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    發泡水泥保溫板——水泥發泡劑檢測方法

    放大字體  縮小字體 瀏覽次數: 發布日期:2013/8/29 11:38:43

    發泡水泥因質輕(又名泡沫混凝土,密度100~800kg/m3),保溫隔熱性能好(導熱系數0.05~0.20w/m•k),防火不燃,使用壽命長(大于30年)等優點,已成為泡沫聚苯板之后最受歡迎的建筑保溫隔熱材料。由于我國建筑節能的強力推進,發泡水泥異軍突起,高速發展,使許多人始料未及。發泡機生產企業幾年前只有幾家,如今少說也有30家;幾年前發泡劑生產企業只有10多 家,如今估計不下幾百家;發泡水泥現澆地暖及屋面隔熱層企業,發泡砌塊、發泡墻板企業,發泡外保溫企業,更是迅猛增長,遍布全國,保守統計也有幾千家。發 泡水泥作為一個新的經濟增長點,如此吸引國人的眼球,令人振奮?梢哉f,發泡水泥發展的黃金時期已經到來,它必將是未來建筑保溫材料的主角之一。
         在 興奮之余,發泡水泥業界人士也不無困擾,那就是其主導原料之一的發泡劑的檢測方法不統一,各發泡劑生產企業各自依據一套檢測標準和方法,檢測結果沒有可比 性和參考性,使發泡水泥生產企業無所適從,造成了發泡劑選擇和應用的很大困難,使他們深為苦惱。這將大大影響發泡水泥行業的健康高速發展。
         造成這種現狀的原因是多方面的,主要的有:①水泥發泡劑興起的時間短,發展快,業內外還缺乏這方面充分 的思想準備,配套措施跟不上,主管部門也還沒有來得及統一全國的檢測方法;②發泡水泥作為一個新興產業,專業科研人員較少,從事發泡劑深入研究的專家不 多,造成研究方面的相對滯后;③業內外人士對水泥發泡劑專業知識相當缺乏,大多數人對水泥發泡劑檢測方法不了解,或者有一些了解但不夠全面,業內絕大多數 人不知道現行的各種標準和檢測方法。
         上述三個原因中,第三個原因應是最主要的原因。由于發泡劑興起只有短短的兩三年,且專業性又很強,而這 方面的著作或文獻能公開見到的極少,許多專業研究的人員都難以查找,更不要說普通的業內人士。因此,宣傳和普及發泡劑基礎知識及相關的檢測方法十分有必要 和迫切。這可能是引導發泡水泥業界人士擺脫困擾的最好方法。
         發 泡劑的實質是表面活性劑。表面活性劑降低水的表面張力才能使水產生泡沫,泡沫混進水泥漿就成為泡沫水泥。因此,發泡劑的檢測方法和標準,也就是表面活性劑 起泡力的檢測方法和標準。根據這一點,目前國內外普遍采用表面活性劑起泡力的檢測方法,來檢測發泡劑,而沒有專門用于水泥發泡劑的標準和檢測方法。
         就我們所知,目前國內水泥發泡劑現行的檢測方法有10多種,許多企業自行制訂的標準和檢測方法還不在其列。這些方法如下。
    一、起泡高度法(羅斯法或ISO法)
         起泡高度法的核心是以發泡劑的起泡高度和泡沫半消的時間兩個技術指標來考核發泡劑的性能。
         羅斯法(Ross-Milles法)是目前國際最通用的表面活性劑起泡力檢測方法,并被ISO國際標準所采用,被定為ISO-696-1975;我國參照羅斯法,先后出臺了幾個相關檢測標準和檢測方法,如原輕工部頒部標準QB510-84,國標GB/T7462-1994等。因此,目前羅斯法在國內外采用的最為廣泛和流行,是主導性檢測方法。
         QB510-84所用的試驗儀器Ross-Miles泡沫儀的尺寸規格如圖-1所示。將滴液管(P)注滿200ml試液(試液液面到刻度線G),安放到事先預備好的管架上(一般可用軟木塞安裝于刻度管口)和刻度管斷面垂直,使溶液流到刻度管的中心,滴液管的出口應置于900mm刻度線(G),如圖所示?潭攘抗苤醒b有50ml試液,從刻度管底部注入。所用試液用150μg/g硬水和2.5g試樣配制面成。
         打開玻璃管活塞,使溶液流下,當滴液管中的溶液流完時,立刻記錄泡沫高度。重復以下試驗2~3次,每次試驗前必須將管壁用試液沖洗干凈。本法的測試溫度應穩定在40℃±1℃。用在刻度量管的夾套中通恒溫水的方法來保證測試時的溫度。
