发展泡沫混凝土的意义

    摘要：泡沫混凝土的特性、泡沫混凝土的生产工艺、我国泡沫混凝土的应用现状、国外泡沫混凝土应用的新进展。（参考《www.jianzhu518.com》）

    关键词：混凝土；施工；材料

    泡沫混凝土是混凝土大家族中的一员，近年来，国内外都非常重视泡沫混凝土的研究与开发，使其在建筑领域的应用越来越广，现将有关情况介绍如下：

    一、泡沫混凝土的定义及分类

    1.泡沫混凝土的定义

    泡沫混凝土是利用机械方式将发泡剂（水溶液）制作成泡沫，再将泡沫混入到硅质材料（砂、粉煤灰）、钙质材料（水泥、石灰）等以及各种外加剂和水组成的混合料中，搅拌均匀浇筑成各种所需的规格，经养护而成的含有大量封闭气孔的轻质混凝土。

    2.泡沫混凝土的分类

    泡沫混凝土的分类方式很多，按组成胶结材料可分为水泥泡沫混凝土、菱镁泡沫混凝土、石膏泡沫混凝土、火山灰质胶结材料泡沫混凝土；按所用主要填充料的种类可分为粉煤灰泡沫混凝土、矿渣泡沫混凝土、秸秆泡沫混凝土等；按密度一般可分为六个等级，即300kg/m3、400kg/m3、500kg/m3、600kg/m3、700kg/m3、800kg/m3；按使用功能可分为保温型、保温结构型、结构型；按应用领域可分为房建泡沫混凝土、园林泡沫混凝土、工程泡沫混凝土、工业泡沫混凝土；按养护方式可分为自然养护泡沫混凝土、蒸汽养护泡沫混凝土、蒸压养护泡沫混凝土。

    二、泡沫混凝土的特性

    泡沫混凝土是一种多孔混凝土，其内部均匀分布着大量微小的气孔，泡沫混凝土与加气混凝土有相似的外观结构，其主要物理力学性能及热工性能与加气温凝土相似，主要区别是其气孔在制品内形成的方式不同。加气混凝土是在料浆里掺入发气剂，利用化学反应产生气体使料浆膨胀，经硬化后形成多孔结构。而泡沫混凝土是将物理机械作用下产生的泡沫掺入料浆中混合均匀，经硬化后形成多孔结构。下面我们来说说泡沫混凝土的物理特性：

    1.轻质

    泡沫混凝土的密度小，密度等级一般为300-1800kg/m3，常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200kg/m3，近年来，密度为160kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于泡沫混凝土的密度小，在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料，一般可使建筑物自重降低25%左右，有些可达结构物总重的30%-40%.而且，对结构构件而言，如采用泡沫混凝土代替普通混凝土，可提高构件的承截能力。因此，在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。

    2.保温隔热性能好

    由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，因此具有良好的热工性能，即良好的保温隔热性能，这是普通混凝土所不具备的。通常密度等级在300-1200kg/m3范围的泡沫混凝土，导热系数在0.08-0.3w/（m.K）之间。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料，具有良好的节能效果。

    3.隔音耐火性能好

    泡沫混凝土属多孔材料，因此它也是一种良好的隔音材料，在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。泡沫混凝土是无机材料，不会燃烧，从而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。

    4.其它性能

    泡沫混凝土还具有施工过程中可泵性好，防水能力强，冲击能量吸收性能好，可大量利用工业废渣，价格低廉等优点。

    三、泡沫混凝土的生产工艺

    泡沫混凝土的基本原料为水泥、石灰、水、泡沫，在此基础上掺加一些填料、骨料及外加剂。常用的填料及骨料为：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、苯脱克细骨料，常用的外加剂与普通混凝土一样，为减水剂、防水剂、缓凝剂、促凝剂等。

    泡沫混凝土的生产方法有湿砂浆法和干砂浆法两种。湿砂浆法通常是在混凝土搅拌站将水泥、砂与水等搅拌成砂浆，并用汽车式搅拌机车运至工地，再将单独制成的泡沫加入砂浆，搅拌机将泡沫及砂浆拌匀，然后将制备好的泡沫混凝土注入泵车输送或现场直接施工。干砂浆法是将各干组份（水泥、粉煤灰等）通过散装运输或传动系统输送至施工现场，干组份与水在施工现场拌合，然后将单独制成的泡沫加入砂浆，两者在匀化器内拌合，然后用于现场施工。

