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泡沫混凝土

泡沫混凝土又稱為發泡水泥、輕質混凝土等,是一種利廢、環保、節能、低廉且具有不燃性的新型建筑節能材料。輕質混凝土(泡沫混凝土)是通過化學或物理的方式根據應用需要將空氣或氮氣、二氧化碳氣、氧氣等氣體引入混凝土漿體中,經過合理養護成型,而形成的含有大量細小的封閉氣孔,并具有相當強度的混凝土制品。輕質混凝土(泡沫混凝土)的制作通常是用機械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫。具體操作為:用機械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫,再將泡沫加入到含硅質材料、鈣質材料、水及各種外加劑等組成的料漿中,經混合攪拌、澆注成型、養護而成。
作為一種新型的節能環保型建筑材料,國內外學者對其做了大量的研究開發,使其廣泛應用于墻體材料中。優點是:具有密度小、質量輕、保溫、隔音、抗震等性能。但其還存在一定的缺陷,如強度偏低、開裂、吸水等,因而要進一步擴大其應用領域還需在發泡劑、配合比、工藝流程、設備等方面做更進一步的研究。可應用于擋土墻、修建運動場和田徑跑道、夾心構件、用作復合墻板、管線回填、貧混凝土填層、屋面邊坡、儲罐底腳的支撐等。但其在應用中存在強度偏低、開裂、吸水等缺陷,其性能有待進一步改進。
一、性能特點
輕質

泡沫混凝土的密度較小,密度等級一般為300-1800kg/m3,


泡沫混凝土


常用泡沫混凝土的密度等級為300-1200 kg/m3,,密度為 160 kg/m3的超輕泡沫混凝土也在建筑工程中獲得了應用。由于泡沫混凝土的密度小,在建筑物的內外墻體、層面、樓面、立柱等建筑結構中采用該種材料,一般可使建筑物自重降低25%左右,有些可達結構物總重的30%-40%。而且,對結構構件而言,如采用泡沫混凝土代替普通混凝土,可提高構件的承截能力。因此,在建筑工程中采用泡沫混凝土具有顯著的經濟效益。
保溫隔熱
由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細小孔隙,因此具有良好的熱工性能,即良好的保溫隔熱性能,這是普通混凝土所不具備的。通常密度等級在300-1200 kg/m3范圍的泡沫混凝土,導熱系數在0.08-0.3w/(m?K)之間,熱阻約為普通混凝土的10-20倍。采用泡沫混凝土作為建筑物墻體及屋面材料,具有良好的節能效果。
隔音耐火
泡沫混凝土屬多孔材料,因此它也是一種良好的隔音材料,在建筑物的樓層和高速公路的隔音板、地下建筑物的頂層等可采用該材料作為隔音層。泡沫混凝土是無機材料,不會燃燒,從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。
整體性能
可現場澆注施工,與主體工程結合緊密。
低彈減震
泡沫混凝土的多孔性使其具有低的彈性模量,從而使其對沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。
防水性好
現澆泡沫混凝土吸水率較低,相對獨立的封閉氣泡及良好的整體性,使其具有一定的防水性能。
耐久性能
與主體工程壽命相同。
加工方便
泡沫混凝土不但能在廠內生產成各種各樣的制品,而且還能現場施工,直接現澆成屋面、地面和墻體。
環保性好
泡沫混凝土所需原料為水泥和發泡劑,發泡劑大都接近中性,不含苯、甲醛等有害物質,避免了環境污染和消防隱患。
施工方便
只需使用水泥發泡機可實現自動化作業,可泵送實現垂直高度200米的遠距離輸送,工作量為150—300立方/工作日。
其它性能
泡沫混凝土還具有施工過程中可泵性好,抗壓強度高(0.5-22.2Mpa),沖擊能量吸收性能好,可大量利用工業廢渣,價格低廉等優點。
二、施工工藝
工藝
泡沫混凝土的施工是通過整套專用的設備現場完成。整套設備配有上料、攪拌、主機等系統,施工時進行現場上料、攪拌、發泡并通過自帶的泵送系統經高壓輸送管直接送至施工基面。
特點
1、耐熱度高。泡沫混凝土由于是水泥無機材料,耐熱可達500℃以上,不存在熱分解,因而使用壽命更長,不會造成保溫失效。
2、綠色環保,無毒無害。泡沫混凝土不含任何有毒成份,發泡劑及各種外加劑均沒有揮發性有害物質,有利于室內環境。
3、強度比聚苯乙烯泡沫塑料好。聚苯乙烯泡沫塑料的抗壓強度,只有0.02~0.03MPa,而200~300㎏/m3泡沫混凝土抗壓強度為0.6~0.8 MPa,抗壓性更好。
4、使用成本更低。200~300㎏/m3泡沫混凝土的總成本卻只有100元左右,具有明顯的經濟優勢。
5、施工速度快。泡沫混凝土澆注攤平既可,不需要一張張鋪設,其施工速度比聚苯乙烯泡沫塑料板快1/3。
6、沒有接縫,減少了接縫所造成的熱損失。
應用范圍
泡沫混凝土以其良好的特性,廣泛應用于節能墻體材料中,在其他方面也獲得了應用。現今,泡沫混凝土在我國的應用主要是屋面泡沫混凝土保溫層現澆、泡沫混凝土面塊、泡沫混凝土輕質墻板、泡沫混凝土補償地基。但是,充分利用泡沫混凝土的良好特性,可以將它在建筑工程中的應用領域不斷擴大,加快工程進度,提高工程質量,具體如下:
(1)用作擋土墻。主要用作港口的巖墻。泡沫混凝土
 
