发泡混凝土微结构的研究进展

发布时间：2020-12-10 00:59

　　现代化墙体材料的绿色循环无污染发展需求对发泡混凝土提出了更高的要求,各种微结构的优化以及改性技术得到迅速发展。本文综述了发泡混凝土孔结构方面的发展,从气泡的形成传输过程,孔结构组成,以及检测方法等角度全面系统概述了孔结构的发展,为发泡混凝土孔结构不断深入的研究提供了理论基础。 

【文章来源】：硅酸盐通报. 2020年09期 第2699-2705页 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

发泡工艺中气泡的形成与溢出[9-10]

上述发泡剂因其本身的化学发应会在浆体内部生成大量细小、均匀、稳定的气泡。然而,电石遇水反应剧烈,不仅会对浆体结构造成破坏,同时也会导致气孔的调控机制的紊乱。铵盐在水泥孔溶液的碱性条件下反应缓慢,气泡形成速率降低,易出现塌膜的问题。铝粉与双氧水是当前广泛使用的发泡剂,其反应速率易于调节,为孔结构的调控机制奠定了基础,实现了发泡混凝土功能化设计。发泡剂的掺入使新拌浆体中形成了大量的气泡,因此气泡的形成、传输和转变过程成为了发泡混凝土早期的独特历程。由图2可知[14],气泡反应初期由空气以及气泡囊壁组成了直径较小的气泡。然而随着时间的延长,在气泡-水-反应产物三相界面的作用下其直径趋于稳定。反应初期,新拌浆体中反应产物并未大量形成,气泡的形成与转变过程主要受到气泡-液体的二相界面作用,符合动态Rayleigh公式(如式(5)所示)[15-16]。由式(5)可知,气泡直径受其气泡内部与介质压力之间的差(PR)的作用,具体影响影响规律如图3所示[16]。随时间的增长,PR的增加提高了气泡的质量,加快其运动,不断向上浮动。反应中期,反应产物不断堆积,阻碍部分气泡的溢出并改变其(主要指D≥2 mm的气泡)表面毛细力。研究表明[17],凝胶孔隙度以及毛细管孔隙度的分布、尺寸、形貌均会导致气泡表面毛细力的差异。如图4所示,气泡与直径较大的凝胶孔或毛细孔作用时,两者较薄的薄壁相互作用,增加了连通孔、并孔等有害孔出现的可能性。在不规则锯齿状、半开合凝胶孔与毛细孔的作用下,气泡薄壁被破坏,其分裂成大量直径较小的气泡。随反应的不断进行,大量气泡溢出、合并与破裂导致发泡混凝土混凝土硬化后形成大量的微孔结构,影响其力学性能与耐久性等后期性能。

式中:PR为气孔压力的变化值,Pa;P0为气孔在介质中的压力变化值,Pa;ρd为介质密度,g/cm3;R为气泡原始直径,μm; R ˙ 为某一时刻气泡的外壁直径,μm; R ?? 为某一时刻气泡的内壁直径,μm。图4 气泡受凝胶孔隙度以及毛细孔的作用[17]

【参考文献】：
期刊论文
[1]孔结构对泡沫混凝土性能的影响与控制技术[J]. 李相国,刘敏,马保国,蹇守卫,苏雷,赵志广.  材料导报. 2012(07)
[2]粉煤灰加气混凝土水化产物的种类和微观结构[J]. 吴笑梅,樊粤明.  华南理工大学学报(自然科学版). 2003(08)
[3]加气混凝土应用及其关键技术[J]. 高连玉,郭福胜.  房材与应用. 2002(01)



本文编号：2907788