摘要：本文主要通過參考近年來有關泡沫混凝土的文獻資料，概述了泡沫混凝土的定義、主要原材料、特點、發展現狀及應用前景等內容，指出了泡沫混凝土發展、應用的方向。
關鍵詞：泡沫混凝土；發展現狀；應用前景
0 引言
泡沫混凝土是混凝土大家族中的一員，具有密度小、質量輕、保溫、隔音、抗震等性能，是一種新型建筑材料。泡沫混凝土的基本原料為水泥、石灰、水、泡沫，在此基礎上摻加一些填料、骨料及外加劑。常用的填料及骨料為：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨脹聚苯乙烯、膨脹珍珠巖、苯脫克細骨料，常用的外加劑與普通混凝土一樣，為減水劑、防水劑、緩凝劑、促凝劑等。近年來，國內外都非常重視泡沫混凝土的研究與開發，使其在建筑領城中的應用越來越廣。可應用于擋土墻、修建運動場和田徑跑道、夾心構件、用作復合墻板、管線回填、貧混凝土填層、屋面邊坡、儲罐底腳的支撐等。但其在應用中存在強度偏低、開裂、暖水等缺陷，其性能有待進一步改進。
1 泡沫混凝土
1.1 泡沫混凝土的定義
泡沫混凝土通常是指用機械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫，再將泡沫加入到硅質材料、鈣質材料、水及各種外加劑組成的漿料中，經混合攪拌、澆注成型、養護而成的一種多孔材料。
泡沫混凝土的種類很多，有多種分類方法。按其組成中的膠結材料不同可分為水泥泡沫混凝土、菱鎂泡沫混凝土、石膏泡沫混凝土、火山灰質膠結材料泡沫混凝土；按所用主要填充料的種類可分為粉煤灰泡沫混凝土、礦渣泡沫混凝土、秸軒泡沫混凝土等；按砌塊干表現密度一般可分為8個等級，即B03、B04，B05、B06、B07、B08、B09、B10；接使用功能可分為保溫型、保溫結構型、結構型；按應用領域可分為房建泡抹混凝土、園林泡沫混凝土、工程泡沫混凝土、工業泡沫提凝土；按養護方式可分為自然養護泡沫混凝土、蒸汽養護泡沫混凝土、蒸壓養護泡沫混凝土。
1.2 泡沫混凝土的主要原材料
膠凝材料:生產泡沫混凝土的膠凝材料可以是硅酸鹽水泥、雙快硬水泥、菱鎂水泥、石膏、火山灰等。泡沫混凝土為了固泡的需要，要求膠凝材料凝結盡量快些，因而在生產中宜選用雙快硬水泥、菱鎂水泥，但其成本較高。
骨料:泡沫混凝土中常用的骨料來源廣泛，主要有工業廢料輕骨料，如粉煤灰陶粒、自燃煤矸石、膨脹礦渣珠、煤渣及輕砂:天然輕骨料，如浮石、火山渣及其輕砂;人造輕骨料，如頁巖陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠巖輕砂、玻化徽珠；增強骨料，如植物纖維、玻璃纖維等。
發泡劑:發泡劑可分為植物性、動物性、復合性三種。植物性發泡劑成本低廉，但其泡沫強度不高，泡沫不均勻；動物性發泡劑由于采用動物蛋白為主要原料，雖泡沫強度、均勻度均優于植物性的，可是保質期很短，特別在夏季氣候炎熱、施工高峰期，其弊端不僅影響整個工程的進度，還大大的浪費了材料，增加了輕質混凝土在制作過程中的成本；復合發泡劑提取了植物和動物發泡劑的優點，彌補了兩者的缺憾，在實際施工中復合發泡劑是較好的選擇。
1.3 泡沫混凝土的特點
泡沫混凝土內部含有大量均勻、封閉的泡沫孔，從而具有良好的物理性能，具體如下:
(1)保溫性:導熱系數為0.08 - 0.28W/(m• K)，熱阻約為普通混凝土的10 - 20倍。
(2)輕質性:干體積密度為300 - 1600kg/m3，相當于普通水泥混凝土的115 - 118左右，可減輕建筑物整體荷載。
(3)整體性:可現場澆注施工，與主體工程結合緊密，不需留間隔縫和透氣管。
(4)低彈減震性:泡沫混凝土的多孔性使其具有低的彈性模量，從而使其對沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。
(5)隔音性:泡沫混凝土中含有大量的獨立氣泡，且分布均勻，吸音能力為0.09% - 0.19%，是普通混凝土的5倍，具備有效隔音的功能。
(6)抗壓性:抗壓強度為0.6 - 25.0MPa。
(7)耐水性:現澆發泡混凝土吸水性較小，相對獨立的封閉氣泡及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。
(8)階耐久性:與主體工程壽命相同。
2 泡沫混凝土的發展現狀
2.1泡沫混凝土取得的成果
泡沫混凝土的種類很多，但最常用的是水泥泡沫混凝土。水泥泡沫混凝土根據其摻合料不同又可分為水泥-粉煤灰-石灰型、水泥-礦渣－石灰-石膏型、水泥-粉煤灰-砂-石灰型、水泥一砂一石灰型、水泥-礦渣-粉煤灰－石灰－植物纖維型[4]、水泥-砂-玻璃纖維型等類型。
