泡沫混凝土在建筑工程中的應(yīng)用研究

　　摘要：混凝土作為建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵材料，在公路、橋梁、水利以及房屋建筑等項目建設(shè)中廣泛應(yīng)用，混凝土的質(zhì)量對于工程的整體質(zhì)量有重要影響。由于城市建設(shè)用地的減少，建筑物逐漸向高層方向發(fā)展，同時由于橋梁跨度不斷增大，對混凝土的質(zhì)量控制提出了挑戰(zhàn)。泡沫混凝土具備輕質(zhì)、耐火、隔熱、隔音以及保溫等優(yōu)點，受到工程建筑的廣泛關(guān)注。本文從泡沫混凝土的生產(chǎn)原理及技術(shù)著手，介紹泡沫混凝土的特征，進而闡述泡沫混凝土在建筑工程中的應(yīng)用，最后提出泡沫混凝土在國外的應(yīng)用新進展，以期對我國的工程建設(shè)提供參考意見。
　　關(guān)鍵詞：泡沫混凝土 建筑工程 施工技術(shù) 應(yīng)用
　　中圖分類號：TU5文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2012)03(a)-0000-00
　　1、前言
　　所謂泡沫混凝土，具體是指內(nèi)部含有大量封閉氣孔的輕質(zhì)混凝土建筑材料，主要是利用物理方法制備泡沫，再將泡沫加入到填料、粉煤灰、膠凝材料、水以及各種外加劑所拌合而成的漿料中，經(jīng)攪拌、澆注以及養(yǎng)護而成，具有輕質(zhì)、耐火、隔熱、隔音、保溫以及抗水減震等優(yōu)點。泡沫混凝土是一種較為新型的節(jié)能環(huán)保建筑材料，近年來被廣泛應(yīng)用于墻體、隔音板、屋面等的建設(shè)中，對我國基礎(chǔ)建設(shè)的深入推進具有重要意義。然而，泡沫混凝土仍存有一定的固有缺陷，如吸水、開裂以及強度低等，有待進一步的研究及改進。
　　2、泡沫混凝土的生產(chǎn)原理及技術(shù)
　　2.1泡沫混凝土的生產(chǎn)原理
　　泡沫混凝土主要是利用物理方法制造出大量的泡沫，將泡沫加入到填料、粉煤灰、膠凝材料、水以及各種外加劑所拌合而成的漿料中，經(jīng)過拌合、澆模、成型、養(yǎng)護形成的輕質(zhì)、多孔的建筑材料。泡沫混凝土一般由泡沫、水、水泥、石灰、骨料、填料以及各種外加劑生產(chǎn)而成，主要選用砂、陶粒、碎石屑、粉煤灰、苯脫克細骨料、膨脹聚苯乙烯以及膨脹珍珠巖等作為骨料及填料，與普通混凝土的制作類似，添加一定的防水劑、促凝劑、減水劑以及緩凝劑外加劑來對混凝土的性能作進一步的改善。
　　2.2泡沫混凝土的生產(chǎn)技術(shù)
　　泡沫混凝土按照生產(chǎn)技術(shù)的不同可以分為干砂漿生產(chǎn)技術(shù)及濕砂漿生產(chǎn)技術(shù)。（1）干砂漿生產(chǎn)技術(shù)，將砂石、粉煤灰以及水泥等建筑原材料運至施工現(xiàn)場，在施工現(xiàn)場加入水進行均勻拌合，再將事先制備好的泡沫添加到拌合的砂漿中，讓砂漿與泡沫在勻化器內(nèi)進行拌合，充分拌合后再用于澆筑。（2）濕砂漿生產(chǎn)技術(shù)，在混凝土拌合站將水、水泥以及砂石等均勻拌合成砂漿，再將事先制備好的泡沫添加到砂漿中，使用攪拌機將砂漿與泡沫進行攪勻，充分攪勻后將泡沫混凝土直接澆筑或者注入到泵車中待用。
　　3、泡沫混凝土的特征
　　泡沫混凝土是一種輕質(zhì)、多孔的建筑材料，內(nèi)部含有大量的封閉性的空隙，這使其具有輕質(zhì)、耐火隔音、隔熱保溫以及其他良好的物理特性。
　　3.1輕質(zhì)多孔
　　 泡沫混凝土由于內(nèi)部含有大量泡沫使得其密度很小，密度等級為300-1800kg/m3，建筑工程中普遍適用的泡沫混凝土密度等級一般為300-1200kg/m3。由于泡沫混凝土的密度非常小，因此其被廣泛應(yīng)用于建筑物的層面、樓面、墻體以及立柱的建設(shè)，可以是建筑物的整體重量降低25%-40%。在建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件建設(shè)中，用泡沫混凝土替代普通的鋼筋混凝土，能有效提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力，基于此，在建筑物中采用泡沫混凝土具有良好的經(jīng)濟效益。
