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    關于泡沫混凝土的應用

    發布時間 :2019-06-29 14:21:26

          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。泡沫商品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。由于國內外都非常重視泡沫商品混凝土的研究與開發,其在建筑領域的應用也越來越廣。

          泡沫商品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。輕質商品混凝土(泡沫商品混凝土)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、氧氣等氣體引入商品混凝土漿體中,經過合理養護成型,而形成的含有大量細小的封閉氣孔,并具有相當強度的商品混凝土制品。輕質商品混凝土(泡沫商品混凝土)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。

          泡沫商品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。

          泡沫商品混凝土是商品混凝土大家族中的一員,近年來,國內外都非常重視泡沫商品混凝土的研究與開發,使其在建筑領域的應用越來越廣,現將有關情況介紹如下:

    一、 泡沫商品混凝土的特性

          泡沫商品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。由于泡沫商品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

          泡沫商品混凝土的密度小,密度等級一般為300-1800kg/m3,常用泡沫商品混凝土的密度等級為300-1200 kg/m3,近年來,密度為 160 kg/m3的超輕泡沫商品混凝土也在建筑工程中獲得了應用。由于泡沫商品混 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,如采用泡沫商品混凝土代替普通商品混凝土,可提高構件的承截能力。因此,在建筑工程中采用泡沫商品混凝土具有顯著的經濟效益。

    2、保溫隔熱性能好

          由于泡沫商品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,這是普通商品混凝土所不具備的。通常密度等級在300-1200kg/m3范圍的泡沫商品混凝土,導熱系數在0.08-0.3w/(m/K)之間。采用泡沫商品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

          泡沫商品混凝土屬多孔材料,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。泡沫商品混凝土是無機材料,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

          泡沫商品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。

    二、 泡沫商品混凝土的生產工藝

          泡沫商品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商品混凝土一樣,為減水劑、防水劑、緩凝劑、促凝劑等。

          泡沫商品混凝土的生產方法有濕砂漿法和干砂漿法兩種。濕砂漿法通常是在商品混凝土商砼站將水泥、砂與水等攪拌成砂漿,并用汽車式拌合機車運至工地,再將單獨制成的泡沫加入砂漿,拌合機將泡沫及砂漿拌勻,然后將制備好的泡沫商品混凝土注入臂架式泵車輸送或現場直接施工。干砂漿法是將各干組份(水泥、粉煤灰等)通過散裝運輸或傳動系統輸送至施工現場,干組份與水在施工現場拌合,然后將單獨制成的泡沫加入砂漿,兩者在勻化器內拌合,然后用于現場施工。

          采用蛋白質物添加適量的陽離子表面活性劑配成的混合發泡劑,采用現場澆注成型的工藝,研制成功現澆泡沫商品混凝土新工藝。其制備方法有三種:一種是將水、蛋白質物、陽離子表面活性劑混合,經發泡劑機發泡,再注入水泥料漿中攪拌,制備泡沫水泥漿,現澆成型;一種是將水、蛋白質物、陽離子表面活性劑混合,經高速拌合機發泡,再注入水泥料漿中,制備發泡水泥漿;一種是按次種方法發泡,一邊加入少量水泥,一邊高速攪拌,制備發泡水泥漿,其中前一種制備方法較好?,F澆商品混凝土不僅輕質、高強、耐火,更引人注目的是不需蒸壓養護,現澆即可成型,節能效果顯著。

    三、 我國泡沫商品混凝土的應用現狀

          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。泡沫商品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。

    1、 泡沫商品混凝土砌塊

          泡沫商品混凝土砌塊是泡沫商品混凝土在墻體材料中應用量較大的一種材料。在我國南方地區,一般用密度等級為900-1200 kg/m3的泡沫商品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。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。它具有質量輕、導熱系數小、抗凍性高、防火、生產簡單、造價較低、施工方便等優點。

    2、 泡沫商品混凝土輕質墻板

          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,并取得了應用。該產品生產采用的原料如下:30%-40%的粉煤灰,45%-65%的硫鋁酸鹽水泥,0-15%的膨脹珍珠巖以及一定體積的泡沫。與傳統的GRC輕質墻板相比,采用泡沫商品混凝土生產技術,不但能明顯降低產品的成本,而且大大改善了漿體的流動性,使成型更為方便。該產品的物理力學性能見表3. 3、 泡沫商品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。泡沫商品混凝土能較好地滿足補償地基材料的要求。在部分基礎中,現場澆注了厚度為150mm、抗壓強度在0.10±0.02Mpa,密度小于 200 kg/m3泡沫商品混凝土,取得了良好的效果。據現場測試,此種低密度泡沫商品混凝土的強度可很好地控制在設計的范圍內,且具有良好的壓縮性。

    四、 國外泡沫商品混凝土應用的新進展

          近年來,一些國家充分利用泡沫商品混凝土的良好特性,將它在建筑工程中的應用領域不斷擴大,加快了工程進度,提高了工程質量,現歸納如下。

    1、用作擋土墻

          主要用作港口的巖墻。泡沫商品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。這是因為泡沫商品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。

    泡沫商品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商品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。泡沫商品混凝土的密度為800-900kg/m3.此類運動場可進行曲棍球,足球及網球活動?;蛘咴谂菽唐坊炷辽仙w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

          在預制鋼筋商品混凝土構件時可采用泡沫商品混凝土作為內芯,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的泡沫商品混凝土。

    4、用作復合墻板

          用泡沫商品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,泡沫商品混凝土的密度通常為600kg/m3左右。

    5、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,采用泡沫商品混凝土回填可解決這些后患,費用也少。泡沫商品混凝土采用的密度取決于管子的直徑及地下水位,一般為600-1100 kg/m3.

    6、貧商品混凝土填層

          由于使用可彎曲的軟管,泡沫商品混凝土具有很大的工作度及適應性,因此它經常用于貧商品混凝土填層。如對隔熱性要求不很高,采用密度為1200kg/m3左右的貧商品混凝土填層,平均厚度為0.05m;如對隔熱性要求很高,則采用密度為500 kg/m3的貧商品混凝土填層,平均厚度為0.1-0.2m.

    7、屋面邊坡

          泡沫商品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的泡沫商品混凝土。

    8、儲罐底腳的支撐

          將泡沫商品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較佳應力狀態,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。泡沫商品混凝土的使用密度為800-1000kg/m3.

          綜上所述,泡沫商品混凝土以其良好的特性,廣泛應用于各類建筑中,充分利用泡沫商品混凝土的良好特性,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。


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