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泡沫混凝土又稱為發(fā)泡水泥、輕質混泥土等,是一種利廢、環(huán)保、節(jié)能、低廉且具有不燃性的新型建筑節(jié)能材料。輕質混凝土(泡沫混凝土)是通過化學或物理的方式根據應用需要將空氣或氮氣、二氧化碳氣、氧氣等氣體引入混凝土漿體中,經過合理養(yǎng)護成型,而形成的含有大量細小的封閉氣孔,并具有相當強度的混凝土制品。輕質混凝土(泡沫混凝土)的制作通常是用機械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫,再將泡沫加入到含硅質材料、鈣質材料、水及各種外加劑等組成的料漿中,經混合攪拌、澆注成型、養(yǎng)護而成的一種多孔材料。

菱鎂泡沫混凝土又稱為發(fā)泡菱鎂水泥,是一種利廢、環(huán)保、節(jié)能、低廉且具有不燃性的新型建筑節(jié)能材料。

菱鎂泡沫混凝土根據引氣方式不同,可分為物理發(fā)泡泡沫混凝土與化學發(fā)泡泡沫混凝土兩種。物理發(fā)泡泡沫混凝土是用機械方法將發(fā)泡劑水溶液制備成泡沫,再將泡沫加入到膠凝材料、摻合料、改性劑、鹵水等制成的料漿中,經混合攪拌、澆注成型、自然養(yǎng)護所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質保溫材料�；瘜W發(fā)泡泡沫混凝土是將化學發(fā)泡劑加入到膠凝材料、摻合料、改性劑、鹵水等制成的料漿中,經高速攪拌、澆注成型、自然養(yǎng)護所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質保溫材料。可廣泛應用于防火門芯、外墻保溫、輕質隔墻、自保溫砌塊及現澆泡沫混凝土等。

泡沫混凝土是一種新型的節(jié)能環(huán)保型建筑材料,國內外學者對其做了大量的研究開發(fā),使其廣泛應用于墻體材料中,但其還存在一定的缺陷,如強度偏低、開裂、吸水等,因而要進一步擴大其應用領域還需在發(fā)泡劑、配合比、工藝流程、設備等方面做更進一步的研究。

泡沫混凝土是混凝土大家族中的一員,近年來,國內外都非常重視泡沫混凝土的研究與開發(fā),使其在建筑領域的應用越來越廣,現將有關情況介紹如下:

簡介

泡沫混凝土通常是用機械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫,再將泡沫加入到含硅質材料、鈣質材料、水及各種外加劑等組成的料漿中,經混合攪拌、澆注成型、養(yǎng)護而成的一種多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封閉的孔隙,使其具有下列良好的物理力學性能。

1、輕質

泡沫混凝土的密度較小,密度等級一般為300-1800kg/m3,常用泡沫混凝土的密度等級為300-1200 kg/m3,近年來,密度為 160 kg/m3的超輕泡沫混凝土也在建筑工程中獲得了應用。由于泡沫混凝土的密度小,在建筑物的內外墻體、層面、樓面、立柱等建筑結構中采用該種材料,一般可使建筑物自重降低25%左右,有些可達結構物總重的30%-40%。而且,對結構構件而言,如采用泡沫混凝土代替普通混凝土,可提高構件的承截能力。因此,在建筑工程中采用泡沫混凝土具有顯著的經濟效益。

2、保溫隔熱性能好

由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細小孔隙,因此具有良好的熱工性能,即良好的保溫隔熱性能,這是普通混凝土所不具備的。通常密度等級在300-1200 kg/m3范圍的泡沫混凝土,導熱系數在0.08-0.3w/(m·K)之間,熱阻約為普通混凝土的10-20倍。采用泡沫混凝土作為建筑物墻體及屋面材料,具有良好的節(jié)能效果。

3、隔音耐火性能好

泡沫混凝土屬多孔材料,因此它也是一種良好的隔音材料,在建筑物的樓層和高速公路的隔音板、地下建筑物的頂層等可采用該材料作為隔音層。泡沫混凝土是無機材料,不會燃燒,從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、整體性能好

