首页 > 文章中心 > 泡沫混凝土

泡沫混凝土

泡沫混凝土

泡沫混凝土范文第1篇

随着“轻质高强”作为评价材料的主要指标,建筑行业领域在满足强度的前提下尽可能地减轻材料质量,而泡沫混凝土即是符合这一条件的极佳选择,以其良好的保温隔热、隔音、防火、轻质性能和力学性能受到社会的关注,文章从分类、性能、组成等方面对其相关的知识做了若干综述,并就目前的研究进展进行简要说明。在建筑节能的大环境下,泡沫混凝土发展前景广阔。

关键词:

泡沫混凝土;轻质;性能;组成;建筑节能

作为建筑结构材料的混凝土历经一个多世纪的发展,从普通混凝土到高强混凝土再至高性能混凝土,已经发生了显著的改变。随着社会的需求不断提高,如今评价材料性能的一个重要指标是“轻质高强”,而所要论述的泡沫混凝土这一材料便是在提供一定的强度前提下,满足轻质要求的一大选择。同时,我国正在贯彻执行建筑节能政策,发展绿色建筑和循环经济,建筑材料绿色化将是今后一段时期内的重要发展方向。泡沫混凝土以其独特的结构性能,赋予其优异的物理、力学性能和功能实用,广泛应用于保温隔热工程、大体积回填工程和轻质制品制造等。

1泡沫混凝土的分类

泡沫混凝土是利用机械泡沫剂溶液进入泡沫,然后混合成硅材料(砂,粉煤灰),钙材料(水泥,石灰)等各种混合材料和水混合,混合搅拌均匀成各种规格的要求,轻混凝土在固化后含有大量的封闭孔隙。泡沫混凝土与普通混凝土相比,具有轻质、保温、隔热、隔音、防火、防燃、阻燃等优点,是一种新型环保节能建筑材料。事实上,泡沫混凝土的种类繁多。胶凝材料的组成可分为水泥泡沫混凝土,泡沫混凝土发泡菱镁混凝土、石膏、火山灰水泥泡沫混凝土;如果主要充填材料类型可分为粉煤灰泡沫混凝土,泡沫混凝土,秸秆泡沫混凝土;如果按块表密度一般可分为八个等级,即B03、B04、B05、B07、B08、B09、B10。

2泡沫混凝土的特性

无论是新的泡沫混凝土浆,或硬化的泡沫混凝土,都显示了一些特殊的物理和机械性能。

2.1密度小质量轻泡沫混凝土的密度小,由于泡沫混凝土材料的密度优势,应用在建筑物的内墙外墙体、屋里墙面、楼层墙面、立柱等一些普通混凝土不能胜任的或者具有特殊性能要求的场合使用这种材料,正常可使建筑物的自重降低20%~25%左右,有些情况下可达结构物总重的30%~40%。此外,它可以提高承载能力的组成部分,如使用泡沫混凝土代替普通混凝土。固此,在建筑工程中使用泡沫混凝土具有显著的经济效益。

2.2保温隔热性能好泡沫混凝土含有大量封闭的孔隙,每立方米微小气孔数达数亿个,正是这些密闭的微小气孔使得热源受到阻挡,故产生良好的保温隔热性能,这是一般混凝土所不具备的。

2.3隔音耐火性能好泡沫混凝土是一种多孔材料,因此它也是一种很好的隔音材料,如建筑地板和公路隔音板,地下建筑的顶层,电影和电视制作厂可以用作隔音材料层。泡沫混凝土是一种无机材料,它不会燃烧,因此它具有良好的耐火性能,可以在建筑中使用,提高建筑物的耐火性能。

2.4其他在建筑工程中,泡沫混凝土可以很好地运用于施工中,特别适合于现场和地下采空区的大量充填和浇注。此外,泡沫混凝土具有优良的防水性能,良好的冲击能量吸收性能,可以大量的有效利用工业废渣,价格低廉等优势。

3泡沫混凝土的组成

泡沫混凝土的良好性能是由其特定的原材料组成所决定的,其中,各组分均对性能的表现起到不可或缺的作用。

3.1泡沫剂常用的泡沫剂有铝粉、松香树脂、烷基磺酸盐、饱和或不饱和脂肪酸钠、木质素磺酸盐、蛋白质水解物以及高分子表面活性剂等。通常,以泡沫剂的发泡倍数、沉陷距及泌水量作为判定的三大指标,一般来讲,发泡倍数需不小于20,1小时后泡沫的沉陷距不大于10mm,泌水量不大于80ml,以使得泡沫剂在工艺上稳定料浆的均匀性,减少泌水保证容重的可控性。而起泡好的泡沫剂稳定性能不能确定,故不一定适合做泡沫剂。在使用过程中,泡沫剂需要掺和稳泡剂来提高其稳定性。当泡沫剂加入稳泡剂后,其发泡倍数明显降低,但稳定性却显著提高。

