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发泡混凝土的性能与应用

发表时间：2020/11/30 来源：《基层建设》2020年第22期作者：高强

[导读] 摘要：发泡混凝土是一种胶凝材料，从胶凝材料中加入一定量的水和外加剂形成浆液，再用泡沫剂、水和空气形成泡沫。

        大元建业集团股份有限公司河北沧州 061000
        摘要：发泡混凝土是一种胶凝材料，从胶凝材料中加入一定量的水和外加剂形成浆液，再用泡沫剂、水和空气形成泡沫。经过机械搅拌后，将泵送系统送入成型机进行现场施工或成型，自然固化形成一种新型轻质闭孔保温材料。发泡混凝土是一种新型的节能环保建筑材料，具有密度低、重量轻、保温、隔音、抗震等特点。它独特的性能得到工程界人士的的认可。国内外专家对其进行了大量的研究和开发，使其在各个工程领域得到了广泛的应用。
        关键词：发泡混凝土；发泡机；应用
        自20世纪30年代美国引入泡沫来改善传统建筑材料混凝土以来，无论是发泡剂还是混凝土制备技术都取得了很大的进步，尤其是轻质泡沫机械的出现。随着我国城市建设对低碳环境保护的需求日益增加，节能减排已成为设计和建筑行业的重要指标。泡沫混凝土因其重量轻、保温性能好，已成为设计和施工项目的首选节能材料。
        一、慨况
        发泡混凝土，又称泡沫混凝土或轻混凝土，是一种新型的节能建筑材料。泡沫混凝土由机器的泡沫系统发泡，并通过机械手段完全发泡。泡沫与水泥浆均匀混合，泡沫泵送系统形成一种新的轻绝缘材料，含有大量的闭孔，用于现场浇注施工或成形。泡沫混凝土是一种由泡沫、水泥、粉煤灰、石粉等组成的连续双结构聚合物。泡沫混凝土为混凝土提供了轻绝缘。用于屋面边坡的保温、地面的保温、顶板梁基础坑的充填、墙体泡沫孔的浇注等。
        二、发泡混凝土性能特点
        1.轻质性：发泡混凝土的密度等级为300~1200 kg/m3。发泡混凝土由于密度低，用于建筑内外的墙体和地板的保温，一般可以减少建筑自重约25%，有的甚至可以达到结构总重量的30-40%。
        2.保温隔热性：发泡混凝土含有大量的封闭小孔隙，保温性能好。一般来说，密度级为300~1200kg/m3的发泡混凝土保温性能良好，导热系数为0.08~0.3w/（m•K）。
        3.隔音防火：发泡混凝土是一种吸声效果良好的多孔材料。因此，泡沫混凝土是一种良好的隔声材料。该材料可作为建筑物的地板、公路的隔声板和地下建筑顶层的隔声层。
        4.抗震性能强：发泡混凝土具有密度低、重量轻、弹性模量低、地震荷载作用下的地震力小、振动波传播速度慢、结构的自振周期长，并能迅速吸收冲击能量，因此阻尼效果显著。
        5.发泡混凝土具有良好的和易性。特别适用于大体积灌注和地下充填工程。利用粉煤灰、钢渣等工业废弃物可以降低生产成本。具有良好的经济效益。
        三、发泡混凝土的应用
        由于发泡混凝土的低密度，使用这种材料在建筑结构和其他室内外的墙壁、地板、柱子等，通常可以减少建筑自重约25%的总重量，高达30%-40%，一些结构。因此，发泡混凝土在建筑中应用具有相当大的经济优势。发泡混凝土可以由多种廉价的原材料以及工业废料如煤、粉煤灰、矿渣和建筑废料制成。发泡混凝土的大规模应用需要可观的经济效益和广泛的原料来源。由于发泡混凝土的导热系数与其密度级之间存在高度耦合，发泡凝土的应用主要基于其密度级和抗压强度。
        1.用作轻质隔墙。发泡混凝土的力学物理指标为：抗压强度、弯曲荷载、抗冲击、隔声、隔热、防火、干缩等指标均达到或超过国家标准GB/T23451《建筑用轻质隔墙板》。据国家消防设备质量监督检验中心检测，轻质发泡混凝土耐火墙体远远优于行业标准。1000度耐火极限超过4小时，不排放有毒有害气体，不燃性能达到国家A级标准。泡沫混凝土中的气孔形成一层静空气，空气是最佳的隔声材料，对隔声、节能降耗有显著效果。

