韓香菊 楊文玲
摘 要:文章通過綜述泡沫混凝土的基本性質(zhì)及其在建筑工程中的應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)泡沫混凝土在使用中仍然存在很多問題需要解決。希望通過文章的分析,可以為相關(guān)工作提供參考。
關(guān)鍵詞:泡沫混凝土;節(jié)能環(huán)保;應(yīng)用;特性
隨著現(xiàn)代建筑對(duì)新材料的需求,有關(guān)泡沫混凝土的研究也在增多,其應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外建筑行業(yè)內(nèi)越來越廣泛。因此,了解泡沫混凝土的一些重要性能與應(yīng)用之間的聯(lián)系,對(duì)施工人員在實(shí)踐中選用泡沫混凝土材料具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1~3]。
1泡沫混凝土的性能研究
1.1 泡沫混凝土的概念
泡沫混凝土是使用發(fā)泡劑[4],采用機(jī)械制泡,再將泡沫與膠凝材料、水、外加劑等均勻混合,使用機(jī)械設(shè)備澆筑成型、通過自然養(yǎng)護(hù)或蒸壓養(yǎng)護(hù)而成的一種含有豐富閉口孔隙的材料。
1.2 泡沫混凝土的基本性能
1.2.1 質(zhì)量輕。泡沫混凝土的干容重范圍在300~1600kg/m3之間,質(zhì)量輕,為施工提供很大便利,在我國(guó)常用來做建筑物的墻體填充材料、屋面材料、隔墻材料等,同時(shí)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 保溫隔熱性能好。泡沫混凝土中含有豐富的封閉孔隙,可以隔斷熱交換,導(dǎo)熱系數(shù)小。通常,我們把導(dǎo)熱系數(shù)小于0.23W/m·K的材料稱為絕熱材料。泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)一般在0.08~0.3W/m·K范圍內(nèi)。體積密度小于500kg/m3的泡沫混凝土,其導(dǎo)熱系數(shù)一般小于0.09W/m·K。
1.2.3 吸聲隔音耐火性能好。吸聲材料是指吸聲系數(shù)大于0.2的材料。泡沫混凝土作為多孔材料,孔隙率高,吸聲系數(shù)在0.8~1.4之間,能夠很好的阻止聲音的傳播,無論是作為建筑物隔墻使用還是在一些大的會(huì)議室、辦公室、KTV等作為建筑裝修材料使用,其優(yōu)異的吸聲隔音效果顯著。泡沫混凝土作為無機(jī)非金屬材料,屬于難燃材料,在建筑物上可作為防火門、防火板等使用。
1.2.4 抗震性能強(qiáng)。抗震力與地基荷載的大小成反比,而地基荷載與墻體材料的密度息息相關(guān),這是由于建筑物70%左右的重量來自于墻體材料的自重。泡沫混凝土質(zhì)輕,其較小的彈性模量可提高建筑物構(gòu)件的臨界力,防止構(gòu)件在地震載荷作用下失穩(wěn)。
1.2.5 其它性能。泡沫混凝土的耐久性不輸于普通混凝土,按照設(shè)計(jì)要求施工,優(yōu)質(zhì)高性能的泡沫混凝土服役期限可達(dá)100年,而且一次施工可終身保溫。此外,泡沫混凝土使用方式靈活,我們可以在工廠里加工成施工需要的構(gòu)件,批量生產(chǎn)性能優(yōu)良的泡沫混凝土制品,也可現(xiàn)場(chǎng)澆筑。
2 泡沫混凝土在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用
2.1 泡沫混凝土在國(guó)外的應(yīng)用
2.1.1 修建運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑道。改善泡沫混凝土內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)及孔隙率,提高其可滲性及排水能力,用作運(yùn)動(dòng)場(chǎng)基礎(chǔ),再覆蓋人造草皮或礫石,就成了網(wǎng)球、足球及曲棍球運(yùn)動(dòng)場(chǎng);若泡沫混凝土層上加一層5cm厚的多孔瀝青材料及塑料層還可作田徑跑道使用。
2.1.2 用作擋土墻。泡沫混凝土是一種粘結(jié)性能良好的剛性體,主要作為港口的岸墻使用。由于其并不沿周邊對(duì)岸墻施加側(cè)向壓力,可減少對(duì)岸墻的側(cè)向荷載,降低垂直荷載,降低沉降,減少維修費(fèi)用,經(jīng)濟(jì)適用。
