泡沫混凝土在建筑工程中的應用與發(fā)展

程校生

摘要：泡沫混凝土是一種內(nèi)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(zhì)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。國內(nèi)外都非常重視泡沫混凝土的研究與開發(fā), 使其在建筑領域的應用越來越廣。

關鍵詞：泡沫混凝土；簡介；生產(chǎn)工藝；應用現(xiàn)狀；發(fā)展

近年來，我國越來越重視建筑節(jié)能工作，泡沫混凝土是一種內(nèi)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(zhì)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。國內(nèi)外都非常重視泡沫混凝土的研究與開發(fā),使其在建筑領域的應用越來越廣。

1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(jīng)攪拌、澆注成型、養(yǎng)護而成的多孔輕質(zhì)材料。由于泡沫混凝土中含有大量封閉孔隙,所以有輕質(zhì)、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(xiàn)場制備,就是現(xiàn)澆,也可以集中制備,用混凝土罐車長距離送到現(xiàn)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。

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(chǎn)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?shù)鼗褂?而且必須滿足以下幾個條件:本身的成塑性較好,能準確控制厚度;材料的強度能嚴格控制在設計的范圍中;有足夠的壓縮量。

2 泡沫混凝土的生產(chǎn)工藝

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。

泡沫混凝土的生產(chǎn)方法有濕砂漿法和干砂漿法兩種。濕砂漿法通常是在混凝土攪拌站將水泥、砂與水等攪拌成砂漿，并用汽車式攪拌機車運至工地，再將單獨制成的泡沫加入砂漿，攪拌機將泡沫及砂漿拌勻，然后將制備好的泡沫混凝土注入泵車輸送或現(xiàn)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(tǒng)輸送至施工現(xiàn)場，干組份與水在施工現(xiàn)場拌合，然后將單獨制成的泡沫加入砂漿，兩者在勻化器內(nèi)拌合，然后用于現(xiàn)場施工。

3 我國泡沫混凝土的應用現(xiàn)狀

目前，泡沫混凝土在我國的應用情況如下：

3.1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(qū)，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(zhì)高強的特點。尤以廣東省應用最多，目前該省泡沫混凝土砌塊的年用量達60萬平方米。在北方，泡沫混凝土砌塊主要用作墻體保溫層。

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(jīng)攪拌、成型和自然養(yǎng)護而成，其規(guī)格為200×200×200mm,可用于內(nèi)、外非承重墻體材料，也可用于屋面保溫材料。它具有質(zhì)量輕、導熱系數(shù)小、抗凍性高、防火、生產(chǎn)簡單、造價較低、施工方便等優(yōu)點。

3.2 泡沫混凝土輕質(zhì)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(zhì)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(chǎn)工藝結合固體泡沫劑和泡沫水泥的研究成果，開發(fā)出了粉煤灰泡沫水泥輕質(zhì)墻板的生產(chǎn)技術，并得到了應用。該產(chǎn)品生產(chǎn)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(tǒng)的GRC輕質(zhì)墻板相比，采用泡沫混凝土生產(chǎn)技術，不但能明顯降低產(chǎn)品的成本，而且大大改善了漿體的流動性，使成型更為方便。

3.3 泡沫混凝土補償?shù)鼗?/p>

現(xiàn)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(chǎn)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?shù)鼗褂谩Ｅ菽炷聊茌^好地滿足補償?shù)鼗牧系囊蟆＠纾诒本﹫F結湖大廈的部分基礎中，現(xiàn)場澆注了厚度為150mm、抗壓強度在0.10±0.02Mpa，密度小于200kg/m3泡沫混凝土，取得了良好的效果。據(jù)現(xiàn)場測試，此種低密度泡沫混凝土的強度可很好地控制在設計的范圍內(nèi)，且具有良好的壓縮性。

4國外泡沫混凝土應用的新進展

近年來，美國、英國、荷蘭、加拿大等歐美國家以及日本、韓國等亞洲國家，充分利用泡沫混凝土的良好特性，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(zhì)量，現(xiàn)歸納如下。

4.1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(zhì)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(jié)省很多開支。

泡沫混凝土也可用來增進路堤邊坡的穩(wěn)定性，用它取代邊坡的部分土壤，由于減輕了質(zhì)量，從而就降低了影響邊坡穩(wěn)定性的作用力。

用于減少側向壓力的泡沫混凝土的密度為400-600kg/m3。

4.2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(zhì)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(wǎng)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。

4.3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(nèi)芯，使其具有輕質(zhì)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。

4.4用作復合墻板

用泡沫混凝土制作成各種輕質(zhì)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。

4.5管線回填

地下廢棄的油柜、管線（內(nèi)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。

4.6 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(jīng)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500 kg/m3的貧混凝土填層，平均厚度為0.1-0.2m。

4.7 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(yōu)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。

4.8儲罐底腳的支撐

將泡沫混凝土澆階在鋼儲罐（內(nèi)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(tài)，這一連續(xù)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。

4.9 其它

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。