3.2集料在泡沫混凝土中,没有普通水泥混凝土中使用的粗集料,除了用砂粒作为填充料之外,还多使用固体废弃物和一些轻质骨料,如工业废渣(粉煤灰、矿渣粉、废石粉)、秸秆粉、锯末等,另外陶粒、膨胀EPS颗粒、膨胀珍珠岩等也有应用。砂粒在泡沫混凝土中主要起填充作用,有利于提高硬化后泡沫混凝土的体积稳定性和抗碳化能力。而适当限制砂粒的颗粒尺寸可以调节泡沫混凝土的密度,改善其流动性,有效提高材料的强度。

3.3胶凝材料水泥在泡沫混凝土中起主要胶凝作用,但采用高水泥含量时产生的过多水化反应热将导致明显的内部温度升高,容易引起泡沫的热破裂。因普通水泥凝结较慢,就在普通水泥中掺入一定量的高铝水泥和碳酸锂,以调整水泥浆的凝结时间。与水泥类的胶凝材料相比而言,石膏作为胶凝材料可制造出符合表观密度、强度和保温隔热要求的混凝土。再加以石膏制品具有十分独特的“呼吸功能”———调温调湿性,可调节建筑物室内舒适程度。

3.4外加剂因泡沫混凝土干缩大、吸湿性强等缺点突出,为弥补其不足可以采取添加外加剂的方式,所选用的外加剂应与胶凝材料相匹配,且具有早强、减水和促凝的功能,提高耐水性等。其目的在于提高泡沫混凝土早期强度,防止因硬化时间偏长而产生沉降和泌水。

3.5石灰、石膏石灰宜采用生石灰,其消化时产生的热量促进泡沫混凝土的快速硬化,同时向泡沫混凝土提供SiO2,使之在水热条件下与硅质材料中的SiO2、A12O3作用生成水化硅酸钙与氢氧化钙,有利于其早期强度及质量的提高。随着石灰掺量提高,材料强度增加。

4有关泡沫混凝土的研究进展

4.1国外的研究状况在国外发达国家泡沫混凝土的研究起步较早,给建筑行业带来一场规模较大的变革。

4.2国内的研究状况泡沫混凝土的优异物理力学性能使得对其的研究与应用在国内受到越来越多的重视,近年来,泡沫混凝土被广泛用。但在应用过程中存在易于开裂、吸水等缺陷,其性能有待进一步改进与提高。再者,我国对于泡沫混凝土的研究尚处于初步阶段,制备材料的技术没有达到应有的高度,使用的设备较为落后。

5结束语

当今世界强调人类生存和发展的协调一致“,低碳环保”成为平稳发展必须考虑的关键名词。随着我国建筑行业墙体材料的改革和建筑节能政策的推行,那么应以节约能源、绿色环保作为出发点,而泡沫混凝土这一材料,不仅具有较低的热膨胀系数、较好的隔热、隔音以及耐火性能,而且能够充分利用工业废弃物,并赋予其更好的性能。这些对于改善人类的居住环境、减少工业污染、节约资源以及降低成本等方面均起着重要作用。因此,作为一种多功能多用途的符合现代建筑特点和要求的环境友善型材料,泡沫混凝土前景十分广阔,应大力推广,对其相关领域的进一步开发与探究势必会给建筑行业的发展带来深远影响。

参考文献

[1]蒋冬青.泡沫混凝土应用新进展[J].中国水泥,2003(3).

[2]马大跃.泡沫混凝土漫谈[J].中国科技信息,2009(6).

[3]王永滋.粉煤灰泡沫混凝土的生产与应用[J].福建建设科技,2001,2:35-36.

泡沫混凝土范文第2篇

关键词:泡沫混凝土;节能环保;应用;特性

随着现代建筑对新材料的需求,有关泡沫混凝土的研究也在增多,其应用在国内外建筑行业内越来越广泛。因此,了解泡沫混凝土的一些重要性能与应用之间的联系,对施工人员在实践中选用泡沫混凝土材料具有重要的现实意义[1~3]。

1泡沫混凝土的性能研究

1.1 泡沫混凝土的概念

泡沫混凝土是使用发泡剂[4],采用机械制泡,再将泡沫与胶凝材料、水、外加剂等均匀混合,使用机械设备浇筑成型、通过自然养护或蒸压养护而成的一种含有丰富闭口孔隙的材料。

1.2 泡沫混凝土的基本性能

1.2.1 质量轻。泡沫混凝土的干容重范围在300~1600kg/m3之间,质量轻,为施工提供很大便利,在我国常用来做建筑物的墙体填充材料、屋面材料、隔墙材料等,同时大大降低了建筑物的自重,提高了建筑物的抗震能力。

1.2.2 保温隔热性能好。泡沫混凝土中含有丰富的封闭孔隙,可以隔断热交换,导热系数小。通常,我们把导热系数小于0.23W/m・K的材料称为绝热材料。泡沫混凝土的导热系数一般在0.08~0.3W/m・K范围内。体积密度小于500kg/m3的泡沫混凝土,其导热系数一般小于0.09W/m・K。

