CN111863155A - 一种可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，属于混凝土技术领域，该泡沫混凝土包括胀缩材料、水泥和拌合水，制备方法包括配合比设计、计算称取所需各材料质量、对干燥胀缩材料进行预吸水处理、拌制水泥浆液、将预吸水处理的胀缩材料与水泥浆液共同搅拌均匀，得到泡沫混凝土，本发明可有效解决现有泡沫混凝土制备方法所存在的消泡问题、孔结构问题、收缩开裂问题和发泡剂问题；在配合比设计时，本发明以干密度、设计孔径和设计强度为设计指标，可调节气孔特征，也弥补了现有泡沫混凝土配合比设计方法中只以干密度为设计指标而无法控制泡沫混凝土强度等级的不足，使生产出的泡沫混凝土能够同时满足干密度和强度要求。

Description

一种可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法

技术领域

本发明涉及一种可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，属于混凝土技术领域。

背景技术

泡沫混凝土通常是用机械方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到胶凝材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇筑成型、养护而成的一种内部含有大量封闭气孔的混凝土。泡沫混凝土具有轻质、保温、耐火、环保隔音等优点，可用于路基换填、贫混凝土填层、屋面边坡、管线回填、园林绿化等方面，是建筑材料的良好选择之一。

虽然泡沫混凝土具有良好的物理力学性能，但是现有泡沫混凝土的制备过程中主要存在以下问题：

1)在泡沫混凝土浇筑过程中，受自重影响会产生消泡现象，导致泡沫混凝土施工时需分层浇筑且每层浇筑高度受限，影响施工进度；

2)现有的制备方法只能控制发泡剂掺量而无法精确控制泡沫混凝土内部气孔特征，易出现气孔孔径大小不均匀的现象，且气孔容易在混凝土中形成连通，影响泡沫混凝土的性能；

3)现有制备方法的配合比设计通常以干密度为设计指标，只能控制干密度等级而无法同时控制强度等级；

4)原材料中胶凝材料较多，水灰比大，易导致泡沫混凝土出现收缩开裂问题；

5)现有制备方法中需要用到发泡剂，不同厂家生产的发泡剂性能不同，发会导致浆体稳定性不良、硬化体的力学性能和抗冻性能较差，并且在泡沫混凝土浇筑过程中，受自重影响会产生消泡现象，导致泡沫混凝土施工时需分层浇筑且每层浇筑高度受限，影响施工进度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，可有效解决现有泡沫混凝土制备方法所存在的消泡问题、孔结构问题、收缩开裂问题和发泡剂问题。

本发明采用以下技术方案：

一种可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，该泡沫混凝土包括胀缩材料、水泥和拌合水，包括以下步骤：

S1，根据配合比设计方法分别计算每立方米所需的水泥质量m_b、干燥的胀缩材料质量m_q、胀缩材料所需的预吸水质量m′_w以及拌合水质量m_w，该配合比设计方法以设计干密度、设计强度、设计孔径为设计指标；

