泡沫混凝土在建筑工程中的應(yīng)用與發(fā)展

程校生

摘要：泡沫混凝土是一種內(nèi)部含有大量細(xì)小、封閉、均勻分布?xì)饪椎亩嗫仔圆牧? 具有輕質(zhì)高強(qiáng)、隔熱保溫、防火隔音、抗水減震等特性。普遍應(yīng)用于高層建筑墻體制作、保溫和襯墊等工程中。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。

關(guān)鍵詞：泡沫混凝土；簡介；生產(chǎn)工藝；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展

近年來，我國越來越重視建筑節(jié)能工作，泡沫混凝土是一種內(nèi)部含有大量細(xì)小、封閉、均勻分布?xì)饪椎亩嗫仔圆牧?具有輕質(zhì)高強(qiáng)、隔熱保溫、防火隔音、抗水減震等特性。普遍應(yīng)用于高層建筑墻體制作、保溫和襯墊等工程中。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。

1泡沫混凝土的簡要介紹

泡沫混凝土是利用物理方法制備泡沫,再將泡沫加入到膠凝材料、粉煤灰、填料、水及各種外加劑組成的料漿中,經(jīng)攪拌、澆注成型、養(yǎng)護(hù)而成的多孔輕質(zhì)材料。由于泡沫混凝土中含有大量封閉孔隙,所以有輕質(zhì)、保溫、隔熱、耐火及隔音的性能。

泡沫混凝土的制作方式分為兩種:一種是現(xiàn)場制備,就是現(xiàn)澆,也可以集中制備,用混凝土罐車長距離送到現(xiàn)場澆注;另一種是在工廠預(yù)制成各種建筑構(gòu)件及制品,再用于建筑物的施工。

在建筑工程中,建筑物墻體各部分由于自重的不同,在施工過程中產(chǎn)生的自由沉降差,設(shè)計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?而且必須滿足以下幾個條件:本身的成塑性較好,能準(zhǔn)確控制厚度;材料的強(qiáng)度能嚴(yán)格控制在設(shè)計的范圍中;有足夠的壓縮量。

2 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。

3 我國泡沫混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，泡沫混凝土在我國的應(yīng)用情況如下：

3.1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900-1200kg/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。

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200×200×200mm,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、造價較低、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 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，由于其原料價格較高，影響了其推廣應(yīng)用。中國建筑材料科學(xué)研究院采用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性，使成型更為方便。

3.3 泡沫混凝土補(bǔ)償?shù)鼗?/p>

現(xiàn)代建筑設(shè)計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)計過程中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?。泡沫混凝土能較好地滿足補(bǔ)償?shù)鼗牧系囊?。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200kg/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)計的范圍內(nèi)，且具有良好的壓縮性。

4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。

4.1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400-600kg/m3。

4.2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。

4.3作夾芯構(gòu)件

在預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件時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。

4.4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600kg/m3左右。

4.5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600-1100kg/m3。

4.6 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500 kg/m3的貧混凝土填層，平均厚度為0.1-0.2m。

4.7 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。

4.8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(yīng)力狀態(tài)，這一連續(xù)的支撐可使儲罐采用薄板箱底。同時凸形地基也易于清潔。泡沫混凝土的使用密度為800-1000kg/m3。

4.9 其它

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。