1.2.3 吸声隔音耐火性能好。吸声材料是指吸声系数大于0.2的材料。泡沫混凝土作为多孔材料,孔隙率高,吸声系数在0.8~1.4之间,能够很好的阻止声音的传播,无论是作为建筑物隔墙使用还是在一些大的会议室、办公室、KTV等作为建筑装修材料使用,其优异的吸声隔音效果显著。泡沫混凝土作为无机非金属材料,属于难燃材料,在建筑物上可作为防火门、防火板等使用。

1.2.4 抗震性能强。抗震力与地基荷载的大小成反比,而地基荷载与墙体材料的密度息息相关,这是由于建筑物70%左右的重量来自于墙体材料的自重。泡沫混凝土质轻,其较小的弹性模量可提高建筑物构件的临界力,防止构件在地震载荷作用下失稳。

1.2.5 其它性能。泡沫混凝土的耐久性不输于普通混凝土,按照设计要求施工,优质高性能的泡沫混凝土服役期限可达100年,而且一次施工可终身保温。此外,泡沫混凝土使用方式灵活,我们可以在工厂里加工成施工需要的构件,批量生产性能优良的泡沫混凝土制品,也可现场浇筑。

2 泡沫混凝土在国内外的应用

2.1 泡沫混凝土在国外的应用

2.1.1 修建运动场跑道。改善泡沫混凝土内部孔隙结构及孔隙率,提高其可渗性及排水能力,用作运动场基础,再覆盖人造草皮或砾石,就成了网球、足球及曲棍球运动场;若泡沫混凝土层上加一层5cm厚的多孔沥青材料及塑料层还可作田径跑道使用。

2.1.2 用作挡土墙。泡沫混凝土是一种粘结性能良好的刚性体,主要作为港口的岸墙使用。由于其并不沿周边对岸墙施加侧向压力,可减少对岸墙的侧向荷载,降低垂直荷载,降低沉降,减少维修费用,经济适用。

2.1.3 管线回填。使用密度等级为600~1100kg/m3的泡沫混凝土回填地下废弃的油柜、管线及水电管道等,效果好,费用低。

2.1.4 其它。泡沫混凝土也可用来制作夹芯构件(400~600kg/m3)、复合墙板(500kg/m3)及用作供水、电管线的隔离等。

2.2 泡沫混凝土在我国的应用

2.2.1 泡沫混凝土砌块。泡沫混凝土砌块(容重为900~1200kg/m3)生产规格多,质量较轻,抗震性能好,可加工性强,施工方便,造价低,一般用作框架结构的填充墙及墙体保温层[5]。如李军伟[7]在研究中提出使用活性污泥蛋白作为发泡剂生产的泡沫混凝土砌块,其性能完全能够满足建材标准要求。

2.2.2 隔墙板。泡沫混凝土也可用来制作轻质隔墙板。如周浪平[6]研发的一种钢板网泡沫混凝土轻质墙体板材,主要由钢板网笼做骨架,填充泡沫混凝土形成的一种复合材料,可作为非承重墙体板材使用,施工便利,抗渗性好,隔热保温,材质薄,非常适合做屋内隔墙使用。

2.2.3 补偿地基。建筑物不均匀沉降导致裂缝产生是在施工中常遇到的难题,一般通过优化设计方案、施工工艺及材料选等方法来解决沉降缝的问题。若从选材方面考虑,在施工中便可选用轻质的泡沫混凝土作为建筑物自重较低部分的基础填充材料,泡沫混凝土良好的可压缩性能够把其力学性能很好约束在设计要求的范围之内。

2.2.4 现浇屋面泡沫混凝土保温层。容重等级在200~1000kg/m3范围内泡沫混凝土的,导热系数很小,保温隔热性能良好,可作为屋面保温层材料使用。在屋面施工中保温层可与找坡找平层一起施工,减少屋面构造层数。但泡沫混凝土容易吸水和渗水,破坏屋面构造,造成屋面漏水。因此在使用泡沫混凝土做屋面保温层时一定要做好防渗漏措施。

2.2.5 其它方面的应用。泡沫混凝土可用在回填灌浆中,也可在地铁隧道减荷中、在隧道衬砌中等工程中使用。

3 泡沫混凝土在发展应用中存在的问题

泡沫混凝土作为新一代墙体材料的代表在国外已经大面积推广,但我国的应用却不普遍。为了使泡沫混凝土能在我国推广使用,对现有使用的泡沫混凝土需要解决以下问题:

(1)强度偏低。泡沫混凝土内部含有丰富的孔洞,孔隙率大幅度升高,强度即随之降低,容重等级为800~850kg/m3的泡沫混凝土抗压强度一般低于2.0MPa,硬化后表面易开裂、吸收率及收缩率增大,导致强度下降。面对这些问题,研究者可从混凝土的组成材料选用、配合比及添加剂等入手,协调好孔隙率、孔隙结构与强度的关系,这对改善泡沫混凝土的性能非常有利。

(2)容重问题。泡沫混凝土为保证其轻质的优势,在生产中一般引入大量泡沫,但这些泡沫却难以在浆体中分散开,因此容重低于500kg/m3的泡沫混凝土就难以搅拌成型,而且容重过低又会影响泡沫混凝土的强度。大量气泡的引入还会增大泡沫混凝土的吸水率,导致其抗冻性变差,制约了其使用和发展。

(3)孔结构问题。泡沫混凝土使用的发泡剂的种类很多,也有很多研究者在关注着发泡剂,但是从现有泡沫混凝土的制品来看,发泡剂在料浆中的孔隙结构无规律可循,成孔机理研究缺乏使研究者在制作泡沫混凝土及其制品的时候难以协调各技术指标之间的关系,在进一步改善泡沫混凝土性能时有所限制。

参考文献

[1]蒋冬青.泡沫混凝土应用新进展[J].中国水泥,2003(3):46-48.