泡沫混凝土水泥地暖墊層


在岸墻后用作輕質回填材料可降低垂直截荷,也減少了對岸墻的側向載荷。這是因為泡沫混凝土是一種粘結性能良好的剛性體,它并不沿周邊對岸墻施加側向壓力,沉降降低了,維修費用隨之減少,從而節省很多開支。泡沫混凝土也可用來增進路堤邊坡的穩定性,用它取代邊坡的部分土壤,由于減輕了質量,從而就降低了影響邊坡穩定性的作用力。

(2)修建運動場和田徑跑道。使用排水能力強的可滲性泡沫混凝土作為輕質基礎,上面覆以礫石或人造草皮,作為運動場用。泡沫混凝土的密度為800-900kg/m3此類運動場可進行曲棍球,足球及網球活動。或者在泡沫混凝土上蓋上一層0.05m厚的多孔瀝青層及塑料層,則可作田徑跑道用。
(3)作夾芯構件。在預制鋼筋混凝土構件中可采用泡沫混凝土作為內芯,使其具有輕質高強隔熱的良好性能。通常采用密度為400 - 600kg/m3的泡沫混凝土。
(4)管線回填。地下廢棄的油柜、管線(內裝粗油、化學品)、 污水管及其他空穴容易導致火災或塌方,采用泡沫混凝土回填可解決這些后患,費用也少。泡沫混凝土采用的密度取決于管子的直徑及地下水位,一般為600-1100kg/m3。
(5)貧混凝土填層。由于使用可彎曲的軟管,泡沫混凝土具有很大的
 
泡沫混凝土節能磚


工作度及適應性,因此它經常用于貧混凝土填層。如對隔熱性要求不很高,采用密度為1200kg/m3左右的貧混凝土填層,平均厚度為0.05m;如對隔熱性要求很高,則采用密度為500kg/m3的貧混凝土填層,平均厚度為0.1- 0.2m。

(6)屋面邊坡。泡沫混凝土用于屋面邊坡,具有重量輕、 施工速度快、價格低廉等優點。坡度一般為10mm/m.厚度為0.03-0.2m,采用密度為800 - 1200kg/m3的泡沫混凝土。
(7)儲罐底腳的支撐。將泡沫混凝土澆階在鋼儲罐(內裝粗油、化學品)底腳的底部,必要時也可形成一凸形地基,這樣可確保整個箱底的支撐在焊接時年處于最佳應力狀態,這一連續的支撐可使儲罐采用薄板箱底。同時凸形地基也易于清潔。泡沫混凝土的使用密度為800-1000kgm3。
(8)用于園林綠化。將泡沫混凝土做成容重在600-1000kg/m3,可用于園林假山,垃圾箱,桌凳等。
(9) 國防(現代戰爭是用信息和先進機動器械為攻擊工具),該發泡水泥能用在被敵方轟炸破壞的軍事工程如機場,重要交通公路等實行立即搶修,用我們的設備及工藝能把敵方破壞的工程迅速修復,實驗得來的結果是修復后10分鐘即能用于飛機起降,戰車通過。
(10)其他。泡沫混凝土也可用于防火墻的絕緣填充,隔聲樓面填充、隧道襯管回填;以及供電、水管線的隔離等方面。
(11)屋面保溫。泡沫混凝土保溫隔熱材料利用水泥等膠凝材料,可大量添加粉煤灰、礦渣、石粉等工業廢料,是一種利廢、環保、節能的新型屋頂保溫隔熱材料。泡沫混凝土屋面保溫隔熱材料制品具有輕質高強、保溫隔熱、物美價廉、施工速度快等顯著特點。既可制成泡沫混凝土屋面保溫板,又可根據用戶要求現場施工直接澆筑,機械化施工省時、省力、降低工程成本。
5養護方式
泡沫混凝土自然養護可以分為覆蓋澆水養護和塑料薄膜養護兩種。
(1) 覆蓋澆水養護是根據外界氣溫一般應在泡沫混凝土澆筑完畢后3—12h內用草簾、蘆席、麻袋、鋸末、濕土和濕砂等適當的材料將混凝土覆蓋,并經常澆水保持濕潤。 泡沫混凝土澆水養護日期,對硅酸鹽水泥,普通水泥和礦渣水泥拌制的混凝土不得少于7晝夜。;摻用緩凝性外加劑或有抗滲要求的混凝土,不得少于14晝夜;當用礬土水泥時,不得少于3晝夜。每天的澆水的次數已能保持混凝土具有足夠的濕潤狀態為宜,當氣溫在15°C以上時,在混凝土澆筑過后的3晝夜中,白天至少每3小時澆水一次,夜間也應澆水了兩次,在以后的養護中,每天至少澆水3次左右(當然當氣溫干燥的時候可以適當的加大澆水的次數)。
對于較大面積(或是體積)的混凝土,應采用“蓄水養護”對于儲水池一類工程可在拆除內模、混凝土達到一定強度后澆水養護;對于地下結構或是基礎,可以再起表面涂刷瀝青乳液或用土回填以代替灑水養護。
(2)塑料薄膜養護是指以塑料薄膜偉覆蓋物使混凝土與空氣相隔,水分不在被蒸發,水泥靠混凝土中的水分完成水化作用已達到凝結硬化。這種方法可以直接將塑料拔模覆蓋在混凝土的表面上,或是將塑料乳液噴灑在混凝土構件的便面上,等到乳液揮發后,在混凝土表面結合成一層塑料薄膜,以使混凝土構件與空氣隔絕,使之混凝土中的水分不再蒸發而完成水化作用。 噴灑塑料薄膜養護的缺點是28d混凝土強度偏低8%左右,又由于成膜較薄,不能完全達到絕熱、隔凍的作用,所以在夏季的時候用此種方法是要加上防曬設施(不得少于24h),不然會導致泡沫混凝土產生絲狀裂縫。

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