1.1發(fā)泡劑

1.1.1發(fā)泡劑種類及性能

應用于桂林泡沫混凝土中的發(fā)泡劑種類很多，目前主要有： 松香酸皂類發(fā)泡劑、金屬鋁粉發(fā)泡劑、植物蛋白發(fā)泡劑、動物蛋白發(fā)泡劑、樹脂皂類發(fā)泡劑、水解血膠發(fā)泡劑、石油磺酸鋁發(fā)泡劑、木質素磺酸鹽、廢動物毛發(fā)泡劑等。國外如意大利、日本研 制的發(fā)泡劑多以蛋白質類為主，發(fā)泡數量多、 穩(wěn)定性好、產品強度高。而國內發(fā)泡劑總體上看功能偏少、穩(wěn)定性差、制品強度較低。但近年來國內已開發(fā)出一批性能較好的固體樹脂泡沫劑和蛋白質泡沫劑，如CON-A型泡沫劑、CCW-95型固體泡沫劑、U型發(fā)泡劑、HJ-3型磺酸鹽系列微泡劑等。 發(fā)泡劑的發(fā)泡倍數、沉陷距和泌水量等性能是衡量泡沫性能的三大重要指標。通常認為最理想的發(fā)泡劑應是沉陷距和泌水量最小、發(fā)泡倍數最大。一般認為1h后泡沫的沉陷距不大于10mm，1h的泌水量不大于80mL，發(fā)泡倍數不小于20的為優(yōu)質發(fā)泡劑[6]。

1.1.2發(fā)泡劑泡沫性質及其穩(wěn)定性 發(fā)泡劑因其分子結構的不對稱性，能聚集在氣-液界面上，降低表面張力，提高膜的機械強度，因而在純靜液體中加入發(fā) 泡劑后用攪拌、 混合、吹入、噴射等機械方法將氣體帶入發(fā)泡劑液體中就能制得泡沫。

目前普遍認為泡沫中液體析出和氣體穿透液膜擴散是導致泡沫衰變的主要因素。換言之，泡沫的穩(wěn)定性主要取決于液體析出的快慢和液膜的強度，因此可以選擇適當的發(fā)泡劑，以降低液相的表面張力，增加液膜的強度和彈性；同時加入穩(wěn)泡劑，提高泡沫穩(wěn)定性。2.1.3穩(wěn)泡劑 穩(wěn)泡劑一般為膠類物質。膠類分子在水溶液中，可使其溶液在流動時產生較大的內部磨擦，使溶液有較高的黏度。尹冰等人通過試驗對十二烷基苯磺酸鈉（LAS）、十二烷基硫酸鈉（SDS）和明膠這三種穩(wěn)泡劑進行復配改性，并對復配發(fā)泡劑的穩(wěn)定性能進行了分析研究，結果表明，這三種穩(wěn)泡劑能不同程度提高合成發(fā)泡劑的泡沫穩(wěn)定性，其中以LAS與明膠復配的改性作用最好。陽離子表面活性劑三乙醇胺的加入有利于泡沫劑的起泡和穩(wěn)泡性能。正負表面活性劑在適當條件下混合有可能具有比單一表面活性劑更高的表面活性[9]。

1.2其他原材料

1.2.1 水泥

水泥是泡沫混凝土產生強度的主要膠凝材料，其摻加量多少和水化后的抗壓強度決定了泡沫混凝土的抗壓強度，摻加量越高，泡沫混凝土抗壓強度越高；水泥強度等級越高，泡沫混凝 土抗壓強度越高[10] 。泡沫混凝土是一種大水灰比的流態(tài)混凝土，為防止產生沉降和泌水，彌補干縮大的特點以及提高混凝土早期強度，宜采用高強度等級早強硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥或鐵鋁酸鹽水泥[11]。

1.2.2粉煤灰 粉煤灰具有火山灰效應，它可以使不利的Ca（OH）2轉化為有利的C-S-H組分。粉煤灰還具有形態(tài)效應，它可以改善集料 的級配、 流動性又可以增加混凝土的密實性。E.P.Kearsley和P.J.Wainwright[12]曾對大摻量粉煤灰代替水泥后泡沫混凝土的性能進行大量試驗，試驗結果表明，當粉煤灰代替水泥量質量分數達67%時，雖然使泡沫混凝土的早期強度減少，但卻能增加后期強度。最終的強度比同等級的普通混凝土強度要高。并建立了干密度和粉煤灰取代率為變量的強度公式，但是對于密度低的泡沫混凝土，滲透力隨粉煤灰的摻量增加而明顯增大，而泡沫混凝土的氣孔率和透水性與粉煤灰的類型和摻量無關。泡沫混凝土的絕干密度取決于孔隙率，對于高摻量的粉煤灰泡沫混凝土，孔隙率和齡期對抗壓強度影響很大，不同的密度等級有相應的粉煤灰取代水泥的最優(yōu)比例，一些推導公式已經有效預測了其強度發(fā)展變化]。

1.2.3石灰、石膏、砂子 石灰的主要作用是向泡沫混凝土提供SiO2，使之在水熱條件下與硅質材料中的SiO2、Al2O3作用生成水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣，從而提高泡沫混凝土的強度。石灰水化放出大量的熱量還可以促進泡沫混凝土較快的硬化，其最佳用量一般在10%~15%[12]之間。石膏在膠凝材料組分中起激發(fā)劑作用，隨著石膏摻量的增加，泡沫混凝土的早期強度會快速增加，當超過一個定值后強度反而會降低，其最佳用量一般3%~4%左右。砂子在泡沫混凝土中主要起填充作用，同時砂子的加入有利于提高硬化泡沫混凝土的體積穩(wěn)定性。

2.2.4輕質集料 依據對泡沫混凝土的質量要求，決定是否采用集料，常用 的輕質集料有[5] ：膨脹珍珠巖、硅石粉、輕質陶粒、浮石、爐渣、EPS顆粒等。與普通混凝土相比[15]，使用低密度的集料會明顯提高泡沫混凝土的抗壓強度，因為要達到設計的材料密度只需在水泥基體中引入少量的氣泡，用較輕集料比用較重集料可以獲得更致密的結構。

1.3外加劑

為了滿足泡沫混凝土的和易性及某些特殊性能的要求，泡沫混凝土中必須加入不同種類的外加劑，如摻膨脹劑以減少收縮裂縫；摻纖維材料以提高抗拉強度；用有機物對其進行表面浸漬聚合以提高強度和降低吸水性；摻適量骨料以減小收縮；摻粉煤灰后加入一些激發(fā)劑來加快強度發(fā)展。趙云雁研究出無機早強劑CaCl2、Na2SO4與三乙醇胺對泡沫混凝土的抗壓強度有明顯的促進，非常適合做泡沫混凝土的早強激發(fā)劑。Kearsley[13]等研究了合成纖維對泡沫混凝土裂紋形成和抗壓強度的影響。試驗結果表明纖維的加入可以提高泡沫混凝土的抗裂強度。