[2]李森兰,路长发.泡沫混凝土发展现状与应用述评[J].地暖月刊,2008(1):83.

[3]田学春,符云海.泡沫混凝土在我国的应用研究状况[J].建筑砌块与砌块建筑,2010:23-24.

[4]尚洪下.泡沫混凝土砌块发泡剂的研制新型建筑材料[J].1999(1):15-16.

[5]陈姿蓉,王新生,等.浅谈建筑墙体无机保温材料的耐久性[J].创新科技导报,2010(31):32.

泡沫混凝土范文第3篇

关键词:性能;发展前景

Abstract: Since twentieth Century, concrete is a kind of high quality inorganic building materials, has become the world's most widely used, the use of building materials the biggest. Foam concrete is a kind of novel energy-saving material, it has good performance of light insulation, fire earthquake, in the construction of a resource-saving society in China environment is bound to its superior performance in the field of building energy conservation has more broad prospects for development.

Key words: performance; development prospects

中图分类号:[TU984.11+5]文献标识码:A 文章编号:

泡沫混凝土是以石灰、水泥、水、泡沫等基础材料为主,加入一些填料、骨料、和外加剂等材料经过养护而形成的具有一定强度的混凝土工程材料。它通常用机械发泡的方法制作专用泡沫水溶液,再与混凝土基础材料混合搅拌、浇注并养护成型的一种内部多孔材料。

泡沫混凝土自问世以来,大量国内外学者对其做了深入而细致的研究和开发,并在国内外各种工程中有了一定的应用和发展。它以其优质的性能已越来越为建筑节能行业所亲睐。总结国内外学者实验得出如下数据:

表1 泡沫混凝土与普通混凝土的性能比较

一、泡沫混凝的性能特点:

1、低密度超轻

泡沫混凝土相对于普通混凝土密度较小,普通混凝土密度一般在2200~2400kg/m3,而泡沫混凝土的密度为200~1600kg/m3。目前工程上常用的密度等级为200~450kg/m3,近年来,更是出现了密度仅为160kg/m3的超轻泡沫混凝土,并已经在建筑工程中获得了应用。

2、保温隔热性能好

由于泡沫的发泡作用,使泡沫混凝土内部拥有大量细小的封闭孔隙,这些孔隙降低了混凝土的导热系数,使其具有良好的保温隔热效果。目前工程应用中的密度为200~450kg/m3的泡沫混凝土的导热系数在0.08~0.3W/(m.K)之间,热阻约为普通混凝土的10~20倍。

隔音效果好

泡沫混凝土是一种多孔材料,这些孔隙形成了无数的自由面,声波经过这些自由面的反射、折射、叠加,不断地衰减,因此具有良好的隔声作用。实验表明,使用泡沫聚苯板作为保温隔声材料时,其隔声效果较差。当使用50mm厚芯层的泡沫聚苯板时,墙体两侧能听到清晰的说话声,而使用50mm厚芯层的泡沫混凝土墙体时,却基本听不到说话声。

耐火耐久性能好

泡沫混凝土是无机材料,是安全不燃材料,其耐火等级为A级,具有良好的耐火耐久性能。在建筑中,完全满足任何建筑的防火等级要求。而泡沫混凝土与钢筋相结合,包裹在钢筋,能有效的减缓钢筋的锈蚀。当发生火灾时,钢结构不易受到高温而产生变形熔化。

低弹抗震性能优良

泡沫混凝土内部具有无数的封闭孔隙,使其具有较低的弹性模量,是普通混凝土弹性模量的1/60。其内部许多的蜂窝状气孔,能有效提高材料吸收冲击动能的能力,使其成为一种优良的抗冲击吸能材料。Du,Du-Lan等对泡沫混凝土层厚度对复合结构爆破荷载的影响进行了研究,研究显示泡沫混凝土显著提高了复合结构的爆破荷载。

其它性能

泡沫混凝土整体性能好,可在施工现场浇筑,根据相似相容原理,它与普通混凝土能够有效的粘接,增加结构的整体性。在此基础上,泡沫混凝土具有良好的防水性能,相对封闭的气孔,使之吸水率低,有效阻止水汽的侵入。此外,泡沫混凝土生产施工较方便,既能现场浇筑也能在工厂内预制成各种构件,大大提高了施工的工作效率。另外,泡沫混凝土是一种无机材料,相比泡沫聚苯板等有机保温材料而言不会产生有害物质,固其具有良好的环保性能。