         ISO-698-1975所規定的測試溫度為50℃±1℃,并規定用液流停止后30s、3min和5min所形成的泡沫的毫升數表示結果。若需要,可繪制相應的V-t曲線。并規定每個試驗要至少重復8次取平均值。
         影響羅斯法檢測結果的主要因素是檢測儀夾套內的水溫。由于發泡劑在不同溫度下的穩泡時間和起泡力有很大的不同,所以羅斯泡沫儀刻度管夾套內的水溫將大大影響檢測結果。QB510-84規定的檢測水溫是40℃±1℃,而ISO-696-1975規定的水溫則是50℃±1℃。因此,即使采用羅斯法,依據的標準不同,檢測結果也不同。
    二、發泡倍數及沉降距法
         這種方法也是國外較常用的檢測方法之一,在國內,也有相當廣泛的應用。它主要用發泡劑的發泡倍數,1h泡沫沉降距,1h泡沫泌水量三個技術指標來檢測發泡劑的質量。它的檢測數據與羅斯法沒有可比性。其檢測方法如下。
    1、 技術指標
         發泡劑:又稱起泡劑。能促進發生泡沫而形成閉孔或聯孔結構材料的物質。
         發泡倍數:泡沫體積大于發泡劑水溶液體積的倍數。
         沉降距:泡沫柱在單位時間內沉陷的距離。
         泌水量:單位體積的泡沫完全消失后所分泌出的水量。
    2、 技術要求
         發泡倍數:大于20 倍。
            1h泡沫的沉降距:不大于10mm。
            1h泌水量:不大于80ml。
         發泡劑可以促進水泥、菱鎂、石膏等膠凝材料的凝結,
         必須保證有足夠的操作時間。
    3、 沉陷距和泌水量的測定方法
         泡沫的沉陷距和泌水量可用圖—2儀器測定,該儀器由容器、
         玻璃管和浮標組成。容器底部有孔。玻璃管與容器的孔相連接,
         玻璃管的直徑為14㎜,長度為700㎜,底部有小龍頭。浮標是一塊直徑為190㎜和重25 g的圓形鋁板,根據上端容器上的刻度,測定泡沫的沉陷距。根據量管上的刻度,測定破裂泡沫所分泌出的容量即泌水量。
    4、 發泡倍數的測定方法
         發泡倍數的測定方法是將制成泡沫注滿容積為250ml,直徑為60mm的無底玻璃桶內,兩端刮平,稱其重量。發泡倍數M可按下式計算
    M=Vγ/(G2-G1)
    式中: M指發泡倍數;
    V指玻璃桶容積(cm);
    γ指泡沫劑水溶液密度(近于1㎏/㎝3);
    G1指玻璃桶質量(g);
    G2玻璃桶和泡沫質量(g)。
    三、其它檢測方法
         就我們所知,目前國內水泥發泡劑現行的檢測方法除上述兩個方法之外,各地還有許多其它檢測方法,一些是企業或單位自行制訂的,有些是采用傳統的,具有代表性的方法如下。
    1、氣流法
         氣流法是氣體以一定的流速通過玻璃砂濾板。濾板上盛有一定量的試液,氣流通過濾板成為小的氣泡,氣泡通過試液時產生了泡沫。當氣流的速度固定并使用同一儀器(刻度量筒),流動平衡時的泡沫高度h可以作為泡沫性能的量度,如圖-3所示,因為h是在一定氣流速度下,泡沫生成與破壞處于動態平衡時的泡沫高度,所以此法中的泡沫高度h包括了起泡性和穩泡性兩種性能。
    2、攪動法
         攪動法是通過在氣體(一般指空氣)中攪動液體,把氣體攪入液體中而產生泡沫。簡單的試驗裝置如圖-4所示。在實驗用量筒中放一定量的試液,用下端固定有盤狀不銹鋼絲網的攪拌器,放過液面以一定的攪動方式和速度上下攪動。實驗需嚴格規定儀器的規格、攪動方式、速度、攪動時間、試液用量等條件,以便保證實驗結果的重復性和再現性。攪拌停止時所生成的泡沫的體積為V0,表示試液的起泡性能。記錄停止攪拌后泡沫體積隨時間的變化,即記錄停止攪拌后不同時間(t)的泡沫體積(v)。
    3、巔倒法
         該法是一種最簡單的檢測方法,只需一根試管就可進行檢測。檢測的方法是:在有管塞的磨口試管中(一般采用10mm試管),加入2mm試液,蓋緊試管塞然后勻速巔倒試管50次,靜置5秒后,記錄起泡高度;然后讓試管直立靜置,觀察泡沫消失情況,以泡沫下降一半(半消)高度所需的時間來作為穩泡時間。因此,它的檢測技術指標類似于羅斯法,但與羅斯法的檢測結果沒有可比性。
