购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

1.2 泡沫混凝土的概述

1.2.1 泡沫混凝土的定义及分类

泡沫混凝土又称发泡水泥、发泡混凝土或轻质混凝土,是以硅酸盐水泥基、石膏基、菱镁基、硫铝酸盐水泥、地聚物水泥基胶凝材料等为主要基料,采用物理发泡法或化学发泡法,制备成的含有大量微小气孔的轻质多孔材料。泡沫混凝土属于加气混凝土的一种,二者的制备工艺有很多相近之处,但从定义上讲,二者还是存在一定差别。广义上的加气混凝土,包括泡沫混凝土、加气混凝土砌块和加入引气剂的混凝土。但狭义上的加气混凝土,通常单指加气混凝土砌块。

泡沫混凝土具有轻质、隔音耐火、保温隔热、整体性好、低弹减振、加工方便及环保性能好等优点(见图 1.1),一直以来广受好评。近年来,随着建筑节能的推广,各国加大对泡沫混凝土的资金投入,推动了泡沫混凝土的发展,拓宽了泡沫混凝土的应用范围。

泡沫混凝土一般按以下方法进行分类:

1)按组成的胶凝材料分类

按组成的胶凝材料,可分为水泥泡沫混凝土、火山灰质胶结材料泡沫混凝土、石膏泡沫混凝土、菱镁泡沫混凝土及硫铝酸盐水泥泡沫混凝土。

图1.1 泡沫混凝土孔结构与抗火性能检验

2)按密度等级分类

按泡沫混凝土的干密度,可分为 300,400,500,600,700,800,900,1 000,1 200,1 400,1 600 kg/ m 3 11 个等级。

3)按强度等级分类

按泡沫混凝土的抗压强度,可分为 0.3,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,7.5,10.0,15.0,20.0 MPa 11 个等级。

4)按吸水率分类

按泡沫混凝土的吸水率,可分为 5%,10%,15%,20%,25%,30%,40%,50%8 个等级。

5)按生产制备工艺分类

按发泡方法,可分为化学发泡法和物理发泡法;按生产工艺,可分为现浇泡沫混凝土和工厂预制泡沫混凝土。

6)按应用领域分类

按应用领域,可分为园林泡沫混凝土、路用泡沫混凝土、房建泡沫混凝土、工程泡沫混凝土及产业泡沫混凝土。

7)按填料种类分类

按填料种类,可分为粉煤灰泡沫混凝土、秸秆泡沫混凝土、矿渣泡沫混凝土、尾矿粉泡沫混凝土及煤矸石泡沫混凝土等。

8)按功能分类

按泡沫混凝土的使用功能,可分为保温型泡沫混凝土砌块(见图 1.2(a))、保温结构性泡沫混凝土和结构保温一体型泡沫混凝土(见图 1.2(b))。

图1.2 泡沫混凝土砌块与轻质墙板

1.2.2 泡沫混凝土的发泡工艺

1)物理发泡法

物理发泡法包括高速搅拌发泡法和压缩空气发泡法。

(1)高速搅拌发泡法

高速搅拌发泡法是将预先稀释好的发泡剂溶液倒入高速搅拌机中,经快速搅拌产生泡沫,随后将泡沫取出倒入正在搅拌的胶凝材料浆体中进行混合搅拌。这种发泡方式操作简单,但在搅拌过程中很难使上下泡径均匀,搅拌过程中容易使泡沫产生破裂,而且不同的搅拌速度和搅拌时间会导致制备的泡沫性能存在很大的差异。

(2)压缩空气发泡法

压缩空气发泡法是采用空压发泡机,将稀释好的发泡剂溶液吸入混泡管在空气压缩作用下吹出泡沫,不但可直接吹入水泥浆体,而且可随时停止发泡,根据需求量控制发泡量,减少浪费,而且方便与泵送设备协同使用,可用于大面积现场浇筑。

相比于高速搅拌叶片发泡法,压缩空气法产生的泡沫泡径较均匀,制备的泡沫混凝土性能更好。工程中,制备泡沫混凝土常用物理发泡法压缩空气法。物理发泡法对应的泡沫混凝土生产制备工艺为预制泡混合工艺。

