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泡沫混凝土基本概念、特点、应用范围和施工工艺及优缺点

时间::2014-02-23 栏目: 材料物资 编辑: 建筑质检员 点击: 1677 次 标签: 泡沫混凝土

一、什么是泡沫混凝土点击查看原图

泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合,然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型,经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。

泡沫混凝土又称为发泡水泥、轻质混泥土等,是一种利废、环保、节能、低廉且具有不燃性的新型建筑节能材料。轻质混凝土(泡沫混凝土)是通过化学或物理的方式根据应用需要将空气或氮气、二氧化碳气、氧气等气体引入混凝土浆体中,经过合理养护成型,而形成的含有大量细小的封闭气孔,并具有相当强度的混凝土制品。轻质混凝土(泡沫混凝土)的制作通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫。

泡沫混凝土是一种新型的节能环保型建筑材料,国内外学者对其做了大量的研究开发,使其广泛应用于墙体材料中,但其还存在一定的缺陷,如强度偏低、开裂、吸水等,因而要进一步扩大其应用领域还需在发泡剂、配合比、工艺流程、设备等方面做更进一步的研究。

泡沫混凝土是混凝土大家族中的一员,具有密度小、质量轻、保温、隔音、抗震等性能,是一种新型建筑材料。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。近年来,国内外都非常重视泡沫混凝土的研究与开发,使其在建筑领城中的应用越来越广。可应用于挡土墙、修建运动场和田径跑道、夹心构件、用作复合墙板、管线回填、贫混凝土填层、屋面边坡、储罐底脚的支撑等。但其在应用中存在强度偏低、开裂、暖水等缺陷,其性能有待进一步改进。

泡沫混凝土通常是指用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入到硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂组成的浆料中,经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。

二、泡沫混凝土的特点

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

泡沫混凝土的密度较小,密度等级一般为300-1800kg/m³,常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200 kg/m3,,密度为 160 kg/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

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300-1200 kg/m3范围的泡沫混凝土,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。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

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、整体性能好

可现场浇注施工,与主体工程结合紧密。

5、低弹减震

泡沫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。

6、防水性能强

现浇泡沫混凝土吸水率较低,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、加工方便

泡沫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

泡沫混凝土所需原料为水泥和发泡剂,发泡剂大都接近中性,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—300立方/工作日。

11、其它性能

泡沫混凝土还具有施工过程中可泵性好,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。

12、泡沫混凝土其他特点

    12.1、耐热度高。泡沫混凝土由于是水泥无机材料,耐热可达500℃以上,不存在热分解,因而使用寿命更长,不会造成保温失效。

    12.2、绿色环保,无毒无害。泡沫混凝土不含任何有毒成份,发泡剂及各种外加剂均没有挥发性有害物质,有利于室内环境。

    12.3、强度比聚苯乙烯泡沫塑料好。聚苯乙烯泡沫塑料的抗压强度,只有0.02~0.03MPa,而200~300㎏/m3泡沫混凝土抗压强度为0.6~0.8 MPa,抗压性更好。

    12.4、使用成本更低。200~300㎏/m3泡沫混凝土的总成本却只有100元左右,具有明显的经济优势。

    12.5、施工速度快。泡沫混凝土浇注摊平既可,不需要一张张铺设,其施工速度比聚苯乙烯泡沫塑料板快1/3。

    12.6、没有接缝,减少了接缝所造成的热损失。

三、应用范围

泡沫混凝土以其良好的特性,广泛应用于节能墙体材料中,在其他方面也获得了应用。目前,泡沫混凝土在我国的应用主要是屋面泡沫混凝土保温层现浇、泡沫混凝土面块、泡沫混凝土轻质墙板、泡沫混凝土补偿地基。但是,充分利用泡沫混凝土的良好特性,可以将它在建筑工程中的应用领域不断扩大,加快工程进度,提高工程质量,具体如下:

(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截荷,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。

(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中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)管线回填。地下废弃的油柜、管线(内装粗油、化学品)、 污水管及其他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。

(5)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。

(6)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。

(7)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。

(8)用于园林绿化。将泡沫混凝土做成容重在600-1000kg/m³,可用于园林假山,垃圾箱,桌凳等。

(9) 国防(现代战争是用信息和先进机动器械为攻击工具),该发泡水泥能用在被敌方轰炸破坏的军事