可現場澆注施工,與主體工程結合緊密。

5、低彈減震性好

泡沫混凝土的多孔性使其具有低的彈性模量,從而使其對沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。

6、防水性能強

現澆泡沫混凝土吸水率較低,相對獨立的封閉氣泡及良好的整體性,使其具有一定的防水性能。

7、耐久性能好

與主體工程壽命相同。

8、生產加工方便

泡沫混凝土不但能在廠內生產成各種各樣的制品,而且還能現場施工,直接現澆成屋面、地面和墻體。

9、環(huán)保性能好

泡沫混凝土所需原料為水泥和發(fā)泡劑,發(fā)泡劑大都接近中性,不含苯、甲醛等有害物質,避免了環(huán)境污染和消防隱患。

10、施工方便

只需使用水泥發(fā)泡機可實現自動化作業(yè),可泵送實現垂直高度200米的遠距離輸送,工作量為150-300立方/工作日。

11、其它性能

泡沫混凝土還具有施工過程中可泵性好,抗壓強度高(0.5-22.2Mpa),沖擊能量吸收性能好,可大量利用工業(yè)廢渣,價格低廉等優(yōu)點。

泡沫混凝土以其良好的特性,廣泛應用于節(jié)能墻體材料中,在其他方面也獲得了應用。目前,泡沫混凝土在我國的應用主要是屋面泡沫混凝土保溫層現澆、泡沫混凝土面塊、泡沫混凝土輕質墻板、泡沫混凝土補償地基。但是,充分利用泡沫混凝土的良好特性,可以將它在建筑工程中的應用領域不斷擴大,加快工程進度,提高工程質量,具體如下:

1、用作擋土墻。主要用作港口的巖墻。泡沫混凝土

泡沫混凝土水泥地暖墊層

在岸墻后用作輕質回填材料可降低垂直截荷,也減少了對岸墻的側向載荷。這是因為泡沫混凝土是一種粘結性能良好的剛性體,它并不沿周邊對岸墻施加側向壓力,沉降降低了,維修費用隨之減少,從而節(jié)省很多開支。泡沫混凝土也可用來增進路堤邊坡的穩(wěn)定性,用它取代邊坡的部分土壤,由于減輕了質量,從而就降低了影響邊坡穩(wěn)定性的作用力。

2、修建運動場和田徑跑道。使用排水能力強的可滲性泡沫混凝土作為輕質基礎,上面覆以礫石或人造草皮,作為運動場用。泡沫混凝土的密度為800-900kg/m³此類運動場可進行曲棍球,足球及網球活動�；蛘咴谂菽炷辽仙w上一層0.05m厚的多孔瀝青層及塑料層,則可作田徑跑道用。

3、作夾芯構件。在預制鋼筋混凝土構件中可采用泡沫混凝土作為內芯,使其具有輕質高強隔熱的良好性能。通常采用密度為400 - 600kg/m³的泡沫混凝土。

4、管線回填。地下廢棄的油柜、管線(內裝粗油、化學品)、 污水管及其他空穴容易導致火災或塌方,采用泡沫混凝土回填可解決這些后患,費用也少。泡沫混凝土采用的密度取決于管子的直徑及地下水位,一般為600-1100kg/m³。

5、貧混凝土填層。由于使用可彎曲的軟管,泡沫混凝土具有很大的

泡沫混凝土節(jié)能磚

工作度及適應性,因此它經常用于貧混凝土填層。如對隔熱性要求不很高,采用密度為1200kg/m³左右的貧混凝土填層,平均厚度為0.05m;如對隔熱性要求很高,則采用密度為500kg/m³的貧混凝土填層,平均厚度為0.1- 0.2m。

6、屋面邊坡。泡沫混凝土用于屋面邊坡,具有重量輕、 施工速度快、價格低廉等優(yōu)點。坡度一般為10mm/m.厚度為0.03-0.2m,采用密度為800 - 1200kg/m³的泡沫混凝土。

7、儲罐底腳的支撐。將泡沫混凝土澆階在鋼儲罐(內裝粗油、化學品)底腳的底部,必要時也可形成一凸形地基,這樣可確保整個箱底的支撐在焊接時年處于最佳應力狀態(tài),這一連續(xù)的支撐可使儲罐采用薄板箱底。同時凸形地基也易于清潔。泡沫混凝土的使用密度為800-1000kg\m³。

8、用于園林綠化。將泡沫混凝土做成容重在600-1000kg/m³,可用于園林假山,垃圾箱,桌凳等。

9、國防(現代戰(zhàn)爭是用信息和先進機動器械為攻擊工具),該發(fā)泡水泥能用在被敵方轟炸破壞的軍事工程如機場,重要交通公路等實行立即搶修,用我們的設備及工藝能把敵方破壞的工程迅速修復,實驗得來的結果是修復后10分鐘即能用于飛機起降,戰(zhàn)車通過。