S2，根据浇筑体积计算并称取步骤S1中各材料用量(包括水泥质量、干燥的胀缩材料质量、胀缩材料所需的预吸水质量和拌合水质量)，称量精度为±0.5％；

S3，对干燥的胀缩材料进行预吸水处理，将称好的胀缩材料所需的预吸水加入到干燥的胀缩材料中，静置8-10min，再搅拌1-2min，得到预吸水处理后的胀缩材料；

S4，拌制水泥浆液：先拌和水加入搅拌机，再将称量好的水泥投入搅拌机内搅拌，时间不少于2min，确保其拌合均匀，得到水泥浆液；

S5，将步骤S3吸水处理后的胀缩材料加入搅拌机中与步骤S4得到的水泥浆液共同搅拌至充分拌合均匀，时间不少于2min；

S6，进行现场浇捣或泵送浇捣得到泡沫混凝土。

优选的，步骤S1中的配合比设计方法，包括以下步骤：

A、气孔特征设计：根据泡沫缓凝土的设计孔径和胀缩材料的吸水膨胀系数计算所需的干燥的胀缩材料粒径，具体按下式计算：

公式(1)中，d为干燥的胀缩材料粒径，mm；

为泡沫混凝土的设计孔径，mm；

α为胀缩材料的吸水体积膨胀系数，即胀缩材料吸水膨胀后的体积与干燥状态下的胀缩材料体积的比值；

B、根据设计干密度、设计强度、设计孔径三个设计指标来计算泡沫混凝土的水灰比W/B和孔隙率n：

ρ_d＝1.2m_b (3)

公式(2)中，m_b为每立方米泡沫混凝土中水泥质量，kg/m³；

其中，m_w为每立方米泡沫混凝土中拌合水质量，kg/m³；

ρ_b为水泥密度，kg/m³；

ρ_w为拌和水的密度，取1000kg/m³；

ρ_d为设计干密度；

公式(2)、(3)、(4)联立得：

基于Griffith断裂力学和复合材料理论，通过建立强度与孔径关系的数学模型，考虑孔径大小和水灰比对强度的影响，对Balshin孔隙率-强度经验公式进行修正，其中Balshin孔隙率-强度经验公式为：f_c＝f_c.0(1-n)^m，f_c.0为孔隙率为零时的泡沫混凝土抗压强度，m为经验系数，并进行曲面拟合，得到拟合公式：

公式(6)即为泡沫混凝土配合比强度设计公式，其中，f_c为泡沫混凝土设计强度(28d立方体抗压强度)，MPa；

r为平均设计孔径，r为公式(1)中

的平均值，mm；

R²为相关系数，该公式中R²为0.9881，相关性很好；

将公式(5)与公式(6)联立解方程组即可计算出水灰比W/B和孔隙率n，则每立方米所需的水泥质量m_b＝ρ_d/1.2；

C、每立方米泡沫混凝土中拌合水用量m_w按下式计算：

m_w＝m_b*W/B (7)

D、每立方米泡沫混凝土中预吸水处理后的胀缩材料用量m_p按下式计算：

m_p＝ρ_p*n (8)

公式(8)中，m_p为每立方米泡沫混凝土中预吸水处理后的胀缩材料质量，kg/m³；

ρ_p为每立方米泡沫混凝土中预吸水处理后的胀缩材料的密度，kg/m³；

E、每立方米泡沫混凝土中干燥的胀缩材料质量m_q按下式计算：

公式(9)中，m_q为每立方米泡沫混凝土中干燥的胀缩材料质量，kg/m³；

k为胀缩材料的预吸水倍率，即胀缩材料所需的预吸水质量m′_w与干燥的胀缩材料质量m_q的比值；

F、每立方米泡沫混凝土中胀缩材料所需的预吸水质量m′_w按下式计算：

m′_w＝m_p-m_q (10)

公式(10)中，m′_w为每立方米泡沫混凝土中胀缩材料所需的预吸水质量，kg/m³。

优选的，步骤B中修正拟合过程为：

根据材料临界应力与孔径关系模型

公式11源自沈阳建筑大学2016年齐玮的硕士毕业论文《泡沫混凝土物理力学性能与孔隙特征的研究》，其中γ₀为材料基体断裂的表面能、E₀为材料基体的弹性模量、q为与孔形状相关的系数、n为孔隙率、r为平均设计孔径，考虑材料基体强度与水泥质量占总质量的比值

有关，且水灰比

故

对公式(11)进行修正得到

将公式(12)带入Balshin孔隙率-强度经验公式：f_c＝f_c.0(1-n)^m(其中，f_c.0为孔隙率为零时的泡沫混凝土抗压强度、m为经验系数)中得到：

