发泡水泥板外墙外保温材料的耐久性研究

金坚强

（衢州学院建筑工程学院， 浙江 衢州 324000）

1 泡沫水泥板制备的材料

经过大量的实验研究分析，一块工程建筑中所用的泡沫水泥板的原材料有：水泥和发泡剂、稳泡剂、玻璃纤维等组成。但是这几样原材料的选用也有规定。泡沫水泥板的基本材料为水泥，但所选用的水泥一般选用P.042.5级水泥。其原因为：在所有的建筑施工外墙所用的水泥都会选择42.5级水泥，因其内部所含的普通硅酸盐水泥与建筑主体墙材相容性好、亲和性好、粘接牢固、强度大和质量好等特性。

稳泡剂作为制作泡沫水泥板的关键材料之一，无论选材还是用量要求都极为苛刻，这里使用的稳泡剂材料为硬脂酸钙粉末，硬脂酸钙作为一种极好的无毒热稳定剂、润滑剂、涂料的平光剂和耐水剂，可以弥补泡沫水泥板的泡孔多这一缺陷，还能防止泡孔破裂、串孔现象的产生，有效改善发泡水泥的泡块塌落现象，使得发泡孔完全闭合，提升材料的憎水性。

玻璃纤维是泡沫水泥板制作的辅助剂，仍然不可或缺。玻璃纤维能使水泥板的抗拉强度和韧性得到显著地提升。

2 配比用量和工艺制备

获取规定的水泥用量5千克，稳泡剂占水泥质量的百分比分别为：5%、6%、7%、8%和9%；玻璃纤维占水泥质量的百分比按稳泡剂质量百分比依次为0.15%、0.3%、0.45%和0.6%；发泡剂占水泥质量的百分比为7.2%；本实验中还加入旱强剂、减水剂和调稠剂，它们占水泥质量的百分数为3%、0.4%和1.5%。

先将水泥搅拌桶湿润，按照之前的配比比例依次将水泥、稳泡剂、玻璃纤维、旱强剂和减水剂一一倒入桶中，最后将称好水的2/3倒入桶内，在开始搅拌时就计时，20秒后把剩余的水全部倒入，继续搅拌至100秒后加入发泡剂，快速搅拌15秒后停止。在整个搅拌过程中应把握好搅拌的力度和速度，减少桶内的材料溢出的可能性，材料的溢出会对后续的实验产生干扰。将搅拌好的泥浆倒入模具中，使其在模具中发生化学反应而在浆体内部形成密闭气孔。

3 稳泡剂对泡沫水泥板抗冻性的影响

开展泡沫水泥板密度、质量和强度与稳泡剂掺量的关系实验得到关于稳泡剂对泡沫水泥板抗冻性影响的关系，具体详见表1。表中数据所表示的含义为：干密度ρ0、真密度ρ、冻融循环前质量 M0、冻融循环后质量 Ms、冻融质量损失率Mm、冻融前抗压强度fc0、冻融后抗压强度fcn、冻融强度损失率△fc。

表1.稳泡剂对泡沫水泥保温板抗冻性影响表

图1 --强度-冻融循环次数曲线图

结论1：泡沫水泥板的冻融质量损失率随稳泡剂的掺量增加而呈现稳定的上升趋势，当掺入的稳泡剂的质量百分比为8%时，可以使得泡沫水泥板的冻融损失最小为-0.8%。由此可见，为提高泡沫水泥板的抗冻性可增加稳泡剂的质量，但是不能无限制的增加，因为当稳泡剂的掺量达5%时，泡沫水泥板的冻融损失质量最大为-5.7%，负号表示冻融损失质量不减反增，这是由于冻融水矿物质和泡沫水泥板发生化学反应过度生成的沉淀物所致。然而当稳泡剂的掺量达9%时，水泥板的冻融损失量最大为15%。

结论2：当稳泡剂的掺量为9%时，泡沫水泥板的冻融质量损失较稳泡剂掺量为 8%时增加了 4.8%，较表中的所有增量而言此增量为最大。说明当稳泡剂掺量增加到一定数值后，内部发泡链产生滑移现象，增加了泡沫水泥内部的分子空隙，水泥板的吸水性明显增强，吸入的水分越多，泡沫水泥板对水的亲和性变好，达不到所要求的降低水泥板的水亲和性，提高水泥板的憎水性这一效果。因此稳泡剂的含量对水泥板的抗冻性能好坏起着关键的作用。

结论 3：随着稳泡剂质量的增加，泡沫水泥板的冻融后抗压强度呈增加趋势，但当稳泡剂的含量达9%时，冻融后抗压强度降回原来的百分比0.45%。与冻融前抗压强度相比，当稳泡剂的质量分数为 5%时，水泥板的抗压强度增量为最大为0.1%，强度损失率也为最大 18%，表示稳泡剂含量太低时，会造成泡沫水泥板的抗压强度明显降低。这在建筑施工过程中，抗压强度低的材料是不能作为建筑材料使用的，尽管该材料的环保节能性好。

结论4：为了使得泡沫材料的冻融质量损失率和冻融强度损失率降到最低，需要将稳泡剂控制到一个恰当的含量。不能为降低一者的损失率而造成另一损失率太高，这对泡沫水泥板的最终投入使用性能造成不可忽略的影响，也会对整个建筑物的外墙造成长久的损坏。本实验采用的是化学发泡法制备泡沫水泥板，实验结果表明：当水胶比为0.45，稳泡剂掺量为8%时，泡沫水泥板抗冻性能最佳。

4 小结

建筑节能强调的是对建筑材料的绿色环保和在建筑施工中的利用能力强。泡沫水泥板作为一种新型的广泛推广的无机混合材料，泡沫水泥板的优势的确值得最大化的利用，但是其存在的缺陷是抗冻性极差。许多研究者都在致力于研究泡沫水泥板的抗冻性，并做了大量的实验。本实验着重研究稳泡剂的含量对泡沫水泥板的抗冻性的影响，并得出结论为稳泡剂的含量多少会对泡沫水泥板的抗冻性高低产生极大的影响。因此，为提高泡沫水泥板的抗冻性可以通过适当的增加稳泡剂的含量实现。