10、其他。泡沫混凝土也可用于防火墻的絕緣填充,隔聲樓面填充、隧道襯管回填;以及供電、水管線的隔離等方面。

11、屋面保溫。泡沫混凝土保溫隔熱材料利用水泥等膠凝材料,可大量添加粉煤灰、礦渣、石粉等工業(yè)廢料,是一種利廢、環(huán)保、節(jié)能的新型屋頂保溫隔熱材料。泡沫混凝土屋面保溫隔熱材料制品具有輕質高強、保溫隔熱、物美價廉、施工速度快等顯著特點。既可制成泡沫混凝土屋面保溫板,又可根據用戶要求現場施工直接澆筑,機械化施工省時、省力、降低工程成本。

泡沫混凝土的施工是通過整套專用的設備現場完成。整套設備配有上料、攪拌、主機等系統(tǒng),施工時進行現場上料、攪拌、發(fā)泡并通過自帶的泵送系統(tǒng)經高壓輸送管直接送至施工基面。

一、泡沫混凝土取得的成果

泡沫混凝土的種類很多,但最常用的是水泥泡沫混凝土。水泥泡沫混凝土根據其摻合料不同又可分為水泥-粉煤灰-石灰型、水泥-礦渣-石灰-石膏型、水泥-粉煤灰-砂-石灰型、水泥一砂一石灰型、水泥-礦渣-粉煤灰-石灰-植物纖維型[4]、水泥-砂-玻璃纖維型等類型。

謝明輝對水泥-粉煤灰-石灰型的泡沫混凝土進行了試驗研究,獲得了密度為691kg/m3、抗壓強度為3.4MPa、導熱系數為0.210W/(m·K、抗15次凍融循環(huán)合格、碳化系數為0.89的理想的泡沫混凝土墻體材料。

陸愛萍、郭玉順等對水泥-礦渣-石灰-石膏型的泡沫混凝土進行了試驗研究,研究表明常壓養(yǎng)護礦渣多孔混凝土是一種較理想的隔熱保溫材料(密度為910 kg/m3, 28d抗壓強度為9.81MPa),同時在價格上優(yōu)勢明顯,具有一定的市場競爭力。

高波[7]對水泥-粉煤灰-砂-石灰型的泡沫混凝土進行了試驗研究,獲得最佳配合比粉煤灰60%,石灰5%,發(fā)泡液3kg,細砂15%,水泥20%所對應的性能為密度創(chuàng)6kglm3、 吸水率229島、28d抗壓強度3.4MPa。

宋旭輝等對水泥-砂-石灰型的泡沫混凝土進行了試驗研究,在得了密度為812kg/m³、抗壓強度為2.8MPa、導熱系數為0.108W/(m·K、抗15次凍融循環(huán)合格、干燥收縮率0.43mmlm的泡沫混凝土。

高波、王群力等對水泥-礦渣-粉煤灰-石灰-植物纖維型的泡沫混凝土進行了試驗研究,獲得了干密度648kg/m3、抗壓強度3.6MPa、吸水率12.0%、抗25次凍融循環(huán)合格、干燥收縮0.72mm/m、工藝簡單、價格低廉的優(yōu)異產品。

詹炳根等對水泥-砂-玻璃纖維型的泡沫混凝土進行了試驗研究,結果表明玻璃纖維增加了泡沫混凝土的抗壓和抗折強度,極大地改善了韌性,并在一定程度上抑制了早期干縮開裂。

二、泡沫混凝土存在的缺陷

1、強度偏低:體積密度為800-859kg/m³的泡沫混凝土的抗壓強度嚴重偏低,一般低于2.0MPa,有的甚至不足1.0MPa。但目前國內泡沫混凝土技術發(fā)展迅猛,北京有企業(yè)(如北京中科筑誠)已經將500公斤每立方的泡沫混凝土強度提高到2.5MPa。

2、開孔率偏高:由于泡沫混凝土中存在Na,K,等對氣泡的破壞作用,使得其中的氣孔多為開孔,嚴重影響了泡沫混凝土的保溫性能。目前,北京鴻銳嘉已經將180公斤級別泡沫混凝土做到0.4MPa以上,且開孔率已經控制在10%以下。

3、開裂、吸水:硬化泡沫混凝土表面開裂,導致吸收大量外來水分。開裂可以添加纖維緩解,吸水可以加憎水劑解決。