将公式(13)中

和平均设计孔径r设为自变量、混凝土28d抗压强度f_c设为因变量，利用MATLAB软件对常规泡沫混凝土试验数据进行曲面拟合。

优选的，预吸水倍率k、预吸水处理后的胀缩材料的密度ρ_p，以及胀缩材料的吸水体积膨胀系数α按下述方法确定：

将一定质量的干燥的胀缩材料加入定量的水中进行预吸水处理，时间为8-10min，得到预吸水处理后的胀缩材料，然后将该预吸水处理后的胀缩材料加入到水泥浆液中，胀缩材料加入前需要先测一次水泥浆液的流值，流值测试方法可参照《现浇泡沫轻质土技术规程》CECS：2008中的规定进行，预吸水处理后的胀缩材料加入水泥浆液中拌合后静置半小时后，再测一次水泥浆液的流值，若前后流值变化在5mm以内，说明预吸水处理后的胀缩材料加入后对水泥浆液的工作性无影响，则上述用水量与干燥胀缩材料用量的比值即为预吸水倍率k；

将一定体积v₁的干燥胀缩材料按预吸水倍率k进行预吸水处理，然后测得胀缩材料吸水后的质量m₂和体积v₂，则

计算得到胀缩材料吸水后的密度ρ_p；胀缩材料的吸水体积膨胀系数

得到胀缩材料吸水体积膨胀系数α。

优选的，预吸水倍率k为20以上；

进一步优选的，胀缩材料的吸水体积膨胀系数α为25以上。

进一步优选的，胀缩材料包括但不限于：聚丙烯酸盐型高吸水性树脂或聚氨酯类吸水膨胀橡胶等。

本发明未详尽之处，均可采用现有技术。

本发明的有益效果为：

1)本发明实现了通过配合比设计来调节泡沫混凝土内部气孔特征，因为每一粒胀缩材料都会留下一个小孔，从而可以通过控制胀缩材料粒数来调节气孔数量；并且可以通过控制胀缩材料的粒径和预吸水倍率来控制预吸水后胀缩材料的体积，进而可以调节气孔孔径，成功实现了人工调节泡沫混凝土内部气孔特征。

2)本发明的配合比设计方法以干密度、设计孔径和设计强度为设计指标，可调节气孔特征，也弥补了现有泡沫混凝土配合比设计方法中只以干密度为设计指标而无法控制泡沫混凝土强度等级的不足，使生产出的泡沫混凝土能够同时满足干密度和强度要求。

3)本发明有效解决了泡沫混凝土所存在的收缩率大、易开裂的问题，在混凝土养护过程中随着内部湿度降低会促使预吸水胀缩材料不断释放出水来,从而可以抑制早期干燥收缩，起到内养护作用。

4)本发明从根源上解决了泡沫混凝土中所存在的消泡问题，因为该新型泡沫混凝土内部气孔是通过对干燥的胀缩材料进行预吸水处理使其体积膨胀，然后在养护过程中不断释水体积减小所形成的，所以在泡沫混凝土浇筑过程中，不会受自重影响产生消泡现象，也无需分层浇筑，可加快施工进度。

附图说明

图1为本发明实施例2的曲线拟合示意图；

图2为本发明的实施例4得到的泡沫混凝土某一剖面的内部气孔结构示意图；

具体实施方式：

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，但不仅限于此，本发明未详尽说明的，均按本领域常规技术。

实施例1：

一种可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，该泡沫混凝土包括胀缩材料、水泥和拌合水，胀缩材料选用聚丙烯酸盐型高吸水性树脂，包括以下步骤：

