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泡沫混凝土保溫隔熱原理分析
浏覽: 發布日期:2019-07-11

地板采暖是從國外傳入我國,近年來在國內迅速得到了推廣使用。但經過幾年的實踐,也出現了一此問題。

 

  地板供暖初期保溫材料采用泡沫塑料,該設計使用給人們一種新穎、整潔、美觀、溫暖、舒適的感覺,但是在短短數年使用中也凸現嚴重缺陷,如地板産生坍塌、脫落、管道斷裂、室內地板滲漏而返工現象。爲何産生這種現象?該觀念設計過于理想化,忽視人們居住的生活行爲對這種複合地板長期影響,特別在設計中對泡沫材料選用的隨意性過大、工藝技術沒有嚴格的規定。

 

  地板供暖采用泡沫材料做隔熱材料,這種泡沫由于厚度限制在75px左右,管道與地面泡沫材料厚度只有1.5~50px,對這種泡沫材料的隔熱性要求高,除承載隔熱的作用外,還要承受人與物件長期壓力和踩踏,不産生坍塌、供熱管破裂造成漏水,但一般的泡沫工藝技術、材料是很難做到的。

 

  大量實驗證明:由于塑料泡沫材料用于地暖工程需要多次粘貼、施工複雜,涉及長時間加熱産生分解還原室內受汙染問題,原地板、管道、地面磚分離。人們長期居住行走使泡沫受到破壞,造成坍塌,管道受擠壓斷裂滲水等現象,采用該塑料泡沫材料施工複雜,成本高;封閉氣孔的泡沫混凝土材料具有優異的絕熱、隔熱、隔聲和保暖性,優于輕質實心的塑料、膨化珍珠岩、蛭石、陶粒和纖維狀的聚苯塑料、石綿、玻璃棉保溫材料,應用于地暖保溫、隔熱屋,可解決以上問題。

 

  我們首先要認識泡沫混凝土保溫隔熱原理:

 

  實驗證明:封閉氣體在不流動時導熱性能極低。優質的泡沫混凝土存在的氣孔高達50%~80%,氣孔是圓形相互封閉,氣孔內空氣不産生對流交換,溫度在泡沫傳遞中逐層大幅度減弱達到絕熱、隔熱、保溫、隔聲效果,泡沫的封閉和量化決定隔熱保暖性能。所以用于地板采暖的泡沫混凝土的泡沫氣孔必須是封閉的,封閉率越高隔熱保暖性能越好。

 

  地板采暖泡沫混凝土的強度要求:

 

  泡沫混凝土的強度在地板采暖工藝中有著很重要的作用。泡沫混凝土除有良好的隔熱保暖性能還得具抗壓強度,抗壓強度應在7MPa以上。

 

  注:普通混凝土每立方料2500kg,允許含氣量1%~5%,抗壓強度高達25MPa~80MPa

 

  泡沫混凝土中引入了40%~80%的空氣,每立方米200~1200kg,泡沫數量最高達十億個,猶如堆砌的小雞蛋殼,抗折強度必然大幅度降低,其抗壓強度低至0.4MPa。在承重、承壓、抗震、抗折和粘結的物理性處于極弱的,但有優異的隔熱、保溫、隔聲性能。

 

  聚合泡沫混凝土制造工藝要求:

 

  聚合泡沫混凝土制造是將水泥與有機物泡沫聚合材料反應制得的聚合泡沫混凝土,這種聚合泡沫混凝土具高質量的粘性、彈性,浮懸力比同等條件的泡沫混凝土、普通混凝土高數倍到數十倍,聚合泡沫混凝土能穩定于混凝土之中,在固化過程中泡沫壁逐漸變薄抵消了泡沫泥漿在硬固過程中産生的拉力,物理性斷裂,使聚合泡沫混凝土從泡沫泥漿至硬固物件外在不産生收縮,由此造得的聚合泡沫混凝土不産生坍塌變形收縮。

 

  聚合泡沫混凝土當水泥與砂的配比在12~4倍,容重在800~1200kg/m3時,澆注到1250px~2500px左右高度中也不會補擠壓破裂,造成氣體逸出。

 

  所以,制備泡沫混凝土的發泡劑,必須對水泥有高效的催化、分散、聚合、早強良性發育作用,在高堿中不被分解的性能,是一種水溶性、高分子的助劑。

 

  聚合泡沫混凝土水泥發泡劑

 

