李婧
北京建筑大学，北京100044
摘要：泡沫混凝土又称发泡水泥，具有质轻、保温隔热、阻燃、抗震、绿色环保等优点。随着我国绿色环保事业的发展，泡沫混凝土有望在除了保温隔热行业外的其他领域得到更多的关注和重视。分析总结了泡沫混凝土主要原料对性能的影响规律，提出进一步提高强度、降低吸水率、拓展泡沫混凝土的应用范围是提高泡沫混凝土制备与应用的主要发展方向。
关键词：泡沫混凝土 综述 应用
1.引言
建筑材料具有用量大、种类多、使用时间长的特点，其中混凝土使用占建筑材料的最大比例，未来建筑材料的发展方向是高性能、多功能、可持续。泡沫混凝土作为一种轻质多孔材料相比于普通混凝土，具有保温、利废、减震、吸波等优良性能，随着全球能源的日趋紧张及我国建筑节能政策的出台以和墙体材料改革的推行，泡沫混凝土被广泛应用于保温隔热材料、墙体材料、地基的处理、采矿区的充填等方面，日益受到人们的关注。本研究主要对泡沫混凝土各组成材料的研究现状和泡沫混凝土的应用现状进行了概况总结，并对现阶段泡沫混凝土存在的问题进行了探讨。
2.泡沫混凝土的发展历程
2.1.泡沫混凝土在国外的发展
泡沫混凝土的起源要追溯到5 000多年前的古埃及，当时人们为应对寒冷气候使用一些天然物质并混合后产生气体，由此制备成多孔材料。若干年后，古罗马人在混凝土中加入动物血液混合搅拌产生稳固气泡，并将马毛掺入此多孔混凝土中以防止其开裂收缩。19世纪末Hofman通过用盐酸与碳酸钠反应生成的气体制作气泡混凝土，并获得该制作方法的专利。步入20世纪后，北欧国家开始致力于泡沫混凝土相关技术的开发与研究。1923年以后，瑞典人Axel Eriksson在泡沫混凝土方面获得了第一项专利，进而又取得了一系列专利。在北欧人取得一系列成果后，前苏联人也不甘落后取得了大量技术成果。从1926年开始研发，仅用了4年便开始了泡沫混凝土的工业化生产。于1946~1958年间前苏联出台了一系列泡沫混凝土标准规范，在泡沫混凝土标准化方面走在了前端，1998年在第五届大洋洲建筑研讨会上J.M.Durack等人作了关于泡沫混凝土砌体生产的报告。同年，韩国的K.J.Byun等人用聚合物作泡沫剂生产制造轻质泡沫混凝土。2004年新加坡K.Ruiwen等人展开了对高强泡沫混凝土的研究，拓展了泡沫混凝土的应用。2005年，英国人E.P.Kearsley等人对泡沫混凝土的防火性进行了进一步的研究。
2.2.泡沫混凝土在国内的发展
20世纪50年代早期由前苏联传入并得到发展，于1952年开始了以黄兰谷为首的泡沫混凝土研发工作。同年，国内生产的泡沫混凝土已成功地应用于工业管道保温。1954年，经前苏联专家的引导，在哈尔滨生产出应用于建筑保温方面的蒸压泡沫混凝土板。1955~1957年，成功研制应用在大连电厂的高温管道保温的使用温度高达250~510℃的泡沫混凝土管壳。1956年，进行了粉煤灰泡沫混凝土的试验研究。经过一年多的试验，泡沫混凝土的生产成本降低了40%。自1960始，随着中苏关系的恶化以及“文化大革命”，中国泡沫混凝土的发展停滞了近20年。20世纪80年代，伴随改革开放，欧洲的泡沫混凝土现浇技术逐步进入广东省。20世纪90年代开始，泡沫混凝土的现浇技术开始在我国的建筑工程回填及岩土工程回填中得到应用。到了20世纪90年代末期，韩国的泡沫混凝土地面保温层现浇技术成功应用在国内临近韩国地区。2000年后，交通工程领域开始应用泡沫混凝土。
2008年，中国工程建设协会标准CECS 249：2008《现浇泡沫轻质土技术规程》正式颁布并于次年实施，预示着我国泡沫混凝土在填充工程领域进入了新的阶段。自2005年开始，我国泡沫混凝土的发展进入了高峰期，到2010年泡沫混凝土的现浇地暖保温层技术成为泡沫混凝土的第一大应用领域。
3.现阶段泡沫混凝土的应用
随着全球经济的快速发展，能源资源、气候变化等全球问题越来越凸显，人们对节能环保型材料的使用呼吁越来越高，泡沫混凝土作为一种新型节能环保型材料受到越来越多的关注，现阶段泡沫混凝土主要被广泛应用于以下几个方面：（1）保温材料。主要用于外墙保温材料和保温填充材料。外墙保温材料主要是泡沫混凝土砌块，泡沫混凝土砌块具有良好的保温隔热性能，同时兼具轻质、隔声效果，常被用于建筑物的外墙保温层。J.Sathya Narayanan，K.Ramamurthy用泡沫混凝土生产制备泡沫混凝土砌块，并探究了几种早强剂对泡沫混凝土砌块产量的影响。保温填充材料主要是将泡沫混凝土用于空心墙体的填充。XingShi，Wei She等以泡沫混凝土填充空心墙体，通过测试发现空心墙体的整体热阻值提高了24%。（2）现浇墙体材料。牛云辉、卢忠远等在泡沫混凝土整体现浇样板房中试工程中采用整体现浇的方式浇筑了高4 m、墙体厚度0.12 m的泡沫混凝士样板房，大胆采用较高干密度的泡沫混凝土，进行集承重和保温墙材一体的现浇工程，工程完工至今，样板房未见任何质量问题。（3）屋面材料。焦作市中华新天地翰苑小区采用泡沫混凝土作为屋面保温材料，结果表明保温层整体性好，与基层和面层结合牢固紧密，使用寿命长，保温隔热性能好。（4）路基处理。江苏盐城至绍兴高速公路软路基采用0.6 MPa的泡沫混凝土进行处理后，路堤沉降速率施工期均在0.01~0.41 mm/d之间，施工期至预压期累计沉降量约为50~300 mm之间，卸载后，工后沉降几乎很小。（5）用作采矿区的充填体。张淑坤、李伟等[33]以粉煤灰泡沫混凝土作为采空区的充填体，研究结果表明粉煤灰泡沫混凝土在满足充填体强度要求条件下，具有较好的变形能力和延性，适合采空区充填，该充填体利用率较高降低了经济成本
4.结论
泡沫混凝土具有质轻、保温隔热、阻燃、抗震、绿色环保的等优点，在保温材料、隔音材料、填充材料等方面具有广阔的应用前景，然而，该类材料的强度低、吸水量大是制约其推广应用的主要障碍。因此，进一步研发高强度、低吸水率、低密度泡沫混凝土生产技术，是拓宽其应用领域、提高其应用价值的重要途径。许多工业固废和城市固废在泡沫混凝土中具有巨大的应用潜力。各种固废在泡沫混凝土中的应用，不仅有利于降低泡沫混凝土的生产成本，同时也有利于克服废物排放的污染问题和生态破坏问题。因此，固体废弃物在泡沫混凝土中的应用，也是泡沫混凝土材料制备与应用的重要发展方向。此外，不断拓宽泡沫混凝土的应用领域，不断开拓新的大宗应用领域，对于泡沫混凝土的应用和发展也将具有重要推动作用。
参考文献
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