S1，根据配合比设计方法分别计算每立方米所需的水泥质量m_b、干燥的胀缩材料质量m_q、胀缩材料所需的预吸水质量m′_w以及拌合水质量m_w；

S2，根据浇筑体积计算并称取步骤S1中各材料用量(包括水泥质量、干燥的胀缩材料质量、胀缩材料所需的预吸水质量和拌合水质量)，称量精度为±0.5％；

S3，对干燥的胀缩材料进行预吸水处理，将称好的胀缩材料所需的预吸水加入到干燥的胀缩材料中，静置10min，再搅拌2min，得到预吸水处理后的胀缩材料；

S4，拌制水泥浆液：先拌和水加入搅拌机，再将称量好的水泥投入搅拌机内搅拌5min，确保其拌合均匀，得到水泥浆液；

S5，将步骤S3吸水处理后的胀缩材料加入搅拌机中与步骤S4得到的水泥浆液共同搅拌至充分拌合均匀，时间为5min；

S6，进行现场浇捣或泵送浇捣得到泡沫混凝土。

实施例2：

一种可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，如实施例1所述，所不同的是，步骤S1中的配合比设计方法，包括以下步骤：

A、气孔特征设计：根据泡沫缓凝土的设计孔径和胀缩材料的吸水膨胀系数计算所需的干燥的胀缩材料粒径，具体按下式计算：

公式(1)中，d为干燥的胀缩材料粒径，mm；

为泡沫混凝土的设计孔径，mm；

α为胀缩材料的吸水体积膨胀系数，即胀缩材料吸水膨胀后的体积与干燥状态下的胀缩材料体积的比值；

B、根据设计干密度、设计强度、设计孔径三个设计指标来计算泡沫混凝土的水灰比W/B和孔隙率n：

ρ_d＝1.2m_b (3)

公式(2)中，m_b为每立方米泡沫混凝土中水泥质量，kg/m³；

其中，m_w为每立方米泡沫混凝土中拌合水质量，kg/m³；

ρ_b为水泥密度，kg/m³；

ρ_w为拌和水的密度，取1000kg/m³；

ρ_d为设计干密度；

公式(2)、(3)、(4)联立得：

基于Griffith断裂力学和复合材料理论，通过建立强度与孔径关系的数学模型，考虑孔径大小和水灰比对强度的影响，对Balshin孔隙率-强度经验公式进行修正，其中Balshin孔隙率-强度经验公式为：f_c＝f_c.0(1-n)^m，f_c.0为孔隙率为零时的泡沫混凝土抗压强度，m为经验系数，并进行曲面拟合，得到拟合公式：

公式(6)即为泡沫混凝土配合比强度设计公式，其中，f_c为泡沫混凝土设计强度(28d立方体抗压强度)，MPa；

r为平均设计孔径，mm；

R²为相关系数，该公式中R²为0.9881，相关性很好，具有普适性；

将公式(5)与公式(6)联立解方程组即可计算出水灰比W/B和孔隙率n，则每立方米所需的水泥质量m_b＝ρ_d/1.2；

C、每立方米泡沫混凝土中拌合水用量m_w按下式计算：

m_w＝m_b*W/B (7)

D、每立方米泡沫混凝土中预吸水处理后的胀缩材料用量m_p按下式计算：

m_p＝ρ_p*n (8)

公式(8)中，m_p为每立方米泡沫混凝土中预吸水处理后的胀缩材料质量，kg/m³；

ρ_p为每立方米泡沫混凝土中预吸水处理后的胀缩材料的密度，kg/m³(k值后测得)；

E、每立方米泡沫混凝土中干燥的胀缩材料质量m_q按下式计算：

公式(9)中，m_q为每立方米泡沫混凝土中干燥的胀缩材料质量，kg/m³；

k为胀缩材料的预吸水倍率，即胀缩材料所需的预吸水质量m′_w与干燥的胀缩材料质量m_q的比值；

F、每立方米泡沫混凝土中胀缩材料所需的预吸水质量m′_w按下式计算：

m′_w＝m_p-m_q (10)

