摘要: 泡沫混凝土是利用物理方法制備泡沫, 再將泡沫加入到膠凝材料、粉煤灰、填料、水及各種外加劑組成的料漿中, 經攪拌、澆注成型、養護而成的多孔輕質材料。由于泡沫混凝土中含有大量封閉孔隙, 所以有輕質、保溫、隔熱、耐火及隔音的性能。現如今泡沫混凝土是混凝土大家族中的一員,近年來, 國內外都非常重視泡沫混凝土的研究與開發, 使其在建筑領域的應用越來越廣。
關鍵字: 泡沫混凝土應用
泡沫混凝土是一種內部含有大量細小、封閉、均勻分布氣孔的多孔性材料, 具有輕質高強、隔熱保溫、防火隔音、抗水減震等特性。普遍應用于高層建筑墻體制作、保溫和襯墊等工程中。
一、泡沫混凝土的簡要介紹
泡沫混凝土是利用物理方法制備泡沫, 再將泡沫加入到膠凝材料、粉煤灰、填料、水及各種外加劑組成的料漿中, 經攪拌、澆注成型、養護而成的多孔輕質材料。由于泡沫混凝土中含有大量封閉孔隙, 所以有輕質、保溫、隔熱、耐火及隔音的性能。
泡沫混凝土的制作方式分為兩種: 一種是現場制備, 就是現澆,也可以集中制備, 用混凝土罐車長距離送到現場澆注; 另一種是在工廠預制成各種建筑構件及制品, 再用于建筑物的施工。泡沫混凝土可應用于保溫隔熱的現澆混凝土墻體及工廠預制的輕質隔墻板和砌塊, 泡沫混凝土還可用于建筑物補償的地基及泡沫混凝土地面、屋面、回填及隔聲層與保護層。
在建筑工程中, 建筑物墻體各部分由于自重的不同, 在施工過程中產生的自由沉降差, 設計要求在建筑物自重較低的部分, 其基礎須填軟材料作為補償地基使用, 而且必須滿足以下幾個條件:
1、本身的成塑性較好, 能準確控制厚度;
2、材料的強度能嚴格控制在設計的范圍中;
3、有足夠的壓縮量。
二、泡沫混凝土的特性
泡沫混凝土通常是用機械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫, 再將泡沫加入到含硅質材料、鈣質材料、水及各種外加劑等組成的料漿中, 經混合攪拌、澆注成型、養護而成的一種多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封閉的孔隙, 使其具有下列良好的物理力學性能。
1、輕質
泡沫混凝土的密度小, 密度等級一般為300- 1800kg/m3, 常用泡沫混凝土的密度等級為300- 1200kg/m3, 近年來, 密度為160kg/m3 的超輕泡沫混凝土也在建筑工程中獲得了應用。由于泡沫混凝土的密度小, 在建筑物的內外墻體、層面、樓面、立柱等建筑結構中采用該種材料, 一般可使建筑物自重降低25% 左右, 有些可達結構物總重的30%- 40%。而且, 對結構構件而言, 如采用泡沫混凝土代替普通混凝土, 可提高構件的承截能力。因此, 在建筑工程中采用泡沫混凝土具有顯著的經濟效益。
2、保溫隔熱性能好
由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細小孔隙, 因此具有良好的熱工性能, 即良好的保溫隔熱性能, 這是普通混凝土所不具備的。通常密度等級在300- 1200kg/m3 范圍的泡沫混凝土, 導熱系數在0.08- 0.3w/(m·K)之間。采用泡沫混凝土作為建筑物墻體及屋面材料, 具有良好的節能效果。
3、隔音耐火性能好
泡沫混凝土屬多孔材料, 因此它也是一種良好的隔音材料, 在建筑物的樓層和高速公路的隔音板、地下建筑物的頂層等可采用該材料作為隔音層。泡沫混凝土是無機材料, 不會燃燒, 從而具有良好的耐火性, 在建筑物上使用, 可提高建筑物的防火性能。
4、其它性能
泡沫混凝土還具有施工過程中可泵性好, 防水能力強, 沖擊能量吸收性能好, 可大量利用工業廢渣, 價格低廉等優點。
三、我國泡沫混凝土在建筑工程中的應用分析
