泡沫混凝土在建筑工程中的应用

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　　摘要：近年来，随着科学技术的发展，节能型材料的开发应用越来越多的受到人们的关注，泡沫混凝土这一新型材料体现了节能、利废、保温、隔热、轻质的性能优点。我国对泡沫混凝土的也进行了深入的研究和开发。本文重点分析了泡沫混凝土的性能特点，提出了现阶段我国泡沫混凝土存在的问题及改善途径。
　　关键词：泡沫混凝土；特性；影响因素
　　
　　近年来，随着我国墙体材料的改革与建筑节能政策的推行，节能新材料的开发和应用受到越来越多的关注，泡沫混凝土正是体现了发展节能、利废、保温、轻质、隔热等性能的一种材料。我国对泡沫混凝土也进行了深入的研究和开发，其种类和应用领域也在不断扩大。由于泡沫混凝土在性能上的优点，其应用广泛，国际上有许多既拥有完善的配套设备，又拥有完整数据和经验的专门承揽泡沫混凝土施工工程的大公司。相比之下，国内的公司还并不成熟，严重影响了泡沫混凝土的质量及应用。
　　一、泡沫混凝土的特性
　　1、很轻的质量。泡沫混凝土的密度小,密度300公斤/立方米~ 1800公斤/立方米,常用的泡沫混凝土的密度一般为300 ~ 1200公斤/立方米,近年来, 密度为160公斤每立方米的超轻型混凝土也在建筑得到应用。由于泡沫混凝土的密度小,在大楼的内部墙壁、地板、立柱、楼面等建筑结构应用此材料，一般会使建筑减轻重量25%左右。有的可达总重量的30%至 40%。对于结构构件来说,如果采用泡沫混凝土代替普通混凝土，可以提高构件的现状和承重能力。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、保温性能好。因为泡沫混凝土含有大量的小缝隙,所以导热性能好,也就是说具有良好的保温隔热性能,这是普通混凝土不具备的。通常密度在300-1200公斤每立方米范围的泡沫混凝土,导热系数在0.08 - -0.3 w /(m•K)之间。采用泡沫混凝土墙壁和屋顶建筑材料,具有良好的节能效果。
　　3、隔音耐火性能较好。泡沫混凝土是多孔性材料,因此它也是一个良好的隔音材料,在建筑地板和公路隔音板、地下建筑物的顶层都可以用来作为一个隔音层材料。泡沫混凝土是无机材料,不燃烧,具有良好的阻燃性能、在建筑物上使用,可以改进建筑防火性能。
　　4、其他特性。泡沫混凝土也有施工的过程中防水能力强的特点。冲击能量吸收性能好,可以使用大量的工业废渣、价格低廉等优点。
　　二、泡沫混凝土在应用中存在的问题及改善途径
　　由于用料、施工方法和管理等方面的原因，使配制的泡沫混凝土往往会出现一些问题，尤其足在使用性能上表现出一些不足：
　　1、强度低：体积密度为800公斤/立方米到850公斤/立方米的泡沫混凝土的抗压强度低,一般低于2.0 MPa,有的甚至小于1.0 MPa、影响泡沫混凝土强度的因素为:
　　首先,混合比的影响。如果单独使用水泥泡沫混凝土,就会随着水泥强度等级的提高,泡沫混凝土的强度增加。但实际施工往往会同时通过添加混合材,如粉煤灰、矿渣、硅灰、沙子。混合材料的加入会致使泡沫混凝土早期强度降低,但对后期强度影响不大,如果同时引入激发剂,就可以减少早期强度的损失。当使用砂作为细集料时,一般也不会引起泡沫混凝土强度的降低，相反，会对体积稳定性和减少收缩非常有利。
　　其次是水灰比的影响。如果只从泡沫混凝土内部结构变化分析,水灰比的提高会导致强度的降低。但是,大量的试验证明,当水灰比在一定范围内增加的时候,强度不但不会降低，反而有改善提高的趋势。可是在低水灰比的条件下,采取适当的措施也可以确保水泥浆具有良好的流动性,进而制出高强度泡沫混凝土。
　　再次是养护条件的影响。养护条件对泡沫混凝土强度和强度的发展也有重大影响。泡沫混凝土成型水灰比较大,故应加强早期养护,防止水分蒸发得太快,从而导致裂纹强度的降低,当温度升高的时候,水泥水化速度就会加快、泡沫混凝土早期发展迅速,但对后期强度有一定的负面影响。
　　最后,添加剂的影响。泡沫混凝土涉及的外加剂主要为发泡剂、减水剂和掺合料的激发剂。如上面所提到的发泡剂对泡沫混凝土的影响巨大,需要选择对系统的副作用小,发泡能力大,泡沫强度高的发泡剂,激发剂主要用于掺合料的加入将会导致泡沫混凝土早期强度降低,可以减少降低的幅度,但也会使最终强度减小; 减水剂主要会使体系在低水灰比下也可将泡沫与料浆的混合均匀。
　　由以上的分析可以看出,提高泡沫混凝土强度的技术途径主要有以下几点:选择适当的比例,保证低水灰比,采用优质发泡剂和高效减水剂制备泡沫混凝土;加强早期养护。
　　2、开裂:硬化泡沫混凝土表面开裂,导致了吸收外来大量的水分。而影响泡沫混凝土收缩开裂的因素表现为：
　　 (1)水泥含量和种类的影响。在普通硅酸盐水泥水化硬化过程中固体体积增大,而水泥+水系统则为收缩的。其次,在水泥水化过程中加上放出热量,引起初始体积膨胀和收缩,收缩和冷却明显增加。此外,水泥水化过程中还存在自收缩。所以,一般情况下,如果其他条件基本相同,水泥用量增加,泡沫混凝土的收缩也会相应增大。并非所有的水泥水化水泥都是收缩的,如膨胀水泥,如果水化后体积不但不会收缩，体积反而会增加,可以在一定程度上弥补系统的体积收缩。但膨胀水泥泡沫混凝土也会影响一些其他性能。
　　（2）集料的效果。通过增加它的体积总能有效降低混凝土的收缩,但只有在泡沫混凝土中加入细集料。但是集料是惰性物质,太多的加入会导致混凝土强度的降低。
　　（3）水灰比和养护条件影响。如上面所提到的水的蒸发作用的泡沫混凝土裂缝有着直接的影响。根据这个经典水泥水化理论、水泥水化的水灰比为0.38,但泡沫混凝土水灰比高达0.7 - 0.8。在干燥的环境中多余的水遇到高温时,它就会蒸发掉,从而使泡沫混凝土收缩裂缝。特别是在成型的早期,当缺乏有效的维护时,情况尤为严重。由此可见,低水灰比是保证泡沫混凝土开裂的一个关键因素。
　　从以上分析可以看出,防止泡沫混凝土收缩裂缝,导致吸水性大的主要技术措施有:选择合适的水泥种类及用量、成型时用低水灰比,加强保水;优化维护措施。
　　三、结论
　　总之，在我国大力提倡低碳经济的政策环境下，建筑行业大力推进生态节能、资源利用的建筑材料的研发和应用，泡沫混凝土因为具有良好的性能而使其应用前景广泛，我们只有针对泡沫混凝土应用中出现的问题，及时采取措施加以改进，才能使这一新型建筑材料发挥它应有的作用。

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