泡沫混凝土在建筑工程中的應(yīng)用

1、泡沫混凝土是混凝土大家族中的一員， 近年來，國內(nèi)外都非常重視泡沫混凝土的研究與開發(fā)， 使其在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，現(xiàn)將有關(guān)情況介紹如下：一、泡沫混凝土的特性泡沫混凝土通常是用機(jī)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(zhì)材 料、鈣質(zhì)材料、水及各種外加劑等組成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆注成型、養(yǎng)護(hù)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(xué)性能。1、輕質(zhì)泡沫混凝土的密度小，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

2、了應(yīng)用。由于泡沫混凝土的密度小，在建筑物的內(nèi)外墻體、層面、樓面、立柱等建筑結(jié)構(gòu)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(dá)結(jié)構(gòu)物總重的 30%-40% 。而且，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件而言，如采用泡沫混凝土代替普通混凝土，可提高構(gòu)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(jīng)濟(jì)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(xì)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(dǎo)熱系數(shù)在 0.08-0.3w/(m K)之間。采用泡沫混凝土作為建筑物墻體及屋面材料，具有良

3、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(jī)材料， 不會(huì)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、其它性能泡沫混凝土還具有施工過程中可泵性好， 防水能力強(qiáng)， 沖擊能量吸收性能好， 可大量利 用工業(yè)廢渣，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。二、泡沫混凝土的生產(chǎn)工藝泡沫混凝土的基本原料為水泥、石灰、水、泡沫，在此基礎(chǔ)上摻加一些填料、骨料及外 加劑。常用的填料及骨料為：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨脹聚苯乙烯、膨脹珍珠巖、苯 脫克細(xì)骨料，常用的外加劑

4、與普通混凝土一樣，為減水劑、防水劑、緩凝劑、促凝劑等。泡沫混凝土的生產(chǎn)方法有濕砂漿法和干砂漿法兩種。 濕砂漿法通常是在混凝土攪拌站將 水泥、砂與水等攪拌成砂漿， 并用汽車式攪拌機(jī)車運(yùn)至工地， 再將單獨(dú)制成的泡沫加入砂漿，攪拌機(jī)將泡沫及砂漿拌勻， 然后將制備好的泡沫混凝土注入泵車輸送或現(xiàn)場直接施工。 干砂 漿法是將各干組份（水泥、粉煤灰等）通過散裝運(yùn)輸或傳動(dòng)系統(tǒng)輸送至施工現(xiàn)場， 干組份與 水在施工現(xiàn)場拌合， 然后將單獨(dú)制成的泡沫加入砂漿， 兩者在勻化器內(nèi)拌合， 然后用于現(xiàn)場 施工。最近， 日本采用蛋白質(zhì)物添加適量的陽離子表面活性劑配成的混合發(fā)泡劑，采用現(xiàn)場澆注成型的工藝， 研制成功現(xiàn)澆泡沫混凝土

5、新工藝。 共所用發(fā)泡沫是在蛋白質(zhì)中摻入 0.1%-5% 的陽離子表面活性劑而配成， 陽離子表面活性劑使用季銨鹽。 其制備方法有三種： 一種是將 水、蛋白質(zhì)物、陽離子表面活性劑混合，經(jīng)發(fā)泡劑機(jī)發(fā)泡，再注入水泥料漿中攪拌，制備泡 沫水泥漿， 現(xiàn)澆成型； 一種是將水、 蛋白質(zhì)物、 陽離子表面活性劑混合， 經(jīng)高速攪拌機(jī)發(fā)泡， 再注入水泥料漿中， 制備發(fā)泡水泥漿；一種是按第二種方法發(fā)泡， 一邊加入少量水泥， 一邊 高速攪拌， 制備發(fā)泡水泥漿， 其中前一種制備方法較好。 上述制備方法生產(chǎn)的現(xiàn)澆混凝土不 僅輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐火，更引人注目的是不需蒸壓養(yǎng)護(hù)，現(xiàn)澆即可成型，節(jié)能效果顯著。三、我國泡沫混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀

6、近年來， 我國越來越重視建筑節(jié)能工作， 隨著與建筑節(jié)能有關(guān)政策的實(shí)施， 墻體材料改 革取得了顯著的成就， 節(jié)能材料倍受歡迎。 泡沫混凝土以其良好的特性， 已用于節(jié)能墻體材 料中，在其它方面也獲得了應(yīng)用。目前，泡沫混凝土在我國的應(yīng)用情況如下。1、泡沫混凝土砌塊泡沫混凝土砌塊是泡沫混凝土在墻體材料中應(yīng)用量最大的一種材料。在我國南方地區(qū)， 一般用密度等級為 900-1200 kg/m3 的泡沫混凝土砌塊作為框架結(jié)構(gòu)的填充墻， 主要是利用 該砌塊隔熱性能好和輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)。 尤以廣東省應(yīng)用最多， 目前該省泡沫混凝土砌塊的年 用量達(dá) 60 萬平方米。在北方，泡沫混凝土砌塊主要用作墻體保溫層，表 1 為廣