二、泡沫混凝土的应用范围

随着我国建筑节能减排政策的实施,一些优质的材料展现出它们强大的竞争力,泡沫混凝土就是其中之一。而国内外研究和开发的深入,也使之应用越来越广泛。

1、泡沫混凝土在国外的发展

在美国、加拿大、意大利、等西方发达国家以及日本、韩国等亚洲国家,对泡沫混凝土的研究及应用已经相当成熟。在建筑墙体材料、补偿地基沉降、修筑港口挡土墙、修建运动场及跑到、修建海上石油平台、高速公路吸声屏障等方面应用相当广泛。

2、泡沫混凝土在国内的发展

目前,在我国泡沫混凝土的应用集中在制作泡沫混凝土砌块,用作管线填充回填材料、建筑吸声材料、建筑吸能材料、建筑防火材料,而在用作建筑保温材料中也展现出更巨大的优势。现阶段,在国内泡沫混凝土的研究及应用还不够成熟,一些工程从国外引进一些先进的技术并且与我国实际研究成果相结合用于本工程的施工,均取得了很好的效果。如杭萧钢构武汉世纪家园小区应用泡沫混凝土进行现浇,取得了不错的效果。

三、泡沫混凝土的发展前景

可持续发展是国家现阶段正大力实施的发展原则,节能减排成为建筑材料行业一个重要的考虑因素,而泡沫混凝土这些优良的性能正适应了行业的发展要求,必然成为行业关注的热点,加之国内外理论研究的深入开展,泡沫混凝土的应用性已越来越成熟。

1、泡沫混凝土作为保温材料的优势

泡沫混凝土的发展除了上诉在国内的应用外,在保温领域必然具有很好的发展前景。建筑保温是业内发展的一个重要的领域,而现阶段业内的保温材料主要集中在以泡沫聚苯板、泡沫聚氨酯板为代表的有机保温材料上。近年来,国内一些火灾事故的发生,将有机保温材料推向了风口浪尖。国内应用的大多数有机保温材料都具有易燃性,而且燃烧后产生大量有害气体,危害人员健康,污染大气环境。两一方面,有机保温材料的耐久隔声性能远不及泡沫混凝土,在这两方面泡沫混凝土具有强大的优势。与加气混凝土、泡沫玻璃、矿棉岩棉、玻化微珠、陶粒等无机保温材料相比,泡沫混凝土也具有密度小、可现浇施工、吸水率低、工艺灵活、品种多、价格低投资小等优点。

泡沫混凝土作为保温材料的发展方向

泡沫混凝土作为无机保温材料,相对于有机保温材料拥有巨大的优势。随着建筑保温材料的发展,泡沫混凝土必将取代有机保温材料,引领新一代的保温材料革命。其主要应用于墙体自保温和外墙外保两方面,在墙体自保温方面,可与钢结构及钢框架结构现浇形成自保温墙体,也可与砖混结构现浇形成夹芯自保温墙体、空心砖及砌体现浇自保温墙体、夹芯自保温墙体板、蒸压泡沫混凝土自保温墙体砌块等。在外墙外保温产品方面,可用于外墙外保温现浇墙体、外墙外保温板(粘贴型、锚固型、干挂型)。

结语:泡沫混凝土的优质性能使其在业内具有强大的竞争力,随着对其研发的深入,泡沫混凝土必将推动建筑节能领域的革命。然而,现阶段国内对泡沫混凝土缺乏一定的工程应用实例和标准的体系支撑,以及缺乏政府的推动和社会的广泛认知,使其在业内广泛应用还必须经历一个短暂的过程。

参考文献:

[1]刘小燕,王新瑞,刘磊,蒋临生泡沫混凝土的研究进展及应用[J].混凝土,2012(6):34-36.

[2]闫振架,泡沫混凝土有望成为保温材料首选[J].CHINA CONCRETE 2010.01 NO.07 22-26.