    最近，日本采用蛋白质物添加适量的阳离子表面活性剂配成的混合发泡剂，采用现场浇注成型的工艺，研制成功现浇泡沫混凝土新工艺。共所用发泡沫是在蛋白质中掺入0.1%-5%的阳离子表面活性剂而配成，阳离子表面活性剂使用季铵盐。其制备方法有三种：一种是将水、蛋白质物、阳离子表面活性剂混合，经发泡剂机发泡，再注入水泥料浆中搅拌，制备泡沫水泥浆，现浇成型；一种是将水、蛋白质物、阳离子表面活性剂混合，经高速搅拌机发泡，再注入水泥料浆中，制备发泡水泥浆；一种是按第二种方法发泡，一边加入少量水泥，一边高速搅拌，制备发泡水泥浆，其中前一种制备方法较好。上述制备方法生产的现浇混凝土不仅轻质、高强、耐火，更引人注目的是不需蒸压养护，现浇即可成型，节能效果显著。

    四、泡沫混凝土的主要用途

    泡沫混凝土在我国起步较晚，所以现在大多还应用在建筑物方面，而在国外其应用相当广泛，主要应用在下面几个方面：

    1.用作挡土墙。主要用作港口的岸墙。泡沫混凝土作为轻质回填材料用于岸墙，可降低垂直载荷，也可减少对岸墙的侧向载荷。因为泡沫混凝土是一种粘结性良好的刚性体，不沿周边对岸墙施加侧向压力，避免或减小沉降，维修费用随之减少。泡沫混凝土也可用来增加路堤边坡的稳定性，用它取代坡的部分土壤，由于减轻了重量，从而降低了影响边坡稳定性的作用力。

    2.修建运动场和田径跑道。使用排水能力强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础，上面覆以砾石或人造草皮，可作为运动场。此类运动场可进行曲棍球、足球及网球活动。或者在泡沫混凝土上铺一层0.05m厚的多孔沥青及塑料，则可作为田径跑道。

    3.用作夹芯构件。在预制钢筋混凝土构件时可采用泡沫混凝土作为内芯，使其具有轻质高强隔热的良好性能。

    4.用作复合墙板。用泡沫混凝土制作成各种轻质板材，在框架结构中用作隔热填充或与薄钢板制成复合墙板。

    5.管线回填。地下废弃的油柜、管线（内装粗油、化学品）、污水管及其他容易导致火灾或塌方的空穴，采用泡沫混凝土回填可解决这些后患，费用也少。泡沫混凝土采用的密度大小取决于管子的直径及地下水位。

    6.贫混凝土填层。由于使用可弯曲的软管，泡沫混凝土具有很大的工作度及较强的适应性，因此可用于贫混凝土填层。如对隔热性能要求不太高，则一般平均厚度为0.05m；如对隔热性要求很高，则平均厚度为0.1m～0.2m.

    7.屋面边坡。泡沫混凝土用于屋面边坡，具有重量轻、施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为10mm/m，厚度为0.03m～0.2m.

    8.储罐底脚的支撑。将泡沫混凝土浇注在钢储罐（内装粗油、化学品）底脚的底部，必要时也可形成一凸形地基，这样可确保整个箱底的支撑在焊接时处于最佳状态。这一连续的支撑可使储罐采用薄板箱底，同时凸形地基也易于清洁。

    除此之外，泡沫混凝土也可用于防火墙的绝缘填充、楼面隔声填充、隧道衬管回填，以及供电、水管线的隔离等方面。

    五、我国泡沫混凝土的应用现状

    近年来，我国越来越重视建筑节能工作，随着与建筑节能有关政策的实施，墙体材料改革取得了显著的成就，节能材料倍受欢迎。泡沫混凝土以其良好的特性，已用于节能墙体材料中，在其它方面也获得了应用。目前，泡沫混凝土在我国的应用情况如下。

    1.泡沫混凝土砌块

    泡沫混凝土砌块是泡沫混凝土在墙体材料中应用量最大的一种材料。在我国南方地区，一般用密度等级为900-1200kg/m3的泡沫混凝土砌块作为框架结构的填充墙，主要是利用该砌块隔热性能好和轻质高强的特点。尤以广东省应用最多，目前该省泡沫混凝土砌块的年用量达60万平方米。在北方，泡沫混凝土砌块主要用作墙体保温层。

    2.泡沫混凝土轻质墙板

    目前用于建筑物分户和分室隔墙的主要材料是GRC轻质墙板，由于其原料价格较高，影响了其推广应用。中国建筑材料科学研究院采用GRC隔墙板生产工艺结合固体泡沫剂和泡沫水泥的研究成果，开发出了粉煤灰泡沫水泥轻质墙板的生产技术，并得到了应用。该产品生产采用的原料如下：30%-40%的粉煤灰，45%-65%的硫铝酸盐水泥，0-15%的膨胀珍珠岩以及一定体积的泡沫。与传统的GRC轻质墙板相比，采用泡沫混凝土生产技术，不但能明显降低产品的成本，而且大大改善了浆体的流动性，使成型更为方便。