摘要：本文主要通過參考近年來有關(guān)泡沫混凝土的文獻(xiàn)資料，概述了泡沫混凝土的定義、主要原材料、特點(diǎn)、發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景等內(nèi)容，指出了泡沫混凝土發(fā)展、應(yīng)用的方向。

　　關(guān)鍵詞：泡沫混凝土；發(fā)展現(xiàn)狀；應(yīng)用前景

　　0 引言

　　泡沫混凝土是混凝土大家族中的一員，具有密度小、質(zhì)量輕、保溫、隔音、抗震等性能，是一種新型建筑材料。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，常用的外加劑與普通混凝土一樣，為減水劑、防水劑、緩凝劑、促凝劑等。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)城中的應(yīng)用越來越廣?？蓱?yīng)用于擋土墻、修建運(yùn)動場和田徑跑道、夾心構(gòu)件、用作復(fù)合墻板、管線回填、貧混凝土填層、屋面邊坡、儲罐底腳的支撐等。但其在應(yīng)用中存在強(qiáng)度偏低、開裂、暖水等缺陷，其性能有待進(jìn)一步改進(jìn)。

　　1 泡沫混凝土 

　　1.1 泡沫混凝土的定義

　　泡沫混凝土通常是指用機(jī)械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫，再將泡沫加入到硅質(zhì)材料、鈣質(zhì)材料、水及各種外加劑組成的漿料中，經(jīng)混合攪拌、澆注成型、養(yǎng)護(hù)而成的一種多孔材料。

　　泡沫混凝土的種類很多，有多種分類方法。按其組成中的膠結(jié)材料不同可分為水泥泡沫混凝土、菱鎂泡沫混凝土、石膏泡沫混凝土、火山灰質(zhì)膠結(jié)材料泡沫混凝土；按所用主要填充料的種類可分為粉煤灰泡沫混凝土、礦渣泡沫混凝土、秸軒泡沫混凝土等；按砌塊干表現(xiàn)密度一般可分為8個(gè)等級，即B03、B04，B05、B06、B07、B08、B09、B10；接使用功能可分為保溫型、保溫結(jié)構(gòu)型、結(jié)構(gòu)型；按應(yīng)用領(lǐng)域可分為房建泡抹混凝土、園林泡沫混凝土、工程泡沫混凝土、工業(yè)泡沫提凝土；按養(yǎng)護(hù)方式可分為自然養(yǎng)護(hù)泡沫混凝土、蒸汽養(yǎng)護(hù)泡沫混凝土、蒸壓養(yǎng)護(hù)泡沫混凝土。

　　1.2 泡沫混凝土的主要原材料

　　膠凝材料:生產(chǎn)泡沫混凝土的膠凝材料可以是硅酸鹽水泥、雙快硬水泥、菱鎂水泥、石膏、火山灰等。泡沫混凝土為了固泡的需要，要求膠凝材料凝結(jié)盡量快些，因而在生產(chǎn)中宜選用雙快硬水泥、菱鎂水泥，但其成本較高。

　　骨料:泡沫混凝土中常用的骨料來源廣泛，主要有工業(yè)廢料輕骨料，如粉煤灰陶粒、自燃煤矸石、膨脹礦渣珠、煤渣及輕砂:天然輕骨料，如浮石、火山渣及其輕砂;人造輕骨料，如頁巖陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠巖輕砂、?；罩?；增強(qiáng)骨料，如植物纖維、玻璃纖維等。

　　發(fā)泡劑:發(fā)泡劑可分為植物性、動物性、復(fù)合性三種。植物性發(fā)泡劑成本低廉，但其泡沫強(qiáng)度不高，泡沫不均勻；動物性發(fā)泡劑由于采用動物蛋白為主要原料，雖泡沫強(qiáng)度、均勻度均優(yōu)于植物性的，可是保質(zhì)期很短，特別在夏季氣候炎熱、施工高峰期，其弊端不僅影響整個(gè)工程的進(jìn)度，還大大的浪費(fèi)了材料，增加了輕質(zhì)混凝土在制作過程中的成本；復(fù)合發(fā)泡劑提取了植物和動物發(fā)泡劑的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了兩者的缺憾，在實(shí)際施工中復(fù)合發(fā)泡劑是較好的選擇。

　　1.3 泡沫混凝土的特點(diǎn)

　　泡沫混凝土內(nèi)部含有大量均勻、封閉的泡沫孔，從而具有良好的物理性能，具體如下:

