新型建筑材料泡沫混凝土的性能及應(yīng)用

王高明

摘 要：近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建筑物的日益劇增，建設(shè)用地的不斷減少，在工程建設(shè)中，對(duì)建筑材料的要求也在不斷提高，其中，高性能的泡沫混凝土作為一種新型的建筑材料，它具有許多優(yōu)點(diǎn)，在工程建設(shè)中的作用日益突出，因此，它越來(lái)越受到人們的重視和廣泛應(yīng)用。文章就新型建筑材料泡沫混凝土的性能及應(yīng)用展開詳細(xì)的論述，希望可以促進(jìn)這一材料的有效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：新型建筑材料 泡沫混凝土 性能 應(yīng)用

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)物質(zhì)生產(chǎn)和生活的不斷追求，簡(jiǎn)單的建筑已經(jīng)不能滿足人們生活的需要。隨著高層、大跨度建筑的發(fā)展趨勢(shì)，當(dāng)下人們不得不面對(duì)建筑物的自重過(guò)大這一明顯問(wèn)題。作為多孔混凝土材料之一的泡沫混凝土由于其自重輕、耐火等級(jí)高、環(huán)保、降噪、保溫隔熱性能好等一系列優(yōu)異性能而備受人們的青睞。泡沫混凝土應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中，一般可以減少建筑物20%左右的自身質(zhì)量，因此在建筑結(jié)構(gòu)中使用泡沫混凝土可以得到良好的的經(jīng)濟(jì)效益。

1、泡沫混凝土的概述

泡沫混凝土作為一種輕質(zhì)建筑材料，是由于其內(nèi)部存有眾多的封閉氣孔，它的形成主要是通過(guò)物理方法制備泡沫，然后將泡沫添加到填料、膠凝材料、水、粉煤灰以及不同種類的外加劑混合的漿料中，再經(jīng)過(guò)攪拌、澆注以及養(yǎng)護(hù)等施工程序而形成的，這種泡沫混凝土的優(yōu)點(diǎn)有許多，比如抗水減震、隔音、隔熱、輕質(zhì)、保溫以及耐火等良好的性能。正是由于它的這些特點(diǎn)，泡沫混凝土在屋面、墻體以及隔音板等工程施工中，被越來(lái)越多的應(yīng)用和推廣。同時(shí)，它還是一種新型的節(jié)能環(huán)保材料，不僅使工程的成本大大降低，還能在一定程度上節(jié)約了資源，減少了污染和浪費(fèi)。但是，泡沫混凝土也有其自身的不足，主要表現(xiàn)為吸水、強(qiáng)度較低以及開裂等方面的缺陷，針對(duì)這些不足還需要進(jìn)一步的深入研究和分析，并尋求出適合的改進(jìn)方法。

2、泡沫混凝土的特點(diǎn)

2.1 輕質(zhì)耐久

泡沫混凝土中氣孔的存在減小了混凝土的自重，這種特殊孔結(jié)構(gòu)使其具有較小的干表觀密度。泡沫混凝土的干表觀密度多為（300～1600）kg/m？，約為普通混凝土的十分之一至五分之一。因此在建筑物的內(nèi)外墻體、屋面、樓面等結(jié)構(gòu)中使用此種材料，一般可降低建筑物自重約25%，有時(shí)可高達(dá)30%～40%，從而明顯提高建筑物構(gòu)件的承載能力，這對(duì)應(yīng)用于超高層建筑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.2 保溫隔熱

保溫隔熱是泡沫混凝土最突出的優(yōu)點(diǎn)。泡沫混凝土中的氣孔一方面增加了熱量的傳遞線路；另一方面氣孔中氣體的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于基體的導(dǎo)熱系數(shù)，兩方面大大減緩傳熱速率，從而產(chǎn)生保溫隔熱的作用。標(biāo)準(zhǔn)JC/T266中查得泡沫混凝土導(dǎo)熱系數(shù)為（0.08～0.27）W/（m·K），熱阻約為普通混凝土10～20倍，因此采用泡沫混凝土具有良好的節(jié)能效果。

2.3 減震防火

泡沫混凝土內(nèi)部特殊的孔隙結(jié)構(gòu)，使其具有密度較小、質(zhì)量較輕、彈性模量較低的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使泡沫混凝土結(jié)構(gòu)在承受地震荷載時(shí)所承受的地震力小，震動(dòng)波的傳遞速度比普通混凝土結(jié)構(gòu)慢。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，泡沫混凝土彈性模量為（0.30～1.20）Gpa，約為普通混凝土的十分之一，這使泡沫混凝土具備了良好減震效果。西北核技術(shù)研究所的陳慶等人應(yīng)用有限差分軟件分析泡沫混凝土減震層對(duì)花崗巖隧道地震響應(yīng)的影響，得出增設(shè)泡沫混凝土減震層有利于圍巖的穩(wěn)定。這為泡沫混凝土作為吸能材料使用提供了試驗(yàn)支持。因此在工程的特定部位適當(dāng)應(yīng)用泡沫混凝土可以有效增加建筑物的抗震性能，加強(qiáng)建筑物在地震中的安全性與牢固性。

