泡沫混凝土的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

許宏志 李仁鋒

(1.淄博高見澤混凝土有限公司,山東 淄博 255000; 2.淄博中岳建設(shè)有限公司,山東 淄博 255000)

1 泡沫混凝土的定義以及制備方法

1.1 泡沫混凝土的定義

泡沫混凝土是通過(guò)發(fā)泡機(jī)的發(fā)泡系統(tǒng)將發(fā)泡劑用機(jī)械方式充分發(fā)泡，并將泡沫與水泥漿均勻混合。然后經(jīng)過(guò)發(fā)泡機(jī)的泵送系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)澆施工或模具成型，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質(zhì)保溫材料。泡沫混凝土又稱為發(fā)泡水泥、輕質(zhì)混凝土等，是一種利廢、環(huán)保、節(jié)能、低廉且具有不燃性的新型建筑節(jié)能材料。泡沫混凝土是通過(guò)化學(xué)或物理的方式根據(jù)應(yīng)用需要將空氣或氮?dú)?、二氧化碳?xì)?、氧氣等氣體引入混凝土漿體中，經(jīng)過(guò)合理養(yǎng)護(hù)成型，而形成的含有大量細(xì)小的封閉氣孔，并具有相當(dāng)強(qiáng)度的混凝土制品。泡沫混凝土的制作通常是用機(jī)械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫。

1.2 泡沫混凝土的制備

在進(jìn)行泡沫混凝土制備的時(shí)候，所使用的原材料主要是水泥、水和泡沫，另外還需要加入一些礦物摻合料以及外加劑和骨料。一般的礦物摻合料主要是煤灰、礦渣等，骨料主要是陶粒和碎石屑以及膨脹珍珠巖等。一般情況下，在進(jìn)行泡沫混凝土制備的時(shí)候，所采用的是機(jī)械的方法，將泡沫水溶液制成泡沫，然后在泡沫中加入硅質(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、澆筑成型、養(yǎng)護(hù)而成。

1.3 泡沫混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)

泡沫混凝土是一種新型的材料，而且具有廣泛的使用市場(chǎng)，因此國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者對(duì)此做了大量的實(shí)驗(yàn)，得出泡沫混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)。目前泡沫混凝土主要運(yùn)用在墻體的材料中，泡沫混凝土具有密度小、質(zhì)量輕、保溫、隔音、抗震等性能，運(yùn)用在墻體的材料中十分合適。但是泡沫混凝土還存在一定的缺點(diǎn)，主要是強(qiáng)度偏低、開裂、吸水等，影響了泡沫混凝土的使用。下一步需要對(duì)泡沫混凝土的制備以及所使用的材料進(jìn)行改變和調(diào)整，提升整個(gè)泡沫混凝土的強(qiáng)度和耐久性，防止出現(xiàn)開裂和強(qiáng)度過(guò)低的問(wèn)題。

2 混凝土國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

泡沫混凝土本身所具有的特點(diǎn)十分優(yōu)良，而且可以在建筑墻體中進(jìn)行廣泛的運(yùn)用。目前泡沫混凝土在國(guó)內(nèi)外的運(yùn)用很廣泛，所使用的方面和方法也很多。首先主要是運(yùn)用泡沫混凝土進(jìn)行砌塊，在我國(guó)的南方地區(qū)，主要是利用泡沫混凝土砌塊構(gòu)建框架結(jié)構(gòu)，對(duì)墻體進(jìn)行填充。在我國(guó)的北方地區(qū)，泡沫混凝土主要是用作建筑的保溫材料，發(fā)揮出泡沫混凝土的良好隔熱性和自重比較輕的特點(diǎn)。另外泡沫混凝土還可以用作建筑的保溫層，通過(guò)現(xiàn)澆的方法，運(yùn)用在屋面，作為保溫層，簡(jiǎn)化屋面的構(gòu)造，提升建筑的保溫能力。泡沫混凝土還能夠作為地基的補(bǔ)償物或者是作為輕質(zhì)墻板進(jìn)行使用。目前國(guó)內(nèi)的使用方法和國(guó)外的使用方法基本相同，而且我國(guó)在泡沫混凝土技術(shù)方面的進(jìn)展速度很快。國(guó)外主要將泡沫混凝土作為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)或者是田徑跑道，制作復(fù)合墻體或者是夾心構(gòu)件，有時(shí)也可以用作管線回填。

