泡沫混凝土的應(yīng)用及其進(jìn)展

王冰

摘 要：泡沫混凝土是一種回填材料與保溫材料，它的隔熱性和保溫性都很好，成本低也是它的一大優(yōu)勢，同時他還能將一部分工業(yè)廢料利用起來。由此看來，泡沫混凝土的應(yīng)用潛力是很大的，無論是在工程方面還是在節(jié)能方面，都有著很大的優(yōu)勢。因此很多學(xué)者都在對這種材料進(jìn)行深入的研究，雖然取得了很大進(jìn)展但是在很多方面都還有很大的提升空間。

關(guān)鍵詞：泡沫混凝土;建筑節(jié)能;工業(yè)廢料;保溫材料;數(shù)值模型

泡沫混凝土的主要材料是無機(jī)膠凝材料，在該材料中摻入泡沫形成氣孔結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)材料就是泡沫混凝土。由于這種氣孔的結(jié)構(gòu)，成就了泡沫混凝土輕和保溫性好的特點;而無機(jī)凝膠材料使泡沫混凝土防火耐腐蝕。泡沫混凝土的發(fā)展時間長久，古羅馬人在2000多年前就制作了泡沫混凝土的雛形，發(fā)展到今日，仍然還有很多地方有很大的發(fā)展空間，下文讓我們就泡沫混凝土的應(yīng)用及發(fā)展前景進(jìn)行討論。

1 泡沫混凝土簡介

1.1 泡沫混凝土的主要應(yīng)用價值

時代的發(fā)展帶動能源的需求，能源需求的不斷增加給很多國家?guī)砹穗y題，而節(jié)約能源、高效利用能源是解決這個難題的好辦法。利用一些保溫隔熱的建筑材料去緩和這一問題受到很多國家重視。而泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)低，是比較好的建筑保溫隔熱材料。用泡沫混凝土制作墻體、地面等，可以很好的維持室內(nèi)的溫度，這就很好的減少了維持室內(nèi)溫度所消耗的能源。泡沫混凝土引進(jìn)中國后，被我國廣泛應(yīng)用至今。這些年我國的飛速發(fā)展帶動了泡沫混凝土的應(yīng)用量。泡沫混凝土不僅隔熱保溫性好，其密度、延性對沖擊荷載方面也有很大優(yōu)勢，也是種很好的減震材料。泡沫混凝土價格低、施工方便，是基坑回填等工程的首選材料。我國的很多公路都使用了泡沫混凝土的澆筑，去有效降低地基沉降等風(fēng)險。同時在泡沫混凝土中摻入工業(yè)廢料不僅保護(hù)了環(huán)境節(jié)約了資源，更降低了成本。

1.2 泡沫混凝土的生產(chǎn)工藝

泡沫混凝土的發(fā)泡方式有兩種，分別是化學(xué)發(fā)泡和物理發(fā)泡?；瘜W(xué)發(fā)泡是將發(fā)泡劑加入水泥漿體中，在經(jīng)過機(jī)械的攪拌產(chǎn)生泡沫，其中一些不穩(wěn)定的泡沫會隨著氣孔結(jié)構(gòu)的變化而變化。而物理發(fā)泡的泡沫是由水和發(fā)泡劑通過發(fā)泡裝置的作用機(jī)械發(fā)泡的，之后再將泡沫加入水泥漿體并攪拌，進(jìn)而形成更加穩(wěn)定、密度更高的泡沫。

2 泡沫混凝土的應(yīng)用和研究進(jìn)展?fàn)顩r

泡沫混凝土組成成分的改良應(yīng)用。上文提到在無機(jī)凝膠材料中加入泡沫就形成了泡沫混凝土。其中凝膠材料大多是硅酸鹽水泥，在制作過程中為了保證氣泡的穩(wěn)定性，需要漿料的快速凝結(jié)，這時我們可以用鋁酸鹽水泥、鎂酸鹽水泥等快硬性水泥來替換硅酸鹽水泥。研究發(fā)現(xiàn)，快硬性水泥的泡沫混凝土比一般的泡沫混凝土早期強(qiáng)度更高黏度更大。由于泡沫在純液體中很難形成，我們要通過加入表面活性劑等物質(zhì)來讓水膜更加穩(wěn)定。所以說，表面活性劑是發(fā)泡劑的主要成分。纖維的選擇也有講究，其硬度不能太大，否則可能貫通相鄰的氣泡。我們可以選擇聚乙烯纖維，其硬度適中。將體中加入纖維后，認(rèn)為不規(guī)則的分布在泡沫混凝土中，大大加強(qiáng)了泡沫混凝土的抗拉強(qiáng)度。研究表明，纖維含量與氣孔結(jié)構(gòu)的堅固性成正比，但仍有纖維刺穿氣孔的隱患，這一點需要進(jìn)一步改進(jìn)。摻和料的加入除了降低成本保護(hù)環(huán)境外，更是增強(qiáng)了混凝土的性能，對泡沫混凝土的抗壓強(qiáng)度等方面有很大的積極作用。對于保溫填料，膨脹珍珠巖和聚苯乙烯顆粒比較普遍，但他們也都有各自的缺陷，這方面還有待進(jìn)一步發(fā)展。我們著重提到泡沫混凝土有隔熱、輕質(zhì)兩大優(yōu)勢，但除此之外，他的抗壓抗拉強(qiáng)度、隔音能力、耐火性能、吸水率、孔隙率、導(dǎo)熱系數(shù)等各個方面都需要考慮。因此對于泡沫混凝土我們還有待進(jìn)一步的研究從而讓其取得進(jìn)一步發(fā)展。

3 問題及其思考

由上述可得，自泡沫混凝土引入我國以來，通過研究人員的不斷探索，使泡沫混凝土有了很大的發(fā)展。由于這種材料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，所以它的很多性能急需進(jìn)行改善。問題也不僅僅存在于這種材料本身，它的生產(chǎn)過程也有很多問題需要改進(jìn)，要想讓這種材料產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，我們必須將這些問題進(jìn)行解決。

3.1 泡沫混凝土的強(qiáng)度有待進(jìn)一步提高

泡沫混凝土輕質(zhì)，那么他的強(qiáng)度就相對較小。泡沫混凝土中加入泡沫的體積與材料的孔隙率成正比，與密度成反比。加入了泡沫越多這種材料就越輕，保溫性能也會越好，但是它的強(qiáng)度就會越差。那么我們就要控制一定的范圍，讓泡沫混凝土既有一定強(qiáng)度，同時也不影響他輕質(zhì)保溫的特點。

3.2 泡沫混凝土的耐久性有待進(jìn)一步改善

耐久性是建筑材料十分重要的一個性能，雖然泡沫混凝土的很多性能都有優(yōu)勢但在實際應(yīng)用的時候還有很多的缺陷。氣溫、天氣、自然磨損、人為破壞、化學(xué)侵蝕等因素都是對泡沫混凝土的耐久性的一個考驗。所以說泡沫混凝土的耐久性是一個值得關(guān)注的問題。

4 結(jié)語

隨著泡沫混凝土的廣泛應(yīng)用，泡沫混凝土對我們的重要性也是逐漸增加。因此我們要對泡沫混凝土所存在的問題重視起來，盡量地去改善，這樣才能讓泡沫混凝土的應(yīng)用前景更加廣闊。

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