7、州市美城新 型建材開發(fā)有限公司生產(chǎn)的泡沫混凝土砌塊的性能指標(biāo)。哈爾濱建筑大學(xué)研制了聚苯乙烯泡沫混凝土砌塊， 并用于城市樓房建設(shè)。 此種砌塊是以 聚苯乙烯泡沫塑料作為骨料，水泥和粉煤灰作膠凝材料， 加入少量外加劑， 經(jīng)攪拌、成型和 自然養(yǎng)護(hù)而成，其規(guī)格為 200X200X200mm,可用于內(nèi)、外非承重墻體材料，也可用于屋面 保溫材料。它具有質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、抗凍性高、防火、生產(chǎn)簡單、造價(jià)較低、施工方便 等優(yōu)點(diǎn)。其與燒結(jié)黏土磚的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比表見表2。 2、泡沫混凝土輕質(zhì)墻板目前用于建筑物分戶和分室隔墻的主要材料是 GRC 輕質(zhì)墻板，由于其原料價(jià)格較高， 影響了其推廣應(yīng)用。 中國建筑材料科學(xué)研究院

8、采用 GRC 隔墻板生產(chǎn)工藝結(jié)合固體泡沫劑和 泡沫水泥的研究成果， 開發(fā)出了粉煤灰泡沫水泥輕質(zhì)墻板的生產(chǎn)技術(shù)， 并得到了應(yīng)用。 該產(chǎn) 品生產(chǎn)采用的原料如下： 30%-40% 的粉煤灰， 45%-65% 的硫鋁酸鹽水泥， 0-15% 的膨脹珍 珠巖以及一定體積的泡沫。與傳統(tǒng)的 GRC 輕質(zhì)墻板相比，采用泡沫混凝土生產(chǎn)技術(shù)，不但 能明顯降低產(chǎn)品的成本， 而且大大改善了漿體的流動(dòng)性， 使成型更為方便。 該產(chǎn)品的物理力 學(xué)性能見表 3 。3、泡沫混凝土補(bǔ)償?shù)鼗F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)與施工越來越重視建筑物在施工過程中的自由沉降。 由于建筑物群各部分 自重的不同， 在施工過程中將產(chǎn)生自由沉降差， 在建筑物設(shè)計(jì)過程中

9、要求在建筑物自重較低 的部分其基礎(chǔ)須填軟材料， 作為補(bǔ)償?shù)鼗褂谩?泡沫混凝土能較好地滿足補(bǔ)償?shù)鼗牧系囊?求。例如，在北京團(tuán)結(jié)湖大廈的部分基礎(chǔ)中，現(xiàn)場澆注了厚度為 150mm 、抗壓強(qiáng)度在 0.10 ±0.02Mpa ，密度小于 200 kg/m3 泡沫混凝土，取得了良好的效果。據(jù)現(xiàn)場測試，此種低密 度泡沫混凝土的強(qiáng)度可很好地控制在設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)，且具有良好的壓縮性。四、國外泡沫混凝土應(yīng)用的新進(jìn)展 近年來，美國、英國、荷蘭、加拿大等歐美國家以及日本、韓國等亞洲國家，充分利用泡沫混凝土的良好特性， 將它在建筑工程中的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大， 加快了工程進(jìn)度， 提高了工程質(zhì)量，現(xiàn)歸納如下。1、

10、用作擋土墻主要用作港口的巖墻。 泡沫混凝土在岸墻后用作輕質(zhì)回填材料可降低垂直載荷， 也減少了對岸墻的側(cè)向載荷。 這是因?yàn)榕菽炷潦且环N粘結(jié)性能良好的剛性體， 它并不沿周邊對岸墻施加側(cè)向壓力，沉降降低了，維修費(fèi)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(jìn)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(zhì) 量，從而就降低了影響邊坡穩(wěn)定性的作用力。用于減少側(cè)向壓力的泡沫混凝土的密度為 400-600 kg/m3 。2、修建運(yùn)動(dòng)場和田徑跑道使用排水能力強(qiáng)的可滲性泡沫混凝土作為輕質(zhì)基礎(chǔ)， 上面覆以礫石或人造草皮， 作為運(yùn) 動(dòng)場用。泡沫混凝土的密度為 800-900 kg/m3 。此類運(yùn)

11、動(dòng)場可進(jìn)行曲棍球，足球及網(wǎng)球活 動(dòng)?；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(gòu)件在預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件時(shí)可采用泡沫混凝土作為內(nèi)芯， 使其具有輕質(zhì)高強(qiáng)隔熱的良好性 能。通常采用密度為 400-600 kg/m3 的泡沫混凝土。4、用作復(fù)合墻板用泡沫混凝土制作成各種輕質(zhì)板材， 在框架結(jié)構(gòu)中用作隔熱填充墻體或與薄鋼板制成復(fù) 合墻板，泡沫混凝土的密度通常為 600 kg/m3 左右。5、管線回填地下廢棄的油柜、 管線（內(nèi)裝粗油、 化學(xué)品） 、污水管及其它空穴容易導(dǎo)致火災(zāi)或塌方， 采用泡沫混凝土回填可解決這些后患， 費(fèi)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 600-1100 kg/m3 。6、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工作度及適應(yīng)性， 因此它經(jīng)常用于貧混 凝土填層。 如對隔熱性要求不很高， 采用密度為 1200 kg/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 500 kg/m3 的貧混凝土填層，平均厚度 為 0.1-0.2m 。7、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(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。坡度一般為 1 0mm/m ，厚度為 0.03-0.2m ，采用密度為 800-1200 kg/m3 的泡沫混凝土。8 、 儲(chǔ)罐底