2)化学发泡法

化学发泡法是指在胶凝材料浆体中加入一种或两种化学试剂,充分搅拌后浇模,使其通过化学反应静停发泡,使浆体发生膨胀。这种方法不适合大工程量的施工,而且化学反应的时间点不容易控制,产生的气泡数量不容易计算,气泡的质量也较差,故在工程中应用较少。化学发泡法对应的泡沫混凝土的生产制备工艺为混合搅拌工艺。

1.2.3 泡沫混凝土的工程应用

1)外墙保温板

外墙和屋面保温是泡沫混凝土的主要应用领域,与其他有机或无机类保温板相比,泡沫混凝土保温墙板不但拥有良好的保温隔热性能,而且具备轻质、防火和耐久性好的优点。近年来,我国从泡沫混凝土的干密度、强度和导热系数 3个方面的性能寻求升级空间。已研发出密度低于 150 kg/ m 3 、抗压强度高于0.12 MPa、导热系数低于 0.03 W/ (m·K)的超轻泡沫混凝土保温墙板,用于建筑外墙和屋面可起到优良的保温效果,如图 1.3(a)所示。

2)泡沫混凝土砌块

为了提高砌筑速度,可将泡沫混凝土做成体积较大的泡沫混凝土砌块,拥有良好的隔音效果和自保温效果,可用作自保温内隔墙和自保温外墙。用于制作自保温墙体的泡沫混凝土的密度一般低于 700 kg/ m 3 ,导热系数低于 0.15 W/ (m·K)。在建筑物中有选择地使用泡沫混凝土砌块,可减轻结构自重,增加建筑使用面积。现阶段泡沫混凝土砌块主要用于保温,也用于非承重结构,少数用作承重墙体,几乎很少用于主体承重结构。

图1.3 泡沫混凝土应用工程

3)回填材料

与普通混凝土比,泡沫混凝土的流动性好,施工简便(可直接泵送至需要填充的部位),回填密实度高,不需要振捣和碾压,成本较低。与砂石相比,泡沫混凝土回填效率更高且承受荷载较均匀。泡沫混凝土作为回填材料主要应用于地下管线、水井、排污管道、采空区及地下洞穴等回填,甚至近年来开始用于隧道工程,起到消能减荷的作用。

4)地基工程

泡沫混凝土在补偿地基方面起到了很好的效果。在建筑物施工过程中,因建筑物自重不同会产生不均匀沉降,泡沫混凝土具有良好的可压缩性,其强度可控制在允许的范围内,以确保建筑物均匀沉降,降低沉降差。另外,泡沫混凝土拥有良好的渗水性能,且轻质,耐久性好,在泡沫混凝土基础上面覆盖塑胶或人造草皮可制成运动场,舒适性较好。由于泡沫混凝土的吸声性能好,且弹性模量低。因此,可用作机场地基,防止振动对跑道的损伤。

5)挡土墙

泡沫混凝土是一种黏结性能良好的刚性体,将其用作岸墙的回填材料,并不会对岸墙施加侧向压力,可降低对墙体的侧向荷载,并有效降低岸墙的沉降,减少维护费用。另外,泡沫混凝土可取代边坡的土壤,减轻边坡质量,提高边坡的稳定性,如图 1.3(b)所示。

6)减振层

近年来,专家开始考虑在隧道等地下结构设置减振层来减轻振害。泡沫混凝土具有消能减振的作用,可很好地吸收周围的岩石变形产生的能量,同时其耐久性较好且容易适应隧道结构的施工要求和地质环境。

7)装饰工程

泡沫混凝土在装饰工程和园林景观方面有着很好的发展势头。由于泡沫混凝土质轻,易加工且成型较快。因此,可替代普通的混凝土材料填充一些实体景观造型,不但能减轻其自重,还可降低成本。泡沫混凝土与石膏相比,拥有更低的密度更高的强度。因此,它可代替石膏用来制作一些工艺品,甚至制作一些可浮在水面上的景观和装饰品,提升观赏效果。

8)军工防护工程

以泡沫混凝土为基础并配有钢筋制成的钢筋混凝土结构,可用作地下军工防护结构。它具有很好的吸能缓冲作用,可有效地降低子弹和爆破的冲击作用,减少破坏,且造价低廉,施工速度快,可大面积使用。 4yB07wRIaoDPES1EYTfPnhZSX8eabZvtatx2TqIFH+SPCAlug7P+mOzOX3Lu5DLF

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×

打开