　　3.2隔音耐火性能好
　　泡沫混凝土中的泡沫具有一定的膨脹性，使得混凝土中含有很多孔洞，具有優(yōu)良的隔音效果。在地下建筑物的頂層、高速公路以及建筑物樓層的隔音板等可以選擇泡沫混凝土作為建筑材料而達到隔音的效果。同時由于泡沫混凝土是一種無機原料，不會燃燒，因而具有優(yōu)良的耐火性能，在建筑工程中使用該材料能提高建筑物的整體防火性能。
　　3.3保溫隔熱性能好
　　泡沫混凝土中的封閉孔隙不僅使泡沫混凝土具備良好的隔音效果，還具有優(yōu)良的熱工性能，密度等級為300-1200kg/m3的泡沫混凝土，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.08-0.3w /(m·K)，在建筑物中使用能有效提高建筑物的保溫隔熱特性，這是普通鋼筋混凝土望塵莫及的。選擇泡沫混凝土作為建筑物的屋面以及墻體的建筑材料，不僅隔音耐火，還能起到節(jié)能環(huán)保的效用。
　　3.4其它優(yōu)良性能
　　除了上述優(yōu)良性能以外，泡沫混凝土還具有防水性強、沖擊能量吸收性能高、施工過程可泵性好以及價格低廉等優(yōu)點。
　　4、泡沫混凝土在建筑工程中的應(yīng)用
　　泡沫混凝土的特性決定了其在建筑工程中的作用，在建筑工程中可以采用泡沫混凝土作為砌塊、隔墻板、墻體、地面、屋面、隔聲層、回填材料以及建筑物補償?shù)鼗?。尤其是近年來隨著節(jié)能環(huán)保政策的推行，泡沫混凝土作為一種節(jié)能性能優(yōu)良的建筑材料在建筑工程中普遍適用。現(xiàn)階段泡沫混凝土在我國工程建筑中的應(yīng)用主要有以下幾個方面。
　　4.1保溫隔熱墻體
　　在高速公路、建筑物以及地下建筑物中，Ky1JJK6ZbYPyTtVwXk5mMv+2DLVzwRE4ua9O0BD4188=選擇泡沫混凝土作為墻面的保溫隔熱材料主要有以下兩種形式：一是現(xiàn)澆的保溫材料，包括采用泡沫混凝土現(xiàn)澆的建筑墻體等；二是制品類保溫材料，包括泡沫石膏砌塊、彩色保溫砌塊、保溫內(nèi)外墻板以及泡沫混凝土砌塊。
　　4.2輕質(zhì)墻板
　　傳統(tǒng)的建筑物一般采用GRC輕質(zhì)墻板材料作為隔墻，但是GRC輕質(zhì)墻板材料的價格較高，大量使用會大大提高建筑物的建設(shè)成本。為了降低建筑成本，應(yīng)選用其他制作成本較低的墻板。與GRC輕質(zhì)墻板相比，依據(jù)泡沫混凝土的制作工藝所生產(chǎn)的輕質(zhì)墻板不僅能大大降低建筑材料的生產(chǎn)成本，而且還能大幅提高混凝土漿體的流動性，提高工程施工的便捷性。
　　4.3砌塊
　　泡沫混凝土砌塊是由泡沫混凝土制作而成的砌塊，其在墻體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的建筑中使用較為廣泛。隨著聚苯乙烯泡沫混凝土砌塊研究的深入推進，現(xiàn)已研制成功，普通的泡沫混凝土砌塊也取得了長足的發(fā)展，普遍應(yīng)用于城市住宅的建設(shè)中。聚苯乙烯泡沫混凝土砌塊主要以聚苯乙烯泡沫塑料作為混凝土的骨料，以水泥以及粉煤灰作為膠凝材料，這樣制作而成的砌塊不僅可以作為屋面保溫材料，也可以作為非承重墻的墻體材料，安全舒適、節(jié)能環(huán)保。
　　4.4補償?shù)鼗?br/>　　建筑物的各個部分的重量是不一樣的，在工程施工以及建筑物使用過程中會產(chǎn)生不同的自由沉降差，基于此，為了降低建筑物的沉降，在建筑物設(shè)計、規(guī)劃中在重量較小的建筑物部分應(yīng)采用軟材料作為填充基礎(chǔ)以補償?shù)鼗?，縮小各個部分的沉降差。泡沫混凝土作為密度較小、輕質(zhì)的建筑材料不僅在強度上能滿足地基的設(shè)計標(biāo)準，還因其具有優(yōu)良的壓縮性，能夠很好地滿足補償?shù)鼗牧系臉?biāo)準要求?，F(xiàn)代建筑物設(shè)計以及施工越來越重視建筑物施工過程以及使用過程的自由沉降控制，并以此作為衡量建筑物整體質(zhì)量的一個標(biāo)準。