    4、混合法
         混合法即起泡力采用起泡高度衡量,而穩泡性采用沉陷距法。該方法的具體檢測如下。
         ① 泡沫穩定性:用泡沫沉陷距衡量泡沫穩定性。泡沫發生后,用下述方法測量泡沫沉陷距:取內徑為6cm,高9cm的容器(或用尺寸相近容積約為250cm3的容器),盛滿新發生的泡沫,刮平表面,在泡沫上復一張紙,平靜地放在無風處,40min后量取泡沫沉陷距。
         ② 起泡力:用泡沫高度衡量起泡力。取一定量的發泡劑,加一定量的水配成溶液,用60 – 2F型電動攪拌機中速攪拌10min,量取泡沫高度。
    四、統一檢測方法的必要性及建議
         上述各種檢測方法目前在我國各地均有應用,也有不少企業自定標準及檢測方法。這種檢測標準及檢測方法混亂的狀況存在很多問題,主要是:
         1、檢測方法不統一帶來的問題
      ① 不同檢測標準和方法的技術指標和檢測結果沒有可比性
         例如倍數法的發泡倍數和高度法的起泡高度就沒有任何的可比性。就穩泡性講,沉陷距、泌水率與羅斯法中的 穩泡時間也是沒有可比性的。即使均屬高度法,采用不同起泡方法(如攪拌器起泡、沖擊起泡,搖動起泡等),起泡高度也將有極大的差別,同樣不具有可比性。只 要檢測標準和方法不是完全相同,其檢測結果就不會有可比性。
      ② 各種非標檢測方法缺乏嚴密性和規范性,檢測結果缺乏參考價值。
         目前,除羅斯法等少數檢測方法外,其它許多檢測方法均不夠嚴密和規范,檢測方法均較粗放,檢測結果誤差 很大。例如顛倒試管法,其檢測結果顛倒試管的頻率和力度有很大關系,若頻率快且力度大,起泡高度就大,反之則小,變異性很大,檢測結果甚至會相差一倍;攪 動法也受攪動速度和攪動器形狀、容器形狀與體積等影響,不同的速度和攪拌器形狀、容器形狀,就會有不同結果。如此等等,其檢測結果就難以正確。
      ③ 許多檢測方法缺乏科學的檢測必要條件,使檢測失去意義。
         發泡力及穩泡性受各種因素的影響。例如檢測溫度,不同溫度下的檢測結果是不相同的,而且有時相差很大; 再如受檢發泡劑的濃度,不同濃度的檢查結果也相差甚遠;再如稀釋發泡劑的水的種類,其不同的種類(如純水、河水、自來水等)將會較大影響檢測結果。另外, 檢測議器的預處理,它的精確度,種類,材質等等,均影響檢測結果。而許多檢測方法根本不考慮這些影響因素,只能屬于盲目檢測,是違背科學的。
         目前發泡劑檢測存在的問題,已嚴重制約了我國發泡水泥的發展。一是它使許多發泡劑生產商無統一標準可 依,對產品無法檢測。各企業各有一套標準,由于技術指標及檢測方法不同,就無法比較產品的優劣。優質發泡劑與劣質發泡劑龍魚相混,難以區分,優質發泡劑難 以暢銷,阻礙了先進技術的推廣應用。二是許多發泡劑用戶對發泡劑質量無法判斷優劣,在選擇和使用上陷入盲目和困惑,各家供應商都說自己的發泡劑好,用戶卻 無法用統一標準評判,只有盲目選用。
    2、統一檢測方法的建議
        鑒于上述情況,為了促進我國水泥發泡劑的發展,茲建議如下標準:
      ① 國家職能部門應盡快出面,統一全國水泥發泡劑的檢測方法,有必要時,可重新制訂水泥發泡劑專用標準,如無必要重新制訂新的專用標準,應指定全國統一依據的標準。
      ② 在國家沒有統一全國標準之前,建議發泡水泥行業一律采用國家標準GB/T7462-94《表面活性劑發泡力的測定改進Ross-Miles法》。該法雖是測定表面活性劑的起泡力,但由于水泥發泡劑屬于表面活性劑范疇,因而采用該法是完全可以的。該法主要參照采用國際標準ISO696-1975改進羅斯法,國內外通用,也符合國際慣例。該法采用的檢測儀器羅斯泡沫儀價格低廉。小企業也有能力采用,可以普及,我公司長期供應。如無此檢測條件,我們也可代為檢測。
      ③ 呼吁并建議各發泡劑生產與應用企業自動取消各種非標檢測方法,在廣告及技術文件中廢止非標檢測指標,以利行業發展


     

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