公式(10)中，m′_w为每立方米泡沫混凝土中胀缩材料所需的预吸水质量，kg/m3。

本实施例中，步骤B中修正拟合过程为：

根据材料临界应力与孔径关系模型

其中γ₀为材料基体断裂的表面能、E₀为材料基体的弹性模量、q为与孔形状相关的系数、n为孔隙率、r为平均设计孔径，考虑材料基体强度与水泥质量占总质量的比值

有关，且水灰比

故

对公式(11)进行修正得到

将公式(12)带入Balshin孔隙率-强度经验公式：f_c＝f_c.0(1-n)^m(其中，f_c.0为孔隙率为零时的泡沫混凝土抗压强度、m为经验系数)中得到：

将公式(13)中

和平均设计孔径r设为自变量、混凝土28d抗压强度f_c设为因变量，利用MATLAB软件对常规泡沫混凝土试验数据进行曲面拟合，得到

本实施例2的所采用的常规泡沫混凝土试验数据如表1所示：

表1：常规泡沫混凝土试验数据

值得说明的是，公式(6)由表1中的常规泡沫混凝土试验数据拟合获得，曲面如图1所示，另外，发明人对多组常规泡沫混凝土试验数据进行了曲面拟合，最终发现常规泡沫混凝土试验数据的不同对最终得到的拟合公式(6)的参数影响较小，可忽略不计，该拟合公式具有普适性。

实施例3：

一种可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，如实施例2所述，所不同的是，预吸水倍率k、预吸水处理后的胀缩材料的密度ρ_p，以及胀缩材料的吸水体积膨胀系数α按下述方法确定：

将一定质量的干燥的胀缩材料加入定量的水中进行预吸水处理，时间为10min，得到预吸水处理后的胀缩材料，然后将该预吸水处理后的胀缩材料加入到水泥浆液中，胀缩材料加入前需要先测一次水泥浆液的流值，流值测试方法可参照《现浇泡沫轻质土技术规程》CECS：2008中的规定进行，预吸水处理后的胀缩材料加入水泥浆液中拌合后静置半小时后，再测一次水泥浆液的流值，若前后流值无变化，说明预吸水处理后的胀缩材料加入后对水泥浆液的工作性无影响，则上述用水量与干燥胀缩材料用量的比值即为预吸水倍率k；

将一定体积v₁的干燥胀缩材料按预吸水倍率k进行预吸水处理，然后测得胀缩材料吸水后的质量m₂和体积v₂，则

计算得到胀缩材料吸水后的密度ρ_p；胀缩材料的吸水体积膨胀系数

得到胀缩材料吸水体积膨胀系数α。

实施例4：

一种可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，泡沫混凝土的设计孔径

为1.08-1.80mm，设计干密度ρ_d为1000kg/m³，泡沫混凝土设计强度f_c为5Mpa，水泥选用硫铝酸盐水泥，密度ρ_b为3000kg/m³；胀缩材料选用聚丙烯酸盐型高吸水性树脂；

