浅谈发泡混凝土特性及推广应用

浅谈发泡混凝土特性及推广应用

喻艳红

中国电建集团四川工程有限公司，四川 成都

摘要:发泡混凝土又名泡沫混凝土，是通过化学或物理的方式将空气等气体引入混凝土浆体中，经过成型、养护形成含有大量孔洞并具有一定强度的混凝土制品。具有轻质、保温隔热、隔音、不易燃等性能，是一种节能环保建筑材料。通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将发泡剂与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型。本文通过对发泡混凝土的特性与生产工艺的分析，探讨了发泡混凝土在建筑工程中的合理应用与发展前景。  

关键词:发泡混凝土、特性、应用、前景。  

1. 发泡混凝土的特性  

目前，我国主要的保温混凝土材料是泡沫混凝土。对泡沫混凝土而言，发泡剂是一个重要的环节。泡沫混凝土发泡剂主要有4类:松香树脂类发泡剂(第一代发泡剂)、 合成类发泡剂(第二代发泡剂)、蛋白型发泡剂(第三代发泡剂)及复合型发泡剂(第四代发泡剂)。复合型发泡剂稳定性好及塑化分散性好气泡细腻均匀，并且气泡高度高达167.5mm。发泡混凝土内部含有大量细小、封闭、均匀分布气孔的多孔性材料。在建筑材料方面，泡沫混凝土作为一种无机建筑保温材料，具有质量轻、隔热保温好、防火隔音优良、抗水减震佳等特性。应用于建筑物的楼地面、顶棚、墙体、卫浴间、屋面和衬垫等工程，起保温、隔热、隔音、抗渗、防潮、防腐、抗渗和抗震作用。使其具有下列良好的物理力学性能。

1、质量轻  

发泡混凝土的密度小，常用发泡混凝土的密度等级为300~1200kg/m3，表观密度=300~500kg/m3，抗压强度0.5~0.7MPa。近年来，密度为180kg/m3的超轻发泡混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于发泡混凝土的密度小，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%。因此，在建筑工程中采用发泡混凝土具有显著的经济效益。

2、保温隔热性能好 

由于发泡混凝士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，这是普通混凝士所不具备的。通常密度等级在300~1200kg/m3范围的发泡混凝土，发泡混凝土导热系数为0.045~0.06w/m-K,蓄热系数>0.95。采用发泡混凝土作为建筑物墙体、地面及屋面材料，具有良好的节能效果。

3. 隔音耐火性能好

  发泡混凝土属于多孔材料，因此它也是一种良好的隔音材料。在建筑物的外墙、楼面和隔墙以及地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。发泡混凝土是无机材料，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。

3. 流动性、整体性好 泡沫混凝土使用的外加剂主要包括水泥强度激发剂、减水剂和发泡剂。实际操作中，往往用加减水量或者增减水泥浆量来增加或减少混凝土的流动性，与主体工程结合紧密。

4. 低弹减震性好 发泡混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。

5. 耐水性 现浇发泡水泥吸水性较小，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。 7、耐久性能好 与主体工程寿命相同。 8、生产加工方便 发泡混凝土不但能在厂内生产成各种各样的制品，而且还能现场施工，直接现浇成屋面、地面和墙体。

9. 环保性能好  发泡混凝土所需原料为水泥和发泡剂，发泡剂为中性，不含苯、甲醛等有害物质，避免了环境污染和消防隐患。 10、施工方便 只需使用水泥发泡机可实现自动化作业，可泵送实现垂直高度200米的远距离输送，工作量为150~300m³/工作日。 11、其它性能 发泡混凝土还具有施工过程中可泵性好，防水能力强，抗压强度高(0.5~22.2Mpa)，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。

2. 发泡混凝土的生产工艺

发泡混凝土的基本原料为水泥、石灰、水、发泡剂。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。 

 发泡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，再将单独制成的发泡加入砂浆，搅拌机将发泡及砂浆拌匀，然后将制备好的发泡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，然后将单独制成的发泡加入砂浆，两者在匀化器内拌合，然后用于现场施工。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、发泡混凝土现浇技术

发泡混凝土用在地暖、屋面、隔音垫层等施工方面无疑是-种极好的建筑无机保温材料。它与现有的有保温材料如聚苯板对比具有如下优势:使用寿命长、环保无任何挥发性物质等优点。因此这些优势发泡混凝土开始在运用于地暖施工中。同时发泡混凝土施工并非工厂化生产，也可以在工地现场操作施工。

1、发泡混凝土现浇技术的应用 

 发泡混凝土现浇的战略方向是建筑节能领域新产品的研发和推广，是环保节能保温材料。主要应用于现浇发泡混凝土屋面及墙体保温材料、地暖保温材料、室内垫层材料等。  

2. 发泡混凝土现浇施工 

1. 施工准备  

材料要求及主要机具:  

水泥:宜用325号以上的普通硅酸盐水泥，可用矿渣硅酸盐水泥，有侵蚀性介质作用时，应按设计要求选用。 

 砂:用中砂，不得含有杂物。含泥量不得超过3%，使用前必须过3~5mm孔径的筛。  主要机具:发泡机、砂浆搅拌机、铁抹子、扫帚、木抹子、刮杠等。 (2)技术人员将相应施工方案进行技术安全交底。