　　5、泡沫混凝在國外建筑工程的應(yīng)用進展
　　近年來，隨著建筑材料的深入發(fā)展以及節(jié)能環(huán)保概念的深入人心，英國、美國、加拿大、荷蘭等歐美國家以及韓國、日本等亞洲國家，都在加大對建筑材料的研發(fā)力度，泡沫混凝土由于其優(yōu)良性能，榮登建筑材料新寵，其在國外的建筑工程中的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴大。泡沫混凝土的應(yīng)用不僅加快了建筑工程的整體施工進度，還大大提高了建筑物的施工質(zhì)量。泡沫混凝土在國外建筑工程的應(yīng)用進展主要有以下幾個方面：
　　 （1）泡沫混凝土擋土墻。采用泡沫混凝土作為擋土墻的建筑材料主要是作為巷道的巖墻。泡沫棍凝土在岸墻后用作輕質(zhì)回填材料可以大大降低墻體的垂直荷載，同時也降低了對岸墻體的的側(cè)向荷載。這主要得益于泡沫混凝土粘結(jié)性能優(yōu)良，它并不沿墻體周邊對岸墻施加側(cè)向的壓力，墻體整體的沉降減少了，墻體下沉的維修費用隨之減少，節(jié)省了大量的維修成本。
　　
　　此外，泡沫混凝土還可有效提高路堤邊坡的穩(wěn)定性，將其覆蓋在邊坡的土壤上，不僅能減輕邊坡的重量，還能減輕影響邊坡穩(wěn)定性的作用力。
　　 （2）田徑跑道和運動場的修建。選擇排水性能優(yōu)良的泡沫混凝土作為輕質(zhì)基礎(chǔ)，上面覆蓋一層人造草皮或者礫石而建成運動場。由于泡沫混凝土的密度等級低，用于運動場的修建可以進行足球、網(wǎng)球以及曲棍球活動運動。或者在泡沫混凝土的上層覆蓋一層0.05米左右厚度的塑料層或者多孔瀝青層，可以作為田徑場跑道用。
　　 （3）泡沫混凝土復(fù)合墻板。將泡沫棍凝土制備成各種輕質(zhì)的板材，在框架結(jié)構(gòu)中用作隔熱填充墻體，或者與薄鋼板結(jié)合制成復(fù)合墻板，這時候應(yīng)選擇密度等級為600kg/m3的泡沫混凝土。
　　 （4）泡沫混凝土夾芯構(gòu)件。在鋼筋混凝土構(gòu)件中可以加入泡沫混凝土作為內(nèi)芯，減輕混凝土結(jié)構(gòu)的總體質(zhì)量，使混凝土結(jié)構(gòu)不僅具備普通混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，還具有泡沫混凝土隔音耐火、高強耐熱的優(yōu)點。
　　 （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彎曲度及適應(yīng)性，因此它經(jīng)常用于貧混凝土填層。如果對隔熱性要求很高，可以采用密度為 500kg/m3左右的貧混凝土填層，平均厚度為 0.1- 0.2m。如果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。
　　 （6）地下建筑物回填。地下廢棄的污水管、管線、油柜以及空穴等容易引發(fā)塌方或者火災(zāi)，使用泡沫混凝土將這些地下建筑物回填能有效降低這些安全隱患，泡沫混凝土屬于無機材料，一般是不會燃燒的，能避免地下建筑物發(fā)生火災(zāi)。
　　 （7）儲罐底腳的支撐。將泡沫混凝土澆筑在鋼儲罐底腳的底部，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 900kg/m3左右。
　　6、結(jié)語
　　泡沫混凝土作為一種較為新型的建筑材料，以其優(yōu)良的建筑性能以及低廉的生產(chǎn)、制作成本在國內(nèi)外的工程建筑中受到廣泛關(guān)注。其于傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有高強優(yōu)質(zhì)、耐熱隔音、保溫隔熱、吸水性好等優(yōu)點。隨著泡沫混凝土材料技術(shù)的不斷發(fā)展及完善，泡沫混凝土必將對未來的建筑風(fēng)格、建筑材料市場以及建筑設(shè)計理念具有重要的影響。
　　參考文獻
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