经试验确定该胀缩材料的预吸水倍率k为53，吸水体积膨胀系数α为51，吸水后的密度ρ_p为720kg/m³；

配合比计算过程如下：

气孔特征设计，泡沫混凝土的设计孔径

取1.08-1.80mm，由计算公式

确定干燥胀缩材料粒径d为0.15-0.25mm；

平均设计孔径r＝(1.08+1.80)/2＝1.44mm；

根据公式(5)得到，设计干密度

设计强度

公式(15)(16)联立解得：水灰比W/B＝0.47，孔隙率n＝0.32；

每立方米泡沫混凝土中水泥质量m_b＝ρ_d/1.2＝833kg/m³；

每立方米泡沫混凝土中拌合水质量m_w＝m_b*W/B＝833*0.47＝391kg/m³；

每立方米泡沫混凝土中预吸水处理后的胀缩材料用量

m_p＝ρ_p*n＝720*0.32＝230kg/m³；

每立方米泡沫混凝土中干燥的胀缩材料质量：

每立方米泡沫混凝土中胀缩材料所需的预吸水质量：

m′_w＝m_p-m_q＝230-4.2＝225.8kg/m³。

根据上述计算结果得到各材料配比如下表2所示：

表2：实施例4的配合比设计后每立方米混凝土的各材料质量

S1，表2即为配合比设计结果；

S2，根据浇筑体积计算并称取各材料用量，称量精度为±0.5％；

S3，对干燥的胀缩材料进行预吸水处理，将称好的胀缩材料所需的预吸水加入到干燥的胀缩材料中，静置8min，再搅拌2min，得到预吸水处理后的胀缩材料；

S4，拌制水泥浆液：先拌和水加入搅拌机，再将称量好的水泥投入搅拌机内搅拌8min，确保其拌合均匀，得到水泥浆液；

S5，将步骤S3吸水处理后的胀缩材料加入搅拌机中与步骤S4得到的水泥浆液共同搅拌至充分拌合均匀，时间为10min；

S6，进行现场浇捣或泵送浇捣泡沫混凝土。

实施例4所制备的泡沫混凝土某一剖面图如图2所示，由剖面图可知该泡沫混凝土内部气孔形状均匀、数量适中、无连通现象，其实测孔径为1.1-1.8mm、干密度为980kg/m³、28d抗压强度为5.2MPa，均满足设计指标要求，且制备的泡沫混凝土无明显收缩开裂现象，说明预吸水的胀缩材料起到了良好的内养护作用。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，其特征在于，该泡沫混凝土包括胀缩材料、水泥和拌合水，包括以下步骤：

S1，根据配合比设计方法分别计算每立方米所需的水泥质量m_b、干燥的胀缩材料质量m_q、胀缩材料所需的预吸水质量m′_w以及拌合水质量m_w，该配合比设计方法以设计干密度、设计强度、设计孔径为设计指标；

S2，根据浇筑体积计算并称取步骤S1中的各材料用量，称量精度为±0.5％；

S3，对干燥的胀缩材料进行预吸水处理，将称好的胀缩材料所需的预吸水加入到干燥的胀缩材料中，静置8-10min，再搅拌1-2min，得到预吸水处理后的胀缩材料；

S4，拌制水泥浆液：先拌和水加入搅拌机，再将称量好的水泥投入搅拌机内搅拌，时间不少于2min，确保其拌合均匀，得到水泥浆液；

S5，将步骤S3吸水处理后的胀缩材料加入搅拌机中与步骤S4得到的水泥浆液共同搅拌至充分拌合均匀，时间不少于2min；

S6，进行现场浇捣或泵送浇捣得到泡沫混凝土。

2.根据权利要求1所述的可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，其特征在于，步骤S1中的配合比设计方法，包括以下步骤：

A、气孔特征设计：根据泡沫缓凝土的设计孔径和胀缩材料的吸水膨胀系数计算所需的干燥的胀缩材料粒径，具体按下式计算：

公式(1)中，d为干燥的胀缩材料粒径，mm；

为泡沫混凝土的设计孔径，mm；

α为胀缩材料的吸水体积膨胀系数，为胀缩材料吸水膨胀后的体积与干燥状态下的胀缩材料体积的比值；

B、根据设计干密度、设计强度、设计孔径三个设计指标来计算泡沫混凝土的水灰比W/B和孔隙率n：

ρ_d＝1.2m_b (3)

公式(2)中，m_b为每立方米泡沫混凝土中水泥质量，kg/m³；

其中，m_w为每立方米泡沫混凝土中拌合水质量，kg/m³；

ρ_b为水泥密度，kg/m³；

ρ_w为拌和水的密度，取1000kg/m³；

ρ_d为设计干密度；

公式(2)、(3)、(4)联立得：

通过建立强度与孔径关系的数学模型，考虑孔径大小和水灰比对强度的影响，对Balshin孔隙率-强度经验公式进行修正，其中Balshin孔隙率-强度经验公式为：f_c＝f_c.0(1-n)^m，f_c.0为孔隙率为零时的泡沫混凝土抗压强度，m为经验系数，并进行曲面拟合，得到拟合公式：