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用目前的隔墙砌块：由于板面平整，采用先进的墙面涂料标准，免去了两道抹灰工序，因为没有抹灰，墙板空鼓问题解决了，符合国家质量要求，而且墙面可直接用腻子、浆糊和纸、装饰材料等作为瓷砖，加快施工速度3~5倍；90mm厚墙板的性能相当于240mm砖墙的性能，可使房屋使用面积扩大10%~13%；每平方米的价格比传统的粘土砖墙或砌块低，使项目综合成本降低10%以上。墙体采用高强水泥连接，使整个墙体形成一个整体，提高了墙体的抗冲击和抗震效果，解决了墙体的裂缝问题。壁挂力1000N以上，可直接安装洗脸盆、便盆、空调、热水器。发泡混凝土复合夹层板也存在。面板更漂亮，可以省去内墙装饰。
        2.用作建筑物及屋顶的隔热及隔音材料。建筑和屋顶的隔音和隔热要求低密度和低导热系数。传统上使用珠光体和EPS板。与珍珠岩和EPS板相比，发泡混凝土牢固地附着在结构层上，不形成空桶。此外，为了简化结构和加快工作，还结合了斜坡探测层和绝缘层；密度等级为200~600kg/M~3的泡沫混凝土的抗压强度可能是珍珠岩的20倍，发泡混凝土由水泥制成，其耐久性相当于主体结构。由于隧道管、给水管和水管等绝缘材料的绝缘和干密度要求相对较低，较便宜的发泡混凝土在这些工程领域得到了广泛的应用。
        3.用于园林建设、补偿基础、充填。（1）当发泡混凝土密度等级为600~1000 kg/m3时，其抗压强度可迅速提高；良好的抗压强度可用于各种花园的建模，如岩石、石板、石凳、石木等。（2）由于建筑各部分的重量不同，在施工过程中，自由沉降可能会有所不同。在建筑设计中，采用低自重部分和柔性材料作为基础，以补偿基础和平衡自由落体。发泡混凝土很好地满足了填料的要求。（3）泡沫混凝土作为一种轻填料，如可以减轻港口和码头后的侧向荷载。由于多孔混凝土是一种具有良好附着力的刚体，对周围的岩石和桥墩没有横向压力，降低了沉降和维护成本，节省了大量成本。发泡混凝土也可用于提高填料坡度的稳定性。它可以代替斜坡上的部分土壤。随着质量的减小，影响坡度稳定性的力也减小了。
        4.用于外墙保温系统。目前，大型建筑外墙的保温系统主要采用泡沫塑料EPS。与发泡混凝土相比，发泡混凝土具有较高的承载力。泡沫塑料EPS的抗压强度仅为0.02～0.03MPa，而发泡混凝土200~300kg/m3的抗压强度为0.6～0.8MPa，具有良好的抗压性能。发泡混凝土由水泥制成，与砂浆和墙体很好地结合在一起绝缘质量好。发泡混凝土是A类不燃耐火材保障；EPS泡沫塑料的质量难以保证，技术质量相对稳定。耐久性好。泡沫混凝土的使用寿命与混凝土相当。EPS塑料泡沫材料的使用寿命以十年为限；没有污染。发泡混凝土无毒无污染这些材料和石棉含有对人体有害的物质。良好的经济。泡沫混凝土板的规格相同泡沫塑料面板大约便宜20%。虽然发泡混凝土的优点是显而易见的，但缺点也是显而易见的：材料很脆弱，板材很容易开裂。施工过程没有得到改善。因此，发泡混凝土保温板目前主要用于低层和高层建筑的外墙防火，在外墙保温系统中的应用有限。
        5.其他用途。（1）用作抗震材料。在长距离桥梁和海上钻井平台上，由于其受到高频振动，很大一部分地震能量可以被轻质发泡混凝土结构吸收。（2）使用声屏障。噪音污染是铁路和公路居民关注的问题，他们需要在道路两侧设置隔音屏障。（3）军事应用。在战争时期，可能需要紧急修复道路和机场，并迅速修复。经验表明，修理后10分钟可用于飞机的起飞和降落以及车的通过。它可以在射击场中用作射击目标，而不会引起火花、噪音或子弹击中后碎片的泄漏。它也可作为抗爆巷道的耗能层，主要用于发泡混凝土的抗震性能。
        发泡混凝土是一种新材料。虽然它有许多优越的性能，但也有一些缺点。需要进行深入的研究。目前，我们正在推动符合生态、节能、资源利用要求的建筑材料的研发。现场浇筑的轻质发泡混凝土由于其良好的性能，具有广阔的应用前景。
        参考文献：
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        [2]李福.发泡混凝土的性能与应用[J].河南建材，2018（1）：39-40.
        [3]郑涛.泡沫混凝土的研究及常见问题分析与对策[J].山西建筑，2018，32（34）：166-167.