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泡沫混凝土

來源:http://www.gxhb-steel.com2016-9-23 11:07:11

概述

泡沫混凝土又稱為發泡水泥、輕質混泥土等,是一種利廢、環保、節能、低廉且具有不燃性的新型建筑節能材料。輕質混凝土(泡沫混凝土)是通過化學或物理的方式根據應用需要將空氣或氮氣、二氧化碳氣、氧氣等氣體引入混凝土漿體中,經過合理養護成型,而形成的含有大量細小的封閉氣孔,并具有相當強度的混凝土制品。輕質混凝土(泡沫混凝土)的制作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。

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。

折疊1、輕質

泡沫混凝土的密度較小,密度等級一般為300-1800kg/m3,常用泡沫混凝土的密度等級為300-1200 kg/m3,近年來,密度為 160 kg/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。

折疊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300-1200 kg/m3范圍的泡沫混凝土,導熱系數在0.08-0.3w/(m·K)之間,熱阻約為普通混凝土的10-20倍。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。

折疊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。

應用范圍

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

泡沫混凝土水泥地暖墊層
泡沫混凝土水泥地暖墊層

泡沫混凝土水泥地暖墊層

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。

發展現狀

1泡沫混凝土取得的成果

泡沫混凝土的種類很多,但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。

謝明輝對水泥-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,獲得較佳配合比粉煤灰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 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。但目前國內泡沫混凝土技術發展迅猛,北京有企業(如北京中科筑誠)已經將500公斤每立方的泡沫混凝土強度提高到2.5MPa。

(2)開孔率偏高:由于泡沫混凝土中存在Na,K,等對氣泡的破壞作用,使得其中的氣孔多為開孔,嚴重影響了泡沫混凝土的保溫性能。目前,北京鴻銳嘉已經將180公斤級別泡沫混凝土做到0.4MPa以上,且開孔率已經控制在10%以下。

(3)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。開裂可以添加纖維緩解,吸水可以加憎水劑解決。

 
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