泡沫混凝土范文第4篇

摘要:泡沫混凝土的特性、泡沫混凝土的生产工艺、我国泡沫混凝土的应用现状、国外泡沫混凝土应用的新进展关键词:混凝土施工材料泡沫混凝土是混凝土大家族中的一员,近年来,国内外都非常重视泡沫混凝土的研究与开发,使其在建筑领域的应用越来越广,现将有关情况介绍如下:一、泡沫混凝土的特性泡沫混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中,经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭的孔隙,使其具有下列良好的物理力学性能。1、轻质泡沫混凝土的密度小,密度等级一般为300-1800kg/m3,常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200kg/m3,近年来,密度为160kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于泡沫混凝土的密度小,在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料,一般可使建筑物自重降低25%左右,有些可达结构物总重的30%-40%。而且,对结构构件而言,如采用泡沫混凝土代替普通混凝土,可提高构件的承截能力。因此,在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。2、保温隔热性能好由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙,因此具有良好的热工性能,即良好的保温隔热性能,这是普通混凝土所不具备的。通常密度等级在300-1200kg/m3范围的泡沫混凝土,导热系数在0.08-0.3w/(m·K)之间。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料,具有良好的节能效果。3、隔音耐火性能好泡沫混凝土属多孔材料,因此它也是一种良好的隔音材料,在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。泡沫混凝土是无机材料,不会燃烧,从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、其它性能泡沫混凝土还具有施工过程中可泵性好,防水能力强,冲击能量吸收性能好,可大量利用工业废渣,价格低廉等优点。为了帮助工程监督、检测从业人员不断提高专业技术水平,二、泡沫混凝土的生产工艺泡沫混凝土的基本原料为水泥、石灰、水、泡沫,在此基础上掺加一些填料、骨料及外加剂。常用的填料及骨料为:砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、苯脱克细骨料,常用的外加剂与普通混凝土一样,为减水剂、防水剂、缓凝剂、促凝剂等。泡沫混凝土的生产方法有湿砂浆法和干砂浆法两种。湿砂浆法通常是在混凝土搅拌站将水泥、砂与水等搅拌成砂浆,并用汽车式搅拌机车运至工地,再将单独制成的泡沫加入砂浆,搅拌机将泡沫及砂浆拌匀,然后将制备好的泡沫混凝土注入泵车输送或现场直接施工。干砂浆法是将各干组份(水泥、粉煤灰等)通过散装运输或传动系统输送至施工现场,干组份与水在施工现场拌合,然后将单独制成的泡沫加入砂浆,两者在匀化器内拌合,然后用于现场施工。最近,日本采用蛋白质物添加适量的阳离子表面活性剂配成的混合发泡剂,采用现场浇注成型的工艺,研制成功现浇泡沫混凝土新工艺。共所用发泡沫是在蛋白质中掺入0.1%-5%的阳离子表面活性剂而配成,阳离子表面活性剂使用季铵盐。其制备方法有三种:一种是将水、蛋白质物、阳离子表面活性剂混合,经发泡剂机发泡,再注入水泥料浆中搅拌,制备泡沫水泥浆,现浇成型;一种是将水、蛋白质物、阳离子表面活性剂混合,经高速搅拌机发泡,再注入水泥料浆中,制备发泡水泥浆;一种是按第二种方法发泡,一边加入少量水泥,一边高速搅拌,制备发泡水泥浆,其中前一种制备方法较好。上述制备方法生产的现浇混凝土不仅轻质、高强、耐火,更引人注目的是不需蒸压养护,现浇即可成型,节能效果显著。三、我国泡沫混凝土的应用现状近年来,我国越来越重视建筑节能工作,随着与建筑节能有关政策的实施,墙体材料改革取得了显著的成就,节能材料倍受欢迎。泡沫混凝土以其良好的特性,已用于节能墙体材料中,在其它方面也获得了应用。目前,泡沫混凝土在我国的应用情况如下。1、泡沫混凝土砌块泡沫混凝土砌块是泡沫混凝土在墙体材料中应用量最大的一种材料。在我国南方地区,一般用密度等级为900-1200kg/m3的泡沫混凝土砌块作为框架结构的填充墙,主要是利用该砌块隔热性能好和轻质高强的特点。尤以广东省应用最多,目前该省泡沫混凝土砌块的年用量达60万平方米。在北方,泡沫混凝土砌块主要用作墙体保温层,表1为广州市美城新型建材开发有限公司生产的泡沫混凝土砌块的性能指标。哈尔滨建筑大学研制了聚苯乙烯泡沫混凝土砌块,并用于城市楼房建设。此种砌块是以聚苯乙烯泡沫塑料作为骨料,水泥和粉煤灰作胶凝材料,加入少量外加剂,经搅拌、成型和自然养护而成,其规格为200×200×200mm,可用于内、外非承重墙体材料,也可用于屋面保温材料。它具有质量轻、导热系数小、抗冻性高、防火、生产简单、造价较低、施工方便等优点。其与烧结黏土砖的技术经济对比表见表2。2、泡沫混凝土轻质墙板目前用于建筑物分户和分室隔墙的主要材料是GRC轻质墙板,由于其原料价格较高,影响了其推广应用。中国建筑材料科学研究院采用GRC隔墙板生产工艺结合固体泡沫剂和泡沫水泥的研究成果,开发出了粉煤灰泡沫水泥轻质墙板的生产技术,并得到了应用。该产品生产采用的原料如下:30%-40%的粉煤灰,45%-65%的硫铝酸盐水泥,0-15%的膨胀珍珠岩以及一定体积的泡沫。与传统的GRC轻质墙板相比,采用泡沫混凝土生产技术,不但能明显降低产品的成本,而且大大改善了浆体的流动性,使成型更为方便。该产品的物理力学性能见表3。3、泡沫混凝土补偿地基现代建筑设计与施工越来越重视建筑物在施工过程中的自由沉降。由于建筑物群各部分自重的不同,在施工过程中将产生自由沉降差,在建筑物设计过程中要求在建筑物自重较低的部分其基础须填软材料,作为补偿地基使用。泡沫混凝土能较好地满足补偿地基材料的要求。例如,在北京团结湖大厦的部分基础中,现场浇注了厚度为150mm、抗压强度在0.10±0.02Mpa,密度小于200kg/m3泡沫混凝土,取得了良好的效果。据现场测试,此种低密度泡沫混凝土的强度可很好地控制在设计的范围内,且具有良好的压缩性。四、国外泡沫混凝土应用的新进展近年来,美国、英国、荷兰、加拿大等欧美国家以及日本、韩国等亚洲国家,充分利用泡沫混凝土的良好特性,将它在建筑工程中的应用领域不断扩大,加快了工程进度,提高了工程质量,现归纳如下。1用作挡土墙主要用作港口的岩墙。泡沫混凝土在岸墙后用作轻质回填材料可降低垂直载荷,也减少了对岸墙的侧向载荷。这是因为泡沫混凝土是一种粘结性能良好的刚性体,它并不沿周边对岸墙施加侧向压力,沉降降低了,维修费用随之减少,从而节省很多开支。泡沫混凝土也可用来增进路堤边坡的稳定性,用它取代边坡的部分土壤,由于减轻了质量,从而就降低了影响边坡稳定性的作用力。用于减少侧向压力的泡沫混凝土的密度为400-600kg/m3。2、修建运动场和田径跑道使用排水能力强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础,上面覆以砾石或人造草皮,作为运动场用。泡沫混凝土的密度为800-900kg/m3。此类运动场可进行曲棍球,足球及网球活动。或者在泡沫混凝土上盖上一层0.05m厚的多孔沥青层及塑料层,则可作田径跑道用。3、作夹芯构件在预制钢筋混凝土构件时可采用泡沫混凝土作为内芯,使其具有轻质高强隔热的良好性能。通常采用密度为400-600kg/m3的泡沫混凝土。4、用作复合墙板用泡沫混凝土制作成各种轻质板材,在框架结构中用作隔热填充墙体或与薄钢板制成复合墙板,泡沫混凝土的密度通常为600kg/m3左右。5、管线回填地下废弃的油柜、管线(内装粗油、化学品)、污水管及其它空穴容易导致火灾或塌方,采用泡沫混凝土回填可解决这些后患,费用也少。泡沫混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位,一般为600-1100kg/m3。6、贫混凝土填层由于使用可弯曲的软管,泡沫混凝土具有很大的工作度及适应性,因此它经常用于贫混凝土填层。如对隔热性要求不很高,采用密度为1200kg/m3左右的贫混凝土填层,平均厚度为0.05m;如对隔热性要求很高,则采用密度为500kg/m3的贫混凝土填层,平均厚度为0.1-0.2m。7、屋面边坡泡沫混凝土用于屋面边坡,具有重量轻、施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为10mm/m,厚度为0.03-0.2m,采用密度为800-1200kg/m3的泡沫混凝土。8、储罐底脚的支撑将泡沫混凝土浇阶在钢储罐(内装粗油、化学品)底脚的底部,必要时也可形成一凸形地基,这样可确保整个箱底的支撑在焊接时年处于最佳应力状态,这一连续的支撑可使储罐采用薄板箱底。同时凸形地基也易于清洁。泡沫混凝土的使用密度为800-1000kg/m3。9、其它泡沫混凝土也可用于防火墙的绝缘填充,隔声楼面填充、隧道衬管回填;以及供电、水管线的隔离等方面。

