1.1发泡剂

1.1.1发泡剂种类及性能

应用于桂林泡沫混凝土中的发泡剂种类很多，目前主要有： 松香酸皂类发泡剂、金属铝粉发泡剂、植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂、石油磺酸铝发泡剂、木质素磺酸盐、废动物毛发泡剂等。国外如意大利、日本研 制的发泡剂多以蛋白质类为主，发泡数量多、 稳定性好、产品强度高。而国内发泡剂总体上看功能偏少、稳定性差、制品强度较低。但近年来国内已开发出一批性能较好的固体树脂泡沫剂和蛋白质泡沫剂，如CON-A型泡沫剂、CCW-95型固体泡沫剂、U型发泡剂、HJ-3型磺酸盐系列微泡剂等。 发泡剂的发泡倍数、沉陷距和泌水量等性能是衡量泡沫性能的三大重要指标。通常认为最理想的发泡剂应是沉陷距和泌水量最小、发泡倍数最大。一般认为1h后泡沫的沉陷距不大于10mm，1h的泌水量不大于80mL，发泡倍数不小于20的为优质发泡剂[6]。

1.1.2发泡剂泡沫性质及其稳定性 发泡剂因其分子结构的不对称性，能聚集在气-液界面上，降低表面张力，提高膜的机械强度，因而在纯静液体中加入发 泡剂后用搅拌、 混合、吹入、喷射等机械方法将气体带入发泡剂液体中就能制得泡沫。

目前普遍认为泡沫中液体析出和气体穿透液膜扩散是导致泡沫衰变的主要因素。换言之，泡沫的稳定性主要取决于液体析出的快慢和液膜的强度，因此可以选择适当的发泡剂，以降低液相的表面张力，增加液膜的强度和弹性；同时加入稳泡剂，提高泡沫稳定性。2.1.3稳泡剂 稳泡剂一般为胶类物质。胶类分子在水溶液中，可使其溶液在流动时产生较大的内部磨擦，使溶液有较高的黏度。尹冰等人通过试验对十二烷基苯磺酸钠（LAS）、十二烷基硫酸钠（SDS）和明胶这三种稳泡剂进行复配改性，并对复配发泡剂的稳定性能进行了分析研究，结果表明，这三种稳泡剂能不同程度提高合成发泡剂的泡沫稳定性，其中以LAS与明胶复配的改性作用最好。阳离子表面活性剂三乙醇胺的加入有利于泡沫剂的起泡和稳泡性能。正负表面活性剂在适当条件下混合有可能具有比单一表面活性剂更高的表面活性[9]。

1.2其他原材料

1.2.1 水泥

水泥是泡沫混凝土产生强度的主要胶凝材料，其掺加量多少和水化后的抗压强度决定了泡沫混凝土的抗压强度，掺加量越高，泡沫混凝土抗压强度越高；水泥强度等级越高，泡沫混凝 土抗压强度越高[10] 。泡沫混凝土是一种大水灰比的流态混凝土，为防止产生沉降和泌水，弥补干缩大的特点以及提高混凝土早期强度，宜采用高强度等级早强硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥[11]。

1.2.2粉煤灰 粉煤灰具有火山灰效应，它可以使不利的Ca（OH）2转化为有利的C-S-H组分。粉煤灰还具有形态效应，它可以改善集料 的级配、 流动性又可以增加混凝土的密实性。E.P.Kearsley和P.J.Wainwright[12]曾对大掺量粉煤灰代替水泥后泡沫混凝土的性能进行大量试验，试验结果表明，当粉煤灰代替水泥量质量分数达67%时，虽然使泡沫混凝土的早期强度减少，但却能增加后期强度。最终的强度比同等级的普通混凝土强度要高。并建立了干密度和粉煤灰取代率为变量的强度公式，但是对于密度低的泡沫混凝土，渗透力随粉煤灰的掺量增加而明显增大，而泡沫混凝土的气孔率和透水性与粉煤灰的类型和掺量无关。泡沫混凝土的绝干密度取决于孔隙率，对于高掺量的粉煤灰泡沫混凝土，孔隙率和龄期对抗压强度影响很大，不同的密度等级有相应的粉煤灰取代水泥的最优比例，一些推导公式已经有效预测了其强度发展变化]。

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，使之在水热条件下与硅质材料中的SiO2、Al2O3作用生成水化硅酸钙与水化铝酸钙，从而提高泡沫混凝土的强度。石灰水化放出大量的热量还可以促进泡沫混凝土较快的硬化，其最佳用量一般在10%~15%[12]之间。石膏在胶凝材料组分中起激发剂作用，随着石膏掺量的增加，泡沫混凝土的早期强度会快速增加，当超过一个定值后强度反而会降低，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，同时砂子的加入有利于提高硬化泡沫混凝土的体积稳定性。

2.2.4轻质集料 依据对泡沫混凝土的质量要求，决定是否采用集料，常用 的轻质集料有[5] ：膨胀珍珠岩、硅石粉、轻质陶粒、浮石、炉渣、EPS颗粒等。与普通混凝土相比[15]，使用低密度的集料会明显提高泡沫混凝土的抗压强度，因为要达到设计的材料密度只需在水泥基体中引入少量的气泡，用较轻集料比用较重集料可以获得更致密的结构。

1.3外加剂

为了满足泡沫混凝土的和易性及某些特殊性能的要求，泡沫混凝土中必须加入不同种类的外加剂，如掺膨胀剂以减少收缩裂缝；掺纤维材料以提高抗拉强度；用有机物对其进行表面浸渍聚合以提高强度和降低吸水性；掺适量骨料以减小收缩；掺粉煤灰后加入一些激发剂来加快强度发展。赵云雁研究出无机早强剂CaCl2、Na2SO4与三乙醇胺对泡沫混凝土的抗压强度有明显的促进，非常适合做泡沫混凝土的早强激发剂。Kearsley[13]等研究了合成纤维对泡沫混凝土裂纹形成和抗压强度的影响。试验结果表明纤维的加入可以提高泡沫混凝土的抗裂强度。