泡沫混凝土的研究進(jìn)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

沈鵬

中鐵二十二局集團(tuán)第二工程有限公司 北京 100041

泡沫混凝土是指將發(fā)泡劑產(chǎn)生的泡沫引入砂漿等基礎(chǔ)材料之中，形成大量封閉氣孔的輕質(zhì)混凝土。相較于普通建材，泡沫混凝土在砂石的使用量方面有了大幅度的降低，因此泡沫混凝土的質(zhì)量更小，同時(shí)具有耐久性好以及能源消耗量低等方面的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，因此泡沫混凝土有著十分廣泛的應(yīng)用前景，將會(huì)成為建筑保溫節(jié)能的主導(dǎo)材料。因此針對(duì)泡沫混凝土的研究以及應(yīng)用具有十分重要的意義。

1 泡沫混凝土的研究進(jìn)展

1.1 摻合料的影響研究

泡沫混凝土的吸水率、抗壓強(qiáng)度以及抗凍性等都會(huì)受到摻合料種類的影響，比如，硅灰的加入，可以在很大程度上提升泡沫混凝土的早期強(qiáng)度，加入硅灰還會(huì)導(dǎo)致泡沫混凝土的吸水率有所提升，因此會(huì)影響泡沫混凝土的抗凍性。再比如，粉煤灰的加入有助于提升泡沫混凝土的抗凍性，如果加入磨細(xì)的粉煤灰則能夠在一定程度上降低其吸水率，加入磨細(xì)的粉煤灰則對(duì)其抗凍性的影響較小。對(duì)于水泥基泡沫混凝土而言，摻入粉煤灰和鋼渣粉也會(huì)影響到其性能。如果取代量小于50%，采用優(yōu)質(zhì)粉煤灰代替水泥，能夠在一定程度上增加泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)，并且降低干體積密度，除此之外，還可以促進(jìn)其強(qiáng)度的提升。但是應(yīng)用鋼渣粉則不會(huì)影響到泡沫混凝土的干體積密度，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致泡沫混凝土的強(qiáng)度降低。以此需要將鋼渣粉和粉煤灰復(fù)合添加才能取得理想的效果[1]。

1.2 泡沫劑和發(fā)泡技術(shù)研究

應(yīng)用無機(jī)熱聚物發(fā)泡劑制作泡沫混凝土，具有泡沫穩(wěn)定、均勻、細(xì)膩等特點(diǎn)，同時(shí)氣泡還具有較強(qiáng)的塑化分散性，有助于保障泡沫混凝土的密度。除此之外，還可以應(yīng)用礦物材料物理發(fā)泡與表面活性劑發(fā)泡相結(jié)合的模式，以普通硅酸鹽水泥作為基材，可以制備出性能更好的泡沫混凝土。這種發(fā)泡方式可以更好的彰顯礦物發(fā)泡劑發(fā)泡穩(wěn)定性好以及表面活性劑發(fā)泡劑發(fā)泡迅速的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于提升泡沫混凝土的性能具有十分重要的作用。泡沫劑和發(fā)泡技術(shù)的應(yīng)用，泡沫用量會(huì)對(duì)泡沫混凝土的性能產(chǎn)生重要影響，主要表現(xiàn)在對(duì)泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度、干體積密度以及導(dǎo)熱系數(shù)等方面的影響。隨著泡沫量的增加，泡沫混凝土的強(qiáng)度以及密度會(huì)隨之降低。與此同時(shí)，泡沫混凝土的質(zhì)量會(huì)受到泡沫劑的影響，泡沫劑的摻量和種類是重要影響因素。以蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑為例，其具有泡沫穩(wěn)定性好、大小均勻、發(fā)泡速度快以及泡沫持續(xù)時(shí)間長等方面的特點(diǎn)。蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑的優(yōu)勢(shì)十分顯著，因此其在國際上應(yīng)用范圍十分廣泛，我國針對(duì)蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑的研究也在不斷深入，但較國際先進(jìn)水平仍存在一定的差距，需要加大研發(fā)力度[2]。