泡沫混凝土范文第5篇

关键词:泡沫混凝土;力学性能;抗折强度;抗压强度

引言

伴随着空气环境质量不断下滑,节能减排已成为我国基本国策。建筑节能与绿色建筑受到空前关注。墙体及屋面的保温隔热将是建材绿色化的一个重要发展方向,而泡沫混凝土可作为取代聚苯乙烯泡沫塑料的防火保温隔热材料广泛应用于节能建筑中。泡沫混凝土是用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入到由水泥基胶凝材料、集料、掺合料、外加剂和水等制成的料浆中,经混合搅拌、浇注成型、自然或蒸汽养护而成的轻质多孔混凝土,也称发泡混凝土[1-4]。泡沫混凝土具有质轻、隔热、隔音、耐火、防水和抗冲击性能好等优点。其缺点也相对比较明显:强度偏低、吸水率较大。为了改善泡沫混凝土性能,在泡沫混凝土中添加纤维来改变其性能不失为一种有效的途径。纤维具有化学稳定性强、不吸水、抗酸碱能力强,在水泥基材料中呈三维空间乱向分布,具有增强、阻裂和增韧的作用,能够改变泡沫混凝土的孔结构[5-8],从而改善泡沫混凝土的力学性能。本文采用化学发泡和物理发泡相结合的方式,利用42.5级硅酸盐水泥制备泡沫混凝土,并对泡沫混凝土养护,通过试验对不同配合比下混凝土的干密度进行了比较,并研究了相同干密度的素泡沫混凝土和纤维泡沫混凝土抗折强度和抗压强度的影响。