近年來, 我國越來越重視建筑節能工作, 隨著與建筑節能有關政策的實施, 墻體材料改革取得了顯著的成就, 節能材料倍受歡迎。泡沫混凝土以其良好的特性, 已用于節能墻體材料中, 在其它方面也獲得了應用。目前, 泡沫混凝土在我國的應用情況如下。
1、泡沫混凝土砌塊
泡沫混凝土砌塊是泡沫混凝土在墻體材料中應用量最大的一種材料。在我國南方地區, 一般用密度等級為900- 1200kg/m3 的泡沫混凝土砌塊作為框架結構的填充墻, 主要是利用該砌塊隔熱性能好和輕質高強的特點。哈爾濱建筑大學研制了聚苯乙烯泡沫混凝土砌塊, 并用于城市樓房建設。此種砌塊是以聚苯乙烯泡沫塑料作為骨料, 水泥和粉煤灰作膠凝材料, 加入少量外加劑, 經攪拌、成型和自然養護而成, 其規格為200×200×200mm, 可用于內、外非承重墻體材料, 也可用于屋面保溫材料。
2、泡沫混凝土輕質墻板
目前用于建筑物分戶和分室隔墻的主要材料是GRC 輕質墻板, 由于其原料價格較高, 影響了其推廣應用。中國建筑材料科學研究院采用GRC 隔墻板生產工藝結合固體泡沫劑和泡沫水泥的研究成果, 開發出了粉煤灰泡沫水泥輕質墻板的生產技術, 并得到了應用。
3、泡沫混凝土補償地基
現代建筑設計與施工越來越重視建筑物在施工過程中的自由沉降。由于建筑物群各部分自重的不同, 在施工過程中將產生自由沉降差, 在建筑物設計過程中要求在建筑物自重較低的部分其基礎須填軟材料, 作為補償地基使用。泡沫混凝土能較好地滿足補償地基材料的要求。
4、用作擋土墻
主要用作港口的巖墻。泡沫混凝土在岸墻后用作輕質回填材料可降低垂直載荷, 也減少了對岸墻的側向載荷。這是因為泡沫混凝土是一種粘結性能良好的剛性體, 它并不沿周邊對岸墻施加側向壓力, 沉降降低了, 維修費用隨之減少, 從而節省很多開支。
泡沫混凝土也可用來增進路堤邊坡的穩定性, 用它取代邊坡的部分土壤, 由于減輕了質量, 從而就降低了影響邊坡穩定性的作用力。
5、作夾芯構件
在預制鋼筋混凝土構件時可采用泡沫混凝土作為內芯, 使其具有輕質高強隔熱的良好性能。通常采用密度為400- 600kg/m3 的泡沫混凝土。
6、用作復合墻板
用泡沫混凝土制作成各種輕質板材, 在框架結構中用作隔熱填充墻體或與薄鋼板制成復合墻板, 泡沫混凝土的密度通常為600kg/m3 左右。
7、管線回填
地下廢棄的油柜、管線( 內裝粗油、化學品) 、污水管及其它空穴容易導致火災或塌方, 采用泡沫混凝土回填可解決這些后患, 費用也少。泡沫混凝土采用的密度取決于管子的直徑及地下水位, 一般為600- 1100kg/m3。
8、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工作度及適應性, 因此它經常用于貧混凝土填層。如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; 如對隔熱性要求很高, 則采用密度為500kg/m3 的貧混凝土填層, 平均厚度為0.1- 0.2m。
9、屋面邊坡
泡沫混凝土用于屋面邊坡, 具有重量輕、施工速度快、價格低廉等優點。坡度一般為10mm/m, 厚度為0.03- 0.2m, 采用密度為800- 1200kg/m3 的泡沫混凝土。
10、儲罐底腳的支撐
將泡沫混凝土澆階在鋼儲罐( 內裝粗油、化學品) 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年處于最佳應力狀態, 這一連續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800- 1000kg/m3。
泡沫混凝土也可用于防火墻的絕緣填充, 隔聲樓面填充、隧道襯管回填; 以及供電、水管線的隔離等方面。