1.3 外加劑對(duì)泡沫混凝土性能的影響

在泡沫混凝土的備制過程中需要加入不同種類的外加劑，以便滿足其和易性的要求。例如，為了降低泡沫混凝土的吸水率，需要摻入憎水劑；為了提升泡沫混凝土的強(qiáng)度，需要摻入早強(qiáng)劑；為了降低收縮裂縫的發(fā)生幾率，需要摻入膨脹劑等。外加劑的摻入能夠更好的滿足泡沫混凝土的性能要求，但是摻入外加劑也會(huì)對(duì)泡沫混凝土的性能產(chǎn)生一定的影響。如早強(qiáng)劑的摻入能夠促進(jìn)泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度的提升；而憎水劑的摻入則會(huì)促使泡沫混凝土的吸水率降低等，但不會(huì)影響到泡沫混凝土的強(qiáng)度。

2 泡沫混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 保溫隔熱材料

在我國建筑領(lǐng)域中對(duì)泡沫混凝土的應(yīng)用比較廣泛，通?？梢詫⑵渥鳛楸馗魺岵牧蠎?yīng)用。由于泡沫混凝土具有施工便捷以及保溫隔熱性能好等方面的特點(diǎn)，因此可以用于保溫隔熱工程之中。具體而言，可以應(yīng)用到屋面保溫隔熱之中，也可作為充填式自保溫砌塊，應(yīng)用泡沫混凝土填充砌塊空洞，能夠在很大程度上提升砌塊墻體的熱阻值，進(jìn)而起到建筑節(jié)能的作用，是推動(dòng)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效手段。除此之外，還可以應(yīng)用泡沫混凝土作為地板采暖絕熱層，泡沫混凝土的密度為250kg/m3-550kg/m3。泡沫混凝土作為地板采暖絕熱層，效果十分顯著，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用與我國北方寒冷區(qū)域[3]。

2.2 泡沫混凝土制品

泡沫混凝土制品主要包括輕質(zhì)板材以及砌塊等。就輕質(zhì)板材而言，是指應(yīng)用GRC隔墻板生產(chǎn)工藝，備制粉煤灰泡沫混凝土輕質(zhì)墻板。此類輕質(zhì)板材在建筑中的應(yīng)用十分廣泛，既可以與薄鋼板制成復(fù)合墻板，也可以作為隔熱填充墻體。就泡沫混凝土砌塊而言，通?？梢宰鳛榭蚣芙Y(jié)構(gòu)的填充材料，有助于提升墻體的保溫隔熱效果，同時(shí)，泡沫混凝土砌塊還具有施工便捷、導(dǎo)熱系數(shù)小、抗凍性能強(qiáng)以及防火等方面的優(yōu)勢(shì)，因此應(yīng)用效果十分理想。

2.3 填充和回填

泡沫混凝土可以用于大體積回填，相較于普通混凝土，應(yīng)用泡沫混凝土進(jìn)行回填具有多方面的優(yōu)勢(shì)，比如充實(shí)度更高、成本低、施工便捷以及施工效率高等特點(diǎn)。另外，泡沫混凝土還可以用于管線填充，可以應(yīng)用泡沫混凝土，對(duì)地下廢棄的污水管、油柜以及其他管線等進(jìn)行回填，進(jìn)而起到避免出現(xiàn)塌方的作用。除此之外，還可以將泡沫混凝土用作擋土墻，通常在港口的岸墻中的應(yīng)用比較廣泛?？梢詰?yīng)用密度為400kg/m3-600kg/m3的泡沫混凝土作為回填材料進(jìn)行回填，能夠減少對(duì)岸墻的垂直荷載以及側(cè)向荷載。還可以應(yīng)用泡沫混凝土來代替邊坡的部分土壤，這樣能夠降低邊坡的質(zhì)量，有助于提升邊坡的穩(wěn)定性。

3 結(jié)語

泡沫混凝土具有保溫隔熱以及降噪隔音的作用，同時(shí)還具有環(huán)保和質(zhì)輕的特點(diǎn)，因此在多個(gè)領(lǐng)域中均得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，在建筑節(jié)能減排政策的作用下，泡沫混凝土的應(yīng)用更加廣泛，效果也更加顯著。