1试验情况

1.1仪器设备

深圳新三思生产的电子万能材料试验机SMT5105;BL168-8型小型发泡机;电子秤;电热鼓风干燥箱;自制小型搅拌机;钢板尺。

1.2原材料

水泥:为防止泡沫混凝土的泌水和塌陷,提高其早期强度,本研究选用茂名市油城牌水泥厂生产的42.5级普通硅酸盐水泥。发泡剂:本研究采用的是一种复合发泡剂,使用时按1:40加水稀释,发泡倍数为20。纤维:采用了一种无碱玻璃短纤维,其物理性能见表1所示。减水剂:本课题组自行研制醇胺类外加剂。水:普通自来水。

1.3试验配合比

本次试验主要研究在水灰比为0.5的情况下,分别设计了泡沫混凝土和纤维泡沫混凝土不同密度的配合比,具体见表2、表3所示。

1.4泡沫混凝土制作养护过程

先按配合比表格,考虑5%的损耗,将所需用料的质量计算出后,将水加入水泥中,用自制小型搅拌机进行搅拌,得到流动性良好的浆体,加入纤维搅拌(不掺纤维的略去此步)。与此同时,将发泡剂和水按照比例混合,用发泡机制备气泡高度稳定、泡沫细小且均匀的泡沫。把制备好的泡沫与搅拌好的水泥浆一起搅拌至均匀,最后将泡沫混凝土浇筑到预制好的模具中,用钢板尺对模具的边角进行防止踏模,最后将表面刮平。抗折试样尺寸为320mm×80mm×80mm;抗压试样尺寸为100mm×100mm×100mm。试件成型后编号、拆模,将其放在温度20±2℃、相对湿度95%的标准养护箱内养护至28d。

2泡沫混凝土的力学性能对比

按照GB11969-2008《蒸压加气混凝土的试验方法》标准分别对上述试件进行抗折、抗压力学性能试验。性能测试均在微控电子万能试验机SMT5105上完成,加载速度为1000N/s,室温为20±5℃。试验结果如表4、表5所示,其中表观密度、抗折强度、抗压强度均为三个试样平均值。

2.1不同密度下力学性能对比

相同水灰比的情况下,设计不同密度的泡沫混凝土,通过对比不同密度泡沫混凝土28d的抗折、抗压强度力学性能测试。泡沫混凝土试件从开始加载到破坏,整个过程只发生变形,吸收能量,基本不出现裂缝。根据表4中试样结果作强度性能随密度变化曲线图1所示。通过图1可以看出:泡沫混凝土的抗折强度、抗压强度都随表观密度的增大而增加。原因是在水灰比、工艺一致的条件下,孔隙率与表观密度成反比,即泡沫混凝土表观密度越小,孔隙率越高,低表观密度泡沫混凝土内部存在大量的细小均匀的泡沫,导致泡沫混凝土抵抗破坏的能力降低,泡沫混凝土的抗折强度和抗压强度迅速降低;与之相反,孔隙率小的泡沫混凝土强度偏高。

2.2纤维掺量不同时性能对比

根据表5中试样结果作强度性能随纤维量变化曲线图2所示。通过图2结果显示,纤维量从0.3%增加到0.6%时,泡沫混凝土的抗折有所提高;纤维量从0.6%提高到1.2%时,泡沫混凝土的抗折强度降低幅度较大,而纤维对抗压峰值应变的影响有限,其对抗压性能的改善主要体现在峰后承载能力上,其影响主要体现在峰值荷载之后性能的改善上。主要原因是在泡沫混凝土中掺入少量无碱玻璃短纤维后,其在水泥基材料中呈三维空间乱向分布,能够改变泡沫混凝土的孔结构,对泡沫混凝土的强度,特别是抗折强度有增强作用,但随着掺入量的增加,浆料的流动性大幅度下降,致使其抗折强度降低,抗压强度变化不明显。

3结论

泡沫混凝土的抗折、抗压强度随着表观密度的增加而增大;掺入纤维量从0增加到0.6%时,泡沫混凝土的抗折、抗压强度都不同程度有所提高;纤维量从0.6%提高到1.2%时,泡沫混凝土的抗折强度降低幅度较大,而抗压强度则基本维持不变。

参考文献

[1]JC/T1062-2007泡沫混凝土砌块[S].

[2]潘志华.新型高性能泡沫混凝土制备技术研究[J].建筑石膏与胶凝材料,2002(5):l-5.

[3]蒋冬青.泡沫混凝土应用新进展[J].中国水泥,2003,(3):46-48.

[4]张巨松.国内外混凝土发泡剂及发泡技术分析[J].低温建筑技术,2001(4):66-67.

[5]杨瑞环,霍冀川,等.纤维泡沫混凝土强度的正交试验[J].混凝土与水泥制品,2014(3):62-65.

[6]谢尔盖.玄武岩纤维的特性及其在中国的应用前景[J].玻璃纤维,2005(5):44-48.

[7]李国忠,宁超等.改性聚丙烯纤维对水泥砂浆力学性能的影响[J].建筑材料学报,2010(2):135-138.