3 泡沫混凝土的特性

泡沫混凝土自身是一種輕質(zhì)、保溫、耐熱耐火、隔音的材料，首先泡沫混凝土本身的自重比較小，只有300 kg/m3～1 200 kg/m3，比一般的建筑材料的自重降低了1/3，所以可以用做降低建筑自重的材料。泡沫混凝土具有良好的熱工性，其中存在很多獨(dú)立的小氣孔，所以具有相應(yīng)的熱工性，而且具有較好的保溫防火性。泡沫混凝土還具有較好的隔音效果，主要是材質(zhì)是整體的密實(shí)材質(zhì)，其中存在一些小氣泡，這樣的材料可以降低噪聲的傳播。由于泡沫混凝土的自重比較小，再加上彈性模量低，所以比一般的建筑結(jié)構(gòu)有更好的抗震性，可以降低振動(dòng)波的傳遞，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的抗震，吸收震動(dòng)沖擊量，實(shí)現(xiàn)全面減震的作用。

4 影響泡沫混凝土性能的主要因素及質(zhì)量控制

通過(guò)對(duì)泡沫混凝土自身性能的分析發(fā)現(xiàn)，影響泡沫混凝土自身性能的主要影響因素有原材料及配合比、發(fā)泡劑、混泡工藝、攪拌時(shí)間、養(yǎng)護(hù)水平、水灰比以及施工工序。對(duì)于其中的一些影響因素，利用攪拌時(shí)間、養(yǎng)護(hù)水平、水灰比以及施工工序，都是可以進(jìn)行相應(yīng)控制的。而且通過(guò)不斷提升工人的操作水平，能夠?qū)崿F(xiàn)這些方面影響因素的控制。但是對(duì)于發(fā)泡劑來(lái)說(shuō)，是制作泡沫混凝土的關(guān)鍵影響因素。發(fā)泡劑本身的好壞，直接決定了泡沫混凝土的質(zhì)量，因此必須要注意發(fā)泡劑的作用，做好發(fā)泡劑的選擇和使用，提升我國(guó)對(duì)發(fā)泡劑的綜合研究水平，實(shí)現(xiàn)我國(guó)發(fā)泡劑技術(shù)的全面提升。

5 存在的問(wèn)題

5.1 發(fā)泡劑的種類及質(zhì)量問(wèn)題

雖然發(fā)泡劑的種類很多，但是目前國(guó)內(nèi)所使用的發(fā)泡劑主要是低廉的表面活性劑，這樣的發(fā)泡劑存在穩(wěn)定性差，生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜的問(wèn)題。這些問(wèn)題導(dǎo)致發(fā)泡劑的使用無(wú)法達(dá)到較高的水平，而且進(jìn)行泡沫混凝土制作推廣的時(shí)候，容易出現(xiàn)推廣困難的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)泡沫混凝土的制作方式的簡(jiǎn)化，需要開發(fā)使用較為新型的發(fā)泡劑，提升發(fā)泡劑自身的效果，確保泡沫混凝土自身性能的不斷提升。

5.2 泡沫混凝土強(qiáng)度偏低問(wèn)題

對(duì)于泡沫混凝土來(lái)說(shuō)，由于其中存在泡沫，所以硬化后孔隙率比較大，而且自身的容重較小。雖然泡沫混凝土具有自重小、保溫和隔音的重要作用，但是自身由于存在泡沫，所以容易出現(xiàn)強(qiáng)度較差的問(wèn)題。在降低自重的同時(shí)，泡沫混凝土自然的降低了自身的強(qiáng)度，這對(duì)于泡沫混凝土的廣泛運(yùn)用有一定的影響，需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

5.3 吸水率和收縮率大、易開裂

對(duì)于泡沫混凝土來(lái)說(shuō)，其中存在很多氣孔，所以氣孔中容易吸收相應(yīng)的水分。和傳統(tǒng)的混凝土材料相比，泡沫混凝土具有較高的吸水率，這對(duì)于整個(gè)泡沫混凝土的穩(wěn)定性有一定的影響，而且在吸水后，泡沫混凝土的性能會(huì)出現(xiàn)一定的改變，容易出現(xiàn)開裂的問(wèn)題。

6 結(jié)語(yǔ)

泡沫混凝土本身具有良好的性能，可以在多個(gè)方面進(jìn)行使用。但是從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，發(fā)泡劑的使用情況決定了泡沫混凝土自身的性能，因此需要在發(fā)泡劑方面進(jìn)行更加深入的研究。我國(guó)目前的發(fā)泡劑研究水平還比較差，所以需要引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)發(fā)泡劑技術(shù)，實(shí)現(xiàn)泡沫混凝土自身性能的改變，降低其他影響因素的影響，實(shí)現(xiàn)泡沫混凝土技術(shù)的全面提升。