(3)基层处理。把杂物清理清扫干净并用水湿润。 (4)发泡制取和使用。发泡混凝土所用的发泡应该使用专用设备制取，其发泡直径应控制在0.5- 2mm之间，且应有弹性，不易破碎。混凝土发泡应随制取随使用，留置时间不宜大于20分钟。 3、发泡混凝土补偿地基 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。发泡混凝土能较好地满足补偿地基材料的要求。发泡混凝士是利用物理方法制备发泡，再将发泡加入到胶凝材料、粉煤灰、填料、水及各种外加荆组成的料浆中。经搅拌、洗注成型、养护而成的多孔轻质材料。由于发泡混凝土中含有大量封闭孔隙，所以有轻质、保温、隔热、耐火及隔音的性能。现如今发泡混凝土是混凝土大家族中的一员。近年来，国内外都非常重视发泡混凝土的研究与开发，使其在建筑领域的应用越来越广。

2. 施工工艺及技术要求 （1）严格按设计的技术指标和配合比要求施工，控制每立方米泡沫混凝土中水泥、发泡剂、特种骨料、各种外加剂或泡沫砼专用干粉料的用量，设计要求:A03级配，即干密度300kg/m3，导热系数为0.068W/m.k,抗压强度0.54Mpa。

2. 根据设计厚度，按照总包单位提供的层高控制点，提前做好浇筑发泡混凝土的控制点及控制线。 （3）对设备、量具进行检查测试，先放少量净水检查输送泵压力是否正常。

3. 水泥浆按设计选用的泡沫混凝土型号，先将定量的水加入搅拌机，再将称量好的水泥、粉煤灰和添加料投入搅拌机内搅拌，时间不小于2分钟。 （5）预制发泡和水泥浆体通过发泡混凝土生产设备混合，使水泥泡沫浆料达到均质化要求，进行现场直接泵送浇筑。预拌好的水泥泡沫浆料应在1小时内用完。用2m的抹尺将泡沫混凝土浆料在15分钟内快速摊铺抹平;发泡混凝土浇筑面应做到平整，并一次浇筑成型。 （6）细部处理，对污染的墙壁、器具、设备、管道要清洗干净;

（7）施工注意事项 1）泡沫砼混合料搅拌要充分搅拌均匀，与发泡剂好混合均匀。

2）搅拌泡沫砼混合料时，必须严格控制水的用量。 3）施工用水必须采用自来水，严禁含酸性物质的水掺入发泡沫剂中，以免产生化学反应，影响发泡沫剂的发泡效果。 4）泡沫混凝土的施工环境温度宜在-5度以上，并应避免在雨天、烈日高温条件下施工。 5）泡沫混凝土的流动性大，当屋面的坡度大雨2%，用泡沫混凝土进行找坡施工时必须采用模版辅助。 6）泡沫混凝土施工必须在有专业知识的技术人员指导下进行，对每道工序严格把关没确保质量。 7）泡沫混凝土及细石混凝土防水层内设的各种预埋件、预埋管(水管、排水孔等)，应在浇筑混凝土前做好，严禁在保护层上凿孔打洞，不得在保护层内埋设管线。 （8)养护及成品保护 1）泡沫混凝土浇筑12-14小时后进行保湿养护，在初凝前严禁上人踩踏，养护时间为14天; 2）在保养期间不得穿钉鞋在上行走，不能堆重物，不能在上面拉车，不得在其上面凿孔等: 3）交付使用前，泡沫混凝土面层荷载不能超过其设计抗压强度标准值。 4）泡沫砼在施工后的10天内应尽快进行其上层工艺施工，以便对其进行良好的隐蔽保护。防止在浇筑回填保护层过程中损坏保温层，对损坏的保温层应做重点密封处理; （9)工程质量验收 1）泡沫混凝土的品种、规格应符合设计和相关标准的规定; 2）现场发泡的泡沫混凝土，其配合比应计量准确、搅拌均匀，分层连续施工。并应对其导热系数、干密度、抗压强度，随机见证取样送检。 3）泡沫混凝土防水保护层不得出现坑凹、裂缝、表面应抹光、平整、坡向正确，不得有裂缝、起壳、起沙的缺陷;

4）强度初检:施工24小时后人走在上面不留有明显的脚印; 5）资料检查:查看每天施工记录，确保每一环节的施工工序都做到细致到位; 6）资料检查:审查水泥及水泥发泡剂等材料的出厂“合格证、型式检测报告是否齐备;检查施工单位工商五证及泡沫混凝土等相关产品认证备案文件;  7）现场取样复检:由业主及监理代表见证现场取样，取100×100×100规格的泡沫砼试块，对现场拌合施工的泡沫混凝土进行取样复检试验，复检内容为抗压强度、导热系数、干容重，相关技术指标应符合JC/T266-2011《泡沫混凝土》国家标准。 8）对于各项隐蔽工程应按《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411-2007规定进行隐蔽工程验收;

9）现浇泡沫混凝土的尺寸偏差和外观(如下表)

四、发泡混凝土的前景

1. 混凝土具有很好的耐水性。与木材和普通钢材不同，混凝土能承受水的作用，而不会产生严重劣化，这使它能称为建造调控、储存和输送水的结构物的理想材料。混凝土对水侵蚀的耐久能力是它能够在严酷的工业环境和自然环境中获得广泛的应用的原因。 2、混凝土是采用混凝土容易制得各式各样、尺寸大小不同的混凝土构件。因为新拌混凝土具有良好的可塑性和稠度，能使材料流入预先支好的模板里，数小时后，当混凝土凝结硬化为坚硬物质后，可拆除模板待下次使用。 3、混凝土是它在工程中容易获得，也是最便宜的材料。配制混凝土的主要原材料如骨料、水泥、水的成本都比较低，并且在世界上大部分地区都能获得。根据组成材料的运输成本，不同地区混凝土的价格也有所不同。 综合上述，发泡混凝土发展潜力不可估量！

2