建筑施工中泡沫混凝土技術應用

董 新

山東國舜建設集團有限公司 山東 濟南 250300

施工技術的創新推進了我國建筑行業發展進程的加快,泡沫混凝土施工技術是利用物理方法制備泡沫,并將泡沫加入到填料等外加劑中形成料漿,并通過加工養護最終成為具有多孔、輕質的泡沫混凝土材料。由于其具有多孔、輕質、保溫、耐火、隔音等優質性能,成為了建筑混凝土施工中的重要成員,并被建筑行業廣泛運用。

1 泡沫混凝土的簡介

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：其一,自身成塑性好,在厚度的調節與控制上具有高度準確性;其二,保障泡沫混凝土強度在設計要求內;其三,泡沫混凝土具備足夠的壓縮量。

2 泡沫混凝土的特性

泡沫混凝土中的泡沫之制備通常是利用機械方法,通過泡沫混凝土各種制備流程,使泡沫混凝土具有良好的物理力學性能,以滿足建筑施工的要求。泡沫混凝土自身所具備的特性也是被廣泛應用在建筑施工中的主要原因,有效緩解了建筑施工中的經濟效益壓力,提升了建筑施工中的便利性,促進建筑施工保溫效果、防水效果、安全性等功能的完善。以下對泡沫混凝土包含的輕質、保溫隔熱性能好、隔音耐火性能好以及其它性能加以分析。

2.1 輕質 密度小是泡沫混凝土的主要特性之一,泡沫混凝土的密度一般為每立方米300kg 到1800kg 之間,當前我國在建筑施工中常用的泡沫混凝土密度一般在每立方米1200kg內。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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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。

2.5 整體性好,施工方便、速度快。泡沫混凝土現場澆注,與主體工程結合緊密,只需使用水泥發泡機可實現自動化作業,可泵送實現垂直高度200m 的遠距離輸送,工作量為150—300 立/工作日,減少了工人勞動強度,提高了施工速度。

2.6 耐久、環保 泡沫混凝土壽命與主體結構相同,且所需原料為水泥和發泡劑,發泡劑大都接近中性,不含苯、甲醛等有害物質。

2.7 泡沫混凝土與加氣體混凝土的區別 相同點：二者孔結構和材料性能相似,都是在混凝土內部形成封閉的泡沫孔,使混凝土輕質化和保溫隔熱化。不同點：加氣混凝土是利用化學發氣,通過化學反應,由內部產生氣體而形成氣孔,其氣孔多為橢圓形;而泡沫混凝土是通過機械制泡的方法,先將發泡劑制成泡沫再混入凝膠材料形成泡沫漿體,經自然養護或蒸汽養護而成,其內部氣孔多為多面體。

3 我國泡沫混凝土在建筑工程中的應用分析

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,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。

3.2 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。

3.3 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。

3.4 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。

3.5 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。

3.6 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。

3.7 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。

3.8 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。

3.9 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。

結束語

綜上所述,泡沫混凝土技術在建筑施工中的應用具有非常重要的價值,對于建筑施工質量與施工效率的提升具有積極影響。但是,我國在泡沫混凝土技術方面的研究仍舊處于初級階段,需要相關的技術人員加大研究力度,不斷的開發與改進,以發揮泡沫混凝土的特性與優勢,推進我國建筑施工質量的提升。