3、泡沫混凝土的材料性能

（1）泡沫混凝土自重輕。泡沫混凝土的體積密度相對(duì)于普通混凝土來(lái)說(shuō)要小，因而泡沫混凝土材料作為高層建筑物的非承重結(jié)構(gòu)部分使用可以有效地減輕建筑物的自重。（2）泡沫混凝土保溫隔熱性能好。泡沫混凝土在內(nèi)部含有大量的密閉氣泡及微氣孔，能夠起到良好的保溫隔熱性能。（3）泡沫混凝土具有良好的降噪功能。因?yàn)榕菽炷猎趦?nèi)部含有大量的密閉氣孔，所以在構(gòu)筑物中具有很好的隔音減噪性能。（4）泡沫混凝土具有良好的抗震性能。泡沫混凝土的自重比較輕，在以泡沫混凝土為材料建成的相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件中可以有效地減小地基荷載，提高建筑物的抗震性能。（5）其他性能。由于泡沫混凝土具有良好的可泵性，所以能夠用于大面積現(xiàn)場(chǎng)澆筑和地下采空區(qū)的填充工程。此外，泡沫混凝土還具有良好的沖擊能量吸收性、防水性以及可大量利用工業(yè)廢渣、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。

4、泡沫混凝土在建筑工程中的應(yīng)用

4.1 泡沫混凝土補(bǔ)償?shù)鼗?/p>

由于建筑物不同部位的荷載和自重有所差異，在建筑物使用過(guò)程中或者工程施工過(guò)程中，會(huì)不同程度的出現(xiàn)自由沉降差，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，需要在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)中等環(huán)節(jié)，在其荷載或自重較小部位，設(shè)置填充基礎(chǔ)來(lái)對(duì)地基進(jìn)行補(bǔ)償其中，填充基礎(chǔ)應(yīng)選用軟材料，從而減小不同部位的沉降差。另外，泡沫混凝土作為輕質(zhì)的建筑材料，從強(qiáng)度的角度來(lái)說(shuō)，它能達(dá)到地基的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從壓縮性的角度來(lái)說(shuō)，它還能滿足對(duì)補(bǔ)償?shù)鼗蟮牟牧蠘?biāo)準(zhǔn)。在工程施工或者使用的過(guò)程中，人們對(duì)建筑物的自由沉降控制越來(lái)越重視，還將此控制作為判斷建筑物質(zhì)量好壞的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 泡沫混凝土保溫隔熱墻體

在地下建筑物、建筑物以及高速公路建設(shè)中，墻面的保溫隔熱材料常常采用泡沫混凝土材料，泡沫混凝土材料主要表現(xiàn)為兩種形式：第一種是制品類保溫材料，主要包含有保溫內(nèi)外墻板、泡沫石膏砌塊、泡沫混凝土砌塊以及彩色保溫砌塊等。第二種是現(xiàn)澆的保溫材料，它主要包含泡沫混凝土現(xiàn)澆的建筑墻體等。

4.3 泡沫混凝土砌塊

工程建設(shè)中，經(jīng)泡沫混凝土制作而形成的砌塊就是泡沫混凝土砌塊，這種砌塊經(jīng)常應(yīng)用于墻體構(gòu)件的建筑中。在不斷深入研究和推進(jìn)聚苯乙烯泡沫混凝土的過(guò)程中，普通的泡沫混凝土砌塊同樣獲得了較大的進(jìn)步，這種普通的泡沫混凝土經(jīng)常應(yīng)用在城市住宅項(xiàng)目的建設(shè)中。而將粉煤灰和水泥作為膠凝材料，以聚苯乙烯泡沫塑料作為骨料制成的聚苯乙烯泡沫混凝土砌塊，一方面能很好的用于屋面保溫材料，一方面還能用于非承重墻的墻體材料，既可以節(jié)能環(huán)保又能滿足安全舒適的要求。

4.4 泡沫混凝土輕質(zhì)墻板

通常情況下，傳統(tǒng)的建筑物隔墻選用的是GRC輕質(zhì)墻板材料，但是GRC輕質(zhì)墻板材料也存在著一些不足，例如價(jià)格較高，如果工程中使用量較大，必然引起建設(shè)成本的大幅度增加。針對(duì)這一問(wèn)題，常通過(guò)選用較低制作成本的其它墻板來(lái)降低建設(shè)成本。但是，與GRC輕質(zhì)墻板相比，按照泡沫混凝土的制作工藝制作出的輕質(zhì)墻板，不僅僅使混凝土砂漿的流動(dòng)性大大增加，方便了工程的施工，而且使建筑材料的成本得到大幅度的降低。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為新型建筑材料的泡沫混凝土，將其與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比較而言，一方面，泡沫混凝土具有保溫隔熱、高強(qiáng)優(yōu)質(zhì)、隔音耐火以及吸水性良好等優(yōu)良性能，另一方面，泡沫混凝土還具有低廉的制作成本以及生產(chǎn)成本，從而使得它在工程建設(shè)中倍受國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。另外，在不斷發(fā)展和完善泡沫混凝土技術(shù)的基礎(chǔ)上，泡沫混凝土將會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，有利于推動(dòng)建筑行業(yè)更好的發(fā)展。

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