謝明暉陰對水泥-粉煤灰-石灰型的泡沫混凝土進行了試驗研究，獲得了密度為691kg/m3、抗壓強度為3.4MPa、導熱系數為0.210W/(m•Ｋ、抗15次凍融循環合格、碳化系數為0.89的理想的泡沫混凝土墻體材料。
陸愛萍、郭玉順等對水泥-礦渣-石灰-石膏型的泡沫混凝土進行了試驗研究，研究表明常壓養護礦渣多孔混凝土是一種較理想的隔熱保溫材料(密度為910 kg/m3， 28d抗壓強度為9.81MPa)，同時在價格上優勢明顯，具有一定的市場競爭力。
高波[7]對水泥-粉煤灰－砂－石灰型的泡沫混凝土進行了試驗研究，獲得最佳配合比粉煤灰60%，石灰5%，發泡液3kg，細砂15%，水泥20%所對應的性能為密度創6kglm3、 吸水率229島、28d抗壓強度3.4MPa。
宋旭輝等對水泥－砂－石灰型的泡沫混凝土進行了試驗研究，在得了密度為812kg/m³、抗壓強度為2.8MPa、導熱系數為0.108W/(m•K、抗15次凍融循環合格、干燥收縮率0.43mmlm的泡沫混凝土。
高波、王群力等對水泥-礦渣-粉煤灰－石灰－植物纖維型的泡沫混凝土進行了試驗研究，獲得了干密度648kg/m3、抗壓強度3.6MPa、吸水率12.0%、抗25次凍融循環合格、干燥收縮0.72mm/m、工藝簡單、價格低廉的優異產品。
詹炳根等[10]對水泥－砂－玻璃纖維型的泡沫混凝土進行了試驗研究，結果表明玻瑞纖維增加了泡沫混凝土的抗壓和抗折強度，極大地改善了韌性，并在一定程度上抑制了早期干縮開裂。
2.2 泡沫混凝土存在的缺陷
(1)強度偏低:體積密度為800-859kg/m³的泡沫混凝土的抗壓強度嚴重偏低，一般低于2.0MPa，有的甚至不足1.0MPa。
(2)開裂、吸水：硬化泡沫混凝土表面開裂，導致吸收大量外來水分。
3 泡沫混凝土的應用前景
泡沫混凝土以其良好的特性，廣泛應用于節能墻體材料中，在其他方面也獲得了應用。目前，泡沫混凝土在我國的應用主要是屋面泡沫混凝土保溫層現澆、泡沫混凝土面塊、泡沫混凝土輕質墻板、泡沫混凝土補償地基。但是，充分利用泡沫混凝土的良好特性，可以將它在建筑工程中的應用領域不斷擴大，加快工程進度，提高工程質量，具體如下：
(1)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截荷，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。
(2)修建運動場和田徑跑道。使用排水能力強的可滲性泡沫混凝土作為輕質基礎，上面覆以礫石或人造草皮，作為運動場用。泡沫混凝土的密度為800-900kg/m³此類運動場可進行曲棍球，足球及網球活動。或者在泡沫混凝土上蓋上一層0.05m厚的多孔瀝青層及塑料層，則可作田徑跑道用。
(3)作夾芯構件。在預制鋼筋混凝土構件中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。
(4)管線回填。地下廢棄的油柜、管線(內裝粗油、化學品)、 污水管及其他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。
(5)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。
(6)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。
(7)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800-1000kgm³。
(8)其他。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。
4 結束語
泡沫混凝土是一種新型的節能環保型建筑材料，國內外學者對其做了大量的研究開發，使其廣泛應用于墻體材料中，但其還存在一定的缺陷，如強度偏低、開裂、吸水等，因而要進一步擴大其應用領域還需在發泡劑、配合比、工藝流程、設備等方面做更進一步的研究。
參考文獻
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[6]陸愛萍，郭玉順等.礦渣多孔混凝土性能及其改性研究[1].房材與應用，1997 (I): 20-25
[7]高波.粉煤灰發泡混凝土的試驗研究與工程應用[D]西安:西安理工大學， 2004.
[8]宋旭輝等.利用沙漠細砂生產泡沫混凝土的研究[J]. 混凝土，2007(12): 55-57.
[9]高波，王群力等.免蒸復合發泡混凝土墻體砌塊[J].粉煤灰綜合利用，2003(4) :39-40.
[10]詹炳根，郭建雷等.玻璃纖維增強泡沫混凝土性能試驗研究[J]合肥工業大學學報(自然科學版)，2009(2):226-229
作者：常州工程職業技術學院材料工程技術系 李龍珠 劉文斌 肖雪軍
常州致嘉建筑工程配套有限公司 夏勇濤
