密閉氣孔。

3 穩泡劑對泡沫水泥板抗凍性的影響

開展泡沫水泥板密度、質量和強度與穩泡劑摻量的關系實驗得到關于穩泡劑對泡沫水泥板抗凍性影響的關系，具體詳見表1。表中數據所表示的含義為：干密度ρ0、真密度ρ、凍融循環前質量 M0、凍融循環后質量 Ms、凍融質量損失率Mm、凍融前抗壓強度fc0、凍融后抗壓強度fcn、凍融強度損失率△fc。

表1.穩泡劑對泡沫水泥保溫板抗凍性影響表

圖1 --強度-凍融循環次數曲線圖

結論1：泡沫水泥板的凍融質量損失率隨穩泡劑的摻量增加而呈現穩定的上升趨勢，當摻入的穩泡劑的質量百分比為8%時，可以使得泡沫水泥板的凍融損失最小為-0.8%。由此可見，為提高泡沫水泥板的抗凍性可增加穩泡劑的質量，但是不能無限制的增加，因為當穩泡劑的摻量達5%時，泡沫水泥板的凍融損失質量最大為-5.7%，負號表示凍融損失質量不減反增，這是由于凍融水礦物質和泡沫水泥板發生化學反應過度生成的沉淀物所致。然而當穩泡劑的摻量達9%時，水泥板的凍融損失量最大為15%。

結論2：當穩泡劑的摻量為9%時，泡沫水泥板的凍融質量損失較穩泡劑摻量為 8%時增加了 4.8%，較表中的所有增量而言此增量為最大。說明當穩泡劑摻量增加到一定數值后，內部發泡鏈產生滑移現象，增加了泡沫水泥內部的分子空隙，水泥板的吸水性明顯增強，吸入的水分越多，泡沫水泥板對水的親和性變好，達不到所要求的降低水泥板的水親和性，提高水泥板的憎水性這一效果。因此穩泡劑的含量對水泥板的抗凍性能好壞起著關鍵的作用。

結論 3：隨著穩泡劑質量的增加，泡沫水泥板的凍融后抗壓強度呈增加趨勢，但當穩泡劑的含量達9%時，凍融后抗壓強度降回原來的百分比0.45%。與凍融前抗壓強度相比，當穩泡劑的質量分數為 5%時，水泥板的抗壓強度增量為最大為0.1%，強度損失率也為最大 18%，表示穩泡劑含量太低時，會造成泡沫水泥板的抗壓強度明顯降低。這在建筑施工過程中，抗壓強度低的材料是不能作為建筑材料使用的，盡管該材料的環保節能性好。

結論4：為了使得泡沫材料的凍融質量損失率和凍融強度損失率降到最低，需要將穩泡劑控制到一個恰當的含量。不能為降低一者的損失率而造成另一損失率太高，這對泡沫水泥板的最終投入使用性能造成不可忽略的影響，也會對整個建筑物的外墻造成長久的損壞。本實驗采用的是化學發泡法制備泡沫水泥板，實驗結果表明：當水膠比為0.45，穩泡劑摻量為8%時，泡沫水泥板抗凍性能最佳。

4 小結

建筑節能強調的是對建筑材料的綠色環保和在建筑施工中的利用能力強。泡沫水泥板作為一種新型的廣泛推廣的無機混合材料，泡沫水泥板的優勢的確值得最大化的利用，但是其存在的缺陷是抗凍性極差。許多研究者都在致力于研究泡沫水泥板的抗凍性，并做了大量的實驗。本實驗著重研究穩泡劑的含量對泡沫水泥板的抗凍性的影響，并得出結論為穩泡劑的含量多少會對泡沫水泥板的抗凍性高低產生極大的影響。因此，為提高泡沫水泥板的抗凍性可以通過適當的增加穩泡劑的含量實現。