泡沫水泥保温板的配合比设计

王倩汤小平徐海群

（1.连云港职业技术学院　江苏连云港　222006　2.连云港市水利局　江苏连云港　222006）

引言

泡沫水泥保温板是多孔结构，具有保温隔热性能好，轻质、低弹性模量等优良特性，因而广泛应用于建筑物外墙、屋面等的保温工程。现阶段在全球节能减排大趋势的推动下，发展绿色、环保、节能的建筑材料已势在必行[1]。然而泡沫水泥保温板的配合比设计还没有可依据的标准规范，这种现状不利于泡沫混凝土生产质量的控制和技术发展[2]。本文在参考刘文斌[3]等人研究结论的基础上，通过大量实验探索泡沫水泥保温板的配合比设计方法并在实践中应用验证，以期为泡沫水泥保温板的生产与质量控制提供有益的参考。

1　泡沫水泥保温板配合比设计遵循的原则

（1）泡沫水泥保温板的导热系数、强度、表观密度等性能参数要满足标准要求；

（2）1m3泡沫混凝土的材料总量应根据泡沫水泥保温板的表观密度来确定；

（3）水料比的确定主要依据泡沫混凝土的工作性要求，可以通过流动度试验确定；

（4）假定1m3泡沫混凝土的体积由两部分组成：①由水泥、水等组成的净浆体积；②由发泡剂形成的泡沫所占体积；

（5）发泡剂的发泡倍数和其稀释用水量均影响发泡剂及各材料的用量；

（6）稳定剂、胶粉等可改善泡沫水泥保温板的性能。

2　泡沫混凝土的配合比设计

为保证保温效果，应根据泡沫水泥保温板的表观密度进行1m3泡沫混凝土材料用量的计算。计算步骤如下：

2.1　确定生产1m3泡沫混凝土材料总用量

式（1）中：

m——1m3泡沫混凝土材料总质量，kg；

c、w1、m′——分别为1m3泡沫混凝土中水泥、水、粉料用量，kg；

w2——1m3泡沫混凝土中稀释发泡剂的用水量，kg；

p——1m3泡沫混凝土中发泡剂用量，kg；

ρ——泡沫水泥保温板表观密度，kg/m3。

2.2　确定水料比

水料比要满足水泥水化反应的需要，另外也要满足施工工作性的需要。水料比通过净浆流动度试验确定，通常取值为0.5～0.55。

式（2）中：φ-水料比。

2.3　确定净浆体积

式（3）中：v1——1m3泡沫混凝土中水泥、其它粉料和水（不包括稀释发泡剂所用的水）组成的浆体体积，m3；

ρc——水泥密度，通常取3100kg/m3；

ρw——水密度，通常取1000kg/m3；

ρ′——其它粉料的密度，kg/m3；

2.4　确定泡沫体积

假定1m3泡沫混凝土的体积由两部分组成：①由水泥、水等组成的净浆体积v1；②由泡沫所占的体积v2。则有公式（4）：

式（4）中：v2——1m3泡沫混凝土泡沫所占体积，m3；

k——富余系数。考虑泡沫加入到浆体中再混合搅拌时会有损失，通常取值1.1～1.3。

2.5　确定泡沫液质量

式（5）中：y——1m3泡沫混凝土中泡沫液质量，kg；ρy——泡沫液密度，kg/m3

2.6　确定发泡剂质量

式（6）中：p——1m3泡沫混凝土中发泡剂质量，kg；

β——发泡剂的稀释倍数。

2.7　计算发泡剂稀释用水量

3　泡沫水泥保温板的配合比设计计算实例

现以用于墙体保温工程的Ⅱ型（表观密度不大于250kg/m3）保温板为例。保温板的表观密度设计为220kg/m3；水泥使用42.5级普通硅酸水泥；发泡剂的密度与水的密度接近，约为1000kg/m3。发泡剂在使用时需用50倍的水稀释，发泡倍数是30，泡沫密度约34kg/m3。

3.1　确定生产1m3泡沫混凝土材料总用量

3.2　确定水料比

水料比通过净浆流动度试验确定，取值为0.52。

3.3　确定净浆体积

3.4　确定泡沫体积

3.5　确定泡沫液质量

3.6　确定发泡剂质量

3.7　确定发泡剂稀释用水量

W2=50p（14）

通过以上各式可计算得到生产1m3泡沫混凝土各材料用量如下：

水泥c=123kg；用水量w1=64kg；发泡剂稀释用水量w2=32.5kg；发泡剂用量p=0.65kg。

用上述配合比制备的泡沫混凝土工作性良好，没有塌模下沉现象，便于浇筑成型。硬化后泡沫水泥保温板表观密度为211kg/m3，导热系数为0.06W/（m·k），28d抗压强度为0.56MPa，抗拉强度为0.21MPa，各项参数均满足《水泥基泡沫保温板》（JC/T2200-2013）标准要求。

4　结语

（1）为保证保温效果，应根据泡沫水泥保温板的表观密度进行1m3泡沫混凝土材料用量的计算；

（2）水料比的确定主要依据泡沫混凝土的工作性要求，可以通过流动度试验确定；

（3）通过泡沫混凝土的配合比设计，能有效控制并优化各组成材料的比例关系。