  當今世界上天然樹脂極難制得水溶性樹脂溶劑,水泥發泡劑是采用水解工藝制得,又以美國、德國爲代表,他們均采用天然樹脂水解制得的水溶性水泥發泡劑,日本是購買專利生産。韓國和我國部分企業在沒有掌握天然樹脂水解技術,采用植物、動物脂肪酸、膠替代水溶性發泡劑制備性能較差的“水泥發泡劑”。

 

  聚合泡沫混凝土水泥發泡劑可以随意制得容重300kg/m3~1500kgm3,抗壓強度0.4MPa~15Mpa泡沫混凝土。

泡沫混凝土

  大量實驗證明:能使泡沫混凝土産生聚合的水泥發泡劑是一種天然樹脂能完全水解的高分子溶劑,極易産生泡沫,能促進水泥水解,當水泥砂漿與水泥發泡劑泡沫混合,水泥與泡沫壁溶液瞬間反應成粘性聚合水泥泡沫,泡沫均勻分布在水泥砂漿中,氣孔被包裹在水泥砂漿中形成封閉富集的聚合泡沫群。由于泡沫混凝土得到充分水解與發泡劑反應的化合物粘力逐漸增大,形成的氣孔壁膜韌性好,壁膜不易破裂,抗壓性好,空氣不易破釋、泡沫混凝土泥漿的氣孔是獨立封閉的,直徑在1mm左右、均勻分布、直至硬化的剛性固體泡沫混凝土,硬固後其氣孔是封閉分布均勻,氣泡直徑在0.05~1.25mm,使混凝土的重量從2500kg/m3降至300kg/m3,空氣氣孔占60%~85%優質的水泥發泡劑制備的泡沫混凝土的抗壓強度高,表面不産生粉化還原物,不降低粘結力,吸水率低,無憎水性,排斥砂漿,不造成牆體與砂漿不粘結飾物脫落現象。

 

  泡沫混凝土是采用機械制水泥發泡劑泡沫、水泥砂漿,兩者混合反應聚合的泡沫混凝土泥漿。要求水泥發泡劑在液體中極易産生泡沫,在高堿、高鈣水泥中不被分解還原,對水泥有快速分散性,促進水解,聚合制得泡沫混凝土,這種聚合水泥泡沫泥漿穩定性好,氣孔封閉、彈性好、抗震,不産生遊離逸出、可進行超高、遠距運輸、泵送。

 

  實驗證明:用于地板采暖的泡沫混凝土的水泥與填充物配比在12~5倍,厚度50px~125px,氣泡直徑在1毫米以內,氣孔是封閉時,每立方泡沫總量在5千萬個至十億個,容重在1000kg/m3~1200kg/m3,抗壓強度可达8MPa~15MPa。但是劣質的水泥發泡劑制得的泡沫混凝土由于水泥離析沒有聚合力,浮懸力低,填充物産生降沈,形成密度不同的“三文治”泡沫混凝土。

 

  水泥發泡機的選用

 

  水泥發泡機是制造泡沫混凝土材料的關鍵所在,水泥發泡機的發泡效果與混泡均勻度往往是決定泡沫混凝土質量的重要因素。泡沫混凝土在二十世紀六十年代在我國的管道保溫方面即有應用,但一直沒有得到推廣,就是因爲泡沫混凝土材料在不使用專用設備生産的情況下,難以保證其産量和穩定性。

 

  從2000年至今,國內泡沫混凝土生産設備(水泥發泡機)已經過了幾次更新換代。關于泡沫混凝土設備(水泥發泡機)的選擇,有以下幾個指標可供參考:

 

  ①設備能否生産400kg/m3容重以下的泡沫混凝土産品;

 

  ②設備的産能是否在5m3/h以上;

 

  ③是否能適合複雜多變的生産(施工)條件;

 

  ④是否能控制泡沫的加入量;

 

  ⑤是否能穩定生産同等密度的泡沫混凝土産品。

 

  國內一些人認爲:“機械只是輔助和量化生産的工具設備,不起決定作用,優秀的水泥發泡劑直接加入水泥砂漿中也能制備泡沫混凝土。”這種錯誤的理解導至許多廠家在泡沫混凝土的生産上走入了歧途,放棄了設備、工藝的改進而去苦苦尋覓高性能的發泡劑,而始終沒有找到。實驗證明:制造泡沫混凝土是設備也是生産的關鍵因素。
每種産品發展到現在,都有自己的替代,就看那個好,那個綜合下來劃算,所以你如果不看好泡沫混凝土的前景可以投入到其他更廣的一個範圍,也可以試著研發型的保溫材料,做爲現在的替代品。
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