泡沫塑料混凝土復(fù)合保溫砌塊的試驗(yàn)研究

摘要：采用廢舊聚苯乙烯泡沫塑料、水泥、增粘劑等為主要原料，采用“三明治”結(jié)構(gòu)工藝來生產(chǎn)混凝土保溫砌塊。用該生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的混凝土保溫砌塊自重輕，保溫性能好，強(qiáng)度高，且消化了大量的難以消解的廢舊泡沫塑料，有利于環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源。

關(guān)鍵詞：泡沫塑料；保溫；砌塊；試驗(yàn)研究

中圖分類號(hào)：TU522.3+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1001- 702X（2006）10- 0021- 02

　　大力發(fā)展新型墻體材料是改善建筑功能、提高資源利用率和保護(hù)環(huán)境的重要措施。泡沫塑料使用一次后被丟棄，在自然環(huán)境下難以分解，從而形成一種現(xiàn)代污染現(xiàn)象，隨著泡沫塑料用量的日益增大，污染日益嚴(yán)重。

　　在此社會(huì)大環(huán)境下，我們著手研究利用廢舊聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)混凝土保溫砌塊。該砌塊生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，自重輕，保溫性能好，強(qiáng)度較高，制作過程中不僅不污染環(huán)境，而且還能消耗大量難以消解的廢棄聚苯乙烯泡沫塑料，對(duì)消除白色污染起到了很好的作用，是一種新型的保溫墻體材料。

1 保溫砌塊配合比的確定

　　為了確定聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)混凝土保溫砌塊的合理配方，本項(xiàng)目組進(jìn)行了充分的調(diào)查研究，分析了各方面因素的影響，最終決定用正交試驗(yàn)來尋找各種原材料的合理配合比。經(jīng)過分析研究，影響本產(chǎn)品主要性能（強(qiáng)度和表觀密度）的因素選取3 個(gè)，即：水泥強(qiáng)度等級(jí)、單位水泥用量、增粘劑的摻量。正交試驗(yàn)安排為三因素三水平L9 （33），見表1。此正交試驗(yàn)共進(jìn)行9 次，考核指標(biāo)為強(qiáng)度和表觀密度。

　　通過正交試驗(yàn)，得到本項(xiàng)目的最佳材料選用方案為：水泥選用42.5 級(jí)，水泥用量為300 kg/m3，增粘劑摻量為水泥質(zhì)量的10%，砂子和水適量。

2 試驗(yàn)研究

2.1 砌塊制作

　?。?）按砌塊尺寸制作試模，試模尺寸為150 mm×150 mm×150 mm。試模內(nèi)壁涂以廢舊機(jī)油，以利脫模。

　　（2）按m（水泥）∶m（砂）∶m（水）=1∶2∶0.6 配合比，機(jī)械拌合水泥砂漿。取水泥砂漿適量鋪攤在試模底層，約10 mm厚。

　　（3）按m（水泥）∶m（水）∶m（增粘劑）=1∶10∶0.10 拌制水泥漿，將廢舊泡沫顆粒倒入其中，充分?jǐn)嚢?，使每個(gè)顆粒均附著有水泥漿后取出。

　?。?）將附著有水泥漿的廢舊泡沫顆粒裝入試模中，邊裝邊壓至試模上沿處，刮平。然后在試模上方鋪攤約10 mm 水泥砂漿，用抹刀抹平。

　?。?）試件成型后應(yīng)用濕布覆蓋表面，以防水分蒸發(fā)，并在溫度為（20±5）℃靜置24～48 h，然后進(jìn)行編號(hào)、拆模。

　　（6）拆模后的試件應(yīng)立即放在溫度為（20±1）℃，濕度為90%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)28 d，即可得混凝土保溫砌塊，見圖1。

2.2 表觀密度測(cè)試

　　用于測(cè)試表觀密度的試件是從已經(jīng)制作好的90 個(gè)混凝土保溫砌塊中隨機(jī)抽取30 個(gè)，分10 組，分別測(cè)出其表觀密度，取平均值，表觀密度為610 kg/m3。

2.3 抗壓強(qiáng)度測(cè)試

　　混凝土保溫砌塊的抗壓強(qiáng)度測(cè)試分10 組，每組有3 個(gè)試塊，共30 個(gè)試塊（采用已測(cè)定過表觀密度的試塊），取平均值。在測(cè)試混凝土保溫砌塊的抗壓強(qiáng)度時(shí)，將試件按圖2[2]所示方向安放在下承壓板上，試件的承壓面應(yīng)與試件成型時(shí)的頂面垂直；試件的中心應(yīng)與試驗(yàn)機(jī)下承壓板中心對(duì)準(zhǔn)。開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，當(dāng)上壓板與試件接近時(shí)，調(diào)整球座，使上、下壓板與試件上、下表面實(shí)現(xiàn)均衡接觸。

　　經(jīng)測(cè)試，混凝土保溫砌塊的抗壓強(qiáng)度平均值為3.26 MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為0.26 MPa，單塊最小值為2.95 MPa。

2.4 保溫性能測(cè)試

　　按照保溫性能比較測(cè)試方法，分別將普通黏土磚、加氣混凝土砌塊及本項(xiàng)目研制的保溫混凝土砌塊，用水泥石灰混合砂漿砌筑成3 個(gè)尺寸完全相同的密封實(shí)驗(yàn)間。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)間內(nèi)用功率相同的電爐（2 500 W）進(jìn)行加熱，當(dāng)每個(gè)實(shí)驗(yàn)間的溫度都達(dá)到95 ℃時(shí)停止加熱，觀察各實(shí)驗(yàn)間的溫度變化。從停止加熱開始，每隔30 min 觀察各實(shí)驗(yàn)間內(nèi)溫度，每個(gè)實(shí)驗(yàn)間共觀察9 次，分別記錄每次觀察的溫度。

　　從測(cè)試結(jié)果可以看出，用本項(xiàng)目研制的保溫混凝土砌塊砌筑的實(shí)驗(yàn)間溫度下降最慢，其次為加氣混凝土砌塊砌筑的實(shí)驗(yàn)間，溫度下降最快的為普通黏土磚砌筑的實(shí)驗(yàn)間。由此可推斷出本項(xiàng)目研制的保溫混凝土砌塊的保溫性能明顯優(yōu)于加氣混凝土砌塊，更優(yōu)于普通黏土磚。

3 結(jié)語

　　（1）本項(xiàng)目研制的保溫砌塊表觀密度為610 kg/m3，抗壓強(qiáng)度平均值為3.26 MPa，抗壓強(qiáng)度單塊最小值為2.95 MPa，保溫性能優(yōu)于加氣混凝土。

　?。?）在工程實(shí)際中，外側(cè)水泥砂漿層起骨架承重作用。若采用高強(qiáng)度等級(jí)水泥拌制的砂漿，完全可以得到更高強(qiáng)度的混凝土保溫砌塊。

　?。?）可以根據(jù)墻體厚度的要求，生產(chǎn)出不同規(guī)格的砌塊，適應(yīng)不同環(huán)境下不同墻體厚度的需要。

　　（4）本項(xiàng)目研制的保溫砌塊制作工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過程能耗小，容易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

　?。?）因可消耗大量的難以消解的廢舊泡沫塑料，對(duì)環(huán)境保護(hù)起積極的作用，具有良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn):

　　[1] 蔡麗朋.一種綠色混凝土保溫砌塊的研制.混凝土與水泥制品，2006，（3）：56.

　　[2] 蔡麗朋.用聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)混凝土保溫砌塊的研制.建筑施工，2005，（3）：57.