2.1.3 管線回填。使用密度等級(jí)為600~1100kg/m3的泡沫混凝土回填地下廢棄的油柜、管線及水電管道等,效果好,費(fèi)用低。
2.1.4 其它。泡沫混凝土也可用來制作夾芯構(gòu)件(400~600kg/m3)、復(fù)合墻板(500kg/m3)及用作供水、電管線的隔離等。
2.2 泡沫混凝土在我國(guó)的應(yīng)用
2.2.1 泡沫混凝土砌塊。泡沫混凝土砌塊(容重為900~1200kg/m3)生產(chǎn)規(guī)格多,質(zhì)量較輕,抗震性能好,可加工性強(qiáng),施工方便,造價(jià)低,一般用作框架結(jié)構(gòu)的填充墻及墻體保溫層[5]。如李軍偉[7]在研究中提出使用活性污泥蛋白作為發(fā)泡劑生產(chǎn)的泡沫混凝土砌塊,其性能完全能夠滿足建材標(biāo)準(zhǔn)要求。
2.2.2 隔墻板。泡沫混凝土也可用來制作輕質(zhì)隔墻板。如周浪平[6]研發(fā)的一種鋼板網(wǎng)泡沫混凝土輕質(zhì)墻體板材,主要由鋼板網(wǎng)籠做骨架,填充泡沫混凝土形成的一種復(fù)合材料,可作為非承重墻體板材使用,施工便利,抗?jié)B性好,隔熱保溫,材質(zhì)薄,非常適合做屋內(nèi)隔墻使用。
2.2.3 補(bǔ)償?shù)鼗?。建筑物不均勻沉降?dǎo)致裂縫產(chǎn)生是在施工中常遇到的難題,一般通過優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、施工工藝及材料選等方法來解決沉降縫的問題。若從選材方面考慮,在施工中便可選用輕質(zhì)的泡沫混凝土作為建筑物自重較低部分的基礎(chǔ)填充材料,泡沫混凝土良好的可壓縮性能夠把其力學(xué)性能很好約束在設(shè)計(jì)要求的范圍之內(nèi)。
2.2.4 現(xiàn)澆屋面泡沫混凝土保溫層。容重等級(jí)在200~1000kg/m3范圍內(nèi)泡沫混凝土的,導(dǎo)熱系數(shù)很小,保溫隔熱性能良好,可作為屋面保溫層材料使用。在屋面施工中保溫層可與找坡找平層一起施工,減少屋面構(gòu)造層數(shù)。但泡沫混凝土容易吸水和滲水,破壞屋面構(gòu)造,造成屋面漏水。因此在使用泡沫混凝土做屋面保溫層時(shí)一定要做好防滲漏措施。
2.2.5 其它方面的應(yīng)用。泡沫混凝土可用在回填灌漿中,也可在地鐵隧道減荷中、在隧道襯砌中等工程中使用。
3 泡沫混凝土在發(fā)展應(yīng)用中存在的問題
泡沫混凝土作為新一代墻體材料的代表在國(guó)外已經(jīng)大面積推廣,但我國(guó)的應(yīng)用卻不普遍。為了使泡沫混凝土能在我國(guó)推廣使用,對(duì)現(xiàn)有使用的泡沫混凝土需要解決以下問題:
(1)強(qiáng)度偏低。泡沫混凝土內(nèi)部含有豐富的孔洞,孔隙率大幅度升高,強(qiáng)度即隨之降低,容重等級(jí)為800~850kg/m3的泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度一般低于2.0MPa,硬化后表面易開裂、吸收率及收縮率增大,導(dǎo)致強(qiáng)度下降。面對(duì)這些問題,研究者可從混凝土的組成材料選用、配合比及添加劑等入手,協(xié)調(diào)好孔隙率、孔隙結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的關(guān)系,這對(duì)改善泡沫混凝土的性能非常有利。
(2)容重問題。泡沫混凝土為保證其輕質(zhì)的優(yōu)勢(shì),在生產(chǎn)中一般引入大量泡沫,但這些泡沫卻難以在漿體中分散開,因此容重低于500kg/m3的泡沫混凝土就難以攪拌成型,而且容重過低又會(huì)影響泡沫混凝土的強(qiáng)度。大量氣泡的引入還會(huì)增大泡沫混凝土的吸水率,導(dǎo)致其抗凍性變差,制約了其使用和發(fā)展。
(3)孔結(jié)構(gòu)問題。泡沫混凝土使用的發(fā)泡劑的種類很多,也有很多研究者在關(guān)注著發(fā)泡劑,但是從現(xiàn)有泡沫混凝土的制品來看,發(fā)泡劑在料漿中的孔隙結(jié)構(gòu)無規(guī)律可循,成孔機(jī)理研究缺乏使研究者在制作泡沫混凝土及其制品的時(shí)候難以協(xié)調(diào)各技術(shù)指標(biāo)之間的關(guān)系,在進(jìn)一步改善泡沫混凝土性能時(shí)有所限制。
參考文獻(xiàn)
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