公式(6)即为泡沫混凝土配合比强度设计公式，其中，f_c为泡沫混凝土设计强度，即28d立方体抗压强度，MPa；

r为平均设计孔径，为公式(1)中

的平均值，mm；

R²为相关系数；

将公式(5)与公式(6)联立解方程组即可计算出水灰比W/B和孔隙率n，则每立方米所需的水泥质量m_b＝ρ_d/1.2；；

C、每立方米泡沫混凝土中拌合水用量m_w按下式计算：

m_w＝m_b*W/B (7)

D、每立方米泡沫混凝土中预吸水处理后的胀缩材料用量m_p按下式计算：

m_p＝ρ_p*n (8)

公式(8)中，m_p为每立方米泡沫混凝土中预吸水处理后的胀缩材料质量，kg/m³；

ρ_p为每立方米泡沫混凝土中预吸水处理后的胀缩材料的密度，kg/m³；

E、每立方米泡沫混凝土中干燥的胀缩材料质量m_q按下式计算：

公式(9)中，m_q为每立方米泡沫混凝土中干燥的胀缩材料质量，kg/m³；

k为胀缩材料的预吸水倍率，即胀缩材料所需的预吸水质量m′_w与干燥的胀缩材料质量m_q的比值；

F、每立方米泡沫混凝土中胀缩材料所需的预吸水质量m′_w按下式计算：

m′_w＝m_p-m_q (10)

公式(10)中，m′_w为每立方米泡沫混凝土中胀缩材料所需的预吸水质量，kg/m³。

3.根据权利要求2所述的可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，其特征在于，步骤B中修正拟合过程为：

根据材料临界应力与孔径关系模型

其中γ₀为材料基体断裂的表面能、E₀为材料基体的弹性模量、q为与孔形状相关的系数、n为孔隙率、r为平均设计孔径，考虑材料基体强度与水泥质量占总质量的比值

有关，且水灰比

故

对公式(11)进行修正得到

将公式(12)带入Balshin孔隙率-强度经验公式：f_c＝f_c.0(1-n)^m中得到：

(13)，将公式(13)中

和平均设计孔径r设为自变量、泡沫混凝土设计强度f_c设为因变量，利用MATLAB软件对常规泡沫混凝土试验数据进行曲面拟合。

4.根据权利要求2所述的可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，其特征在于，预吸水倍率k、预吸水处理后的胀缩材料的密度ρ_p，以及胀缩材料的吸水体积膨胀系数α按下述方法确定：

将一定质量的干燥的胀缩材料加入定量的水中进行预吸水处理，时间为8-10min，得到预吸水处理后的胀缩材料，然后将该预吸水处理后的胀缩材料加入到水泥浆液中，胀缩材料加入前需要先测一次水泥浆液的流值，预吸水处理后的胀缩材料加入水泥浆液中拌合后静置半小时后，再测一次水泥浆液的流值，若前后流值变化在5mm以内，说明预吸水处理后的胀缩材料加入后对水泥浆液的工作性无影响，则上述用水量与干燥胀缩材料用量的比值即为预吸水倍率k；

将一定体积v₁的干燥胀缩材料按预吸水倍率k进行预吸水处理，然后测得胀缩材料吸水后的质量m₂和体积v₂，则

计算得到胀缩材料吸水后的密度ρ_p；胀缩材料的吸水体积膨胀系数

得到胀缩材料吸水体积膨胀系数α。

5.根据权利要求4所述的可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，其特征在于，预吸水倍率k为20以上。

6.根据权利要求4所述的可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，其特征在于，胀缩材料的吸水体积膨胀系数α为25以上。

7.根据权利要求1所述的可调节气孔特征的泡沫混凝土制备方法，其特征在于，胀缩材料包括但不限于：聚丙烯酸盐型高吸水性树脂或聚氨酯类吸水膨胀橡胶。

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