　　(1)保溫性:導(dǎo)熱系數(shù)為0.08 - 0.28W/(m• K)，熱阻約為普通混凝土的10 - 20倍。

　　(2)輕質(zhì)性:干體積密度為300 - 1600kg/m3，相當(dāng)于普通水泥混凝土的115 - 118左右，可減輕建筑物整體荷載。

　　(3)整體性:可現(xiàn)場澆注施工，與主體工程結(jié)合緊密，不需留間隔縫和透氣管。

　　(4)低彈減震性: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。

　　(5)隔音性:泡沫混凝土中含有大量的獨(dú)立氣泡，且分布均勻，吸音能力為0.09% - 0.19%，是普通混凝土的5倍，具備有效隔音的功能。

　　(6)抗壓性:抗壓強(qiáng)度為0.6 - 25.0MPa。 

　　(7)耐水性:現(xiàn)澆發(fā)泡混凝土吸水性較小，相對獨(dú)立的封閉氣泡及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。

　　(8)階耐久性:與主體工程壽命相同。

　　2 泡沫混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀

　　2.1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(jù)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。 [Page]

　　謝明暉陰對水泥-粉煤灰-石灰型的泡沫混凝土進(jìn)行了試驗(yàn)研究，獲得了密度為691kg/m3、抗壓強(qiáng)度為3.4MPa、導(dǎo)熱系數(shù)為0.210W/(m•Ｋ、抗15次凍融循環(huán)合格、碳化系數(shù)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(jìn)行了試驗(yàn)研究，研究表明常壓養(yǎng)護(hù)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(qiáng)度為9.81MPa)，同時(shí)在價(jià)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(jìn)行了試驗(yàn)研究，獲得最佳配合比粉煤灰60%，石灰5%，發(fā)泡液3kg，細(xì)砂15%，水泥20%所對應(yīng)的性能為密度創(chuàng)6kglm3、 吸水率229島、28d抗壓強(qiáng)度3.4MPa。

　　宋旭輝等對水泥－砂－石灰型的泡沫混凝土進(jìn)行了試驗(yàn)研究，在得了密度為812kg/m³、抗壓強(qiáng)度為2.8MPa、導(dǎo)熱系數(shù)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(jìn)行了試驗(yàn)研究，獲得了干密度648kg/m3、抗壓強(qiáng)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(jià)格低廉的優(yōu)異產(chǎn)品。

　　詹炳根等[10]對水泥－砂－玻璃纖維型的泡沫混凝土進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明玻瑞纖維增加了泡沫混凝土的抗壓和抗折強(qiáng)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。

　　2.2 泡沫混凝土存在的缺陷

　　(1)強(qiáng)度偏低:體積密度為800-859kg/m³的泡沫混凝土的抗壓強(qiáng)度嚴(yán)重偏低，一般低于2.0MPa，有的甚至不足1.0MPa。

　　(2)開裂、吸水：硬化泡沫混凝土表面開裂，導(dǎo)致吸收大量外來水分。

　　3 泡沫混凝土的應(yīng)用前景 

　　泡沫混凝土以其良好的特性，廣泛應(yīng)用于節(jié)能墻體材料中，在其他方面也獲得了應(yīng)用。目前，泡沫混凝土在我國的應(yīng)用主要是屋面泡沫混凝土保溫層現(xiàn)澆、泡沫混凝土面塊、泡沫混凝土輕質(zhì)墻板、泡沫混凝土補(bǔ)償?shù)鼗?。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?yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，加快工程進(jìn)度，提高工程質(zhì)量，具體如下：

　　(1)用作擋土墻。主要用作港口的巖墻。泡沫混凝土在岸墻后用作輕質(zhì)回填材料可降低垂直截荷，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。

　　(2)修建運(yùn)動場和田徑跑道。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)動場用。泡沫混凝土的密度為800-900kg/m³此類運(yùn)動場可進(jìn)行曲棍球，足球及網(wǎng)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(gòu)件。在預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件中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 - 600kg/m³的泡沫混凝土。

　　(4)管線回填。地下廢棄的油柜、管線(內(nèi)裝粗油、化學(xué)品)、 污水管及其他空穴容易導(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600-1100kg/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(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。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。[Page]

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

　　(8)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。

　　4 結(jié)束語 

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

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作者：常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料工程技術(shù)系 李龍珠 劉文斌 肖雪軍
常州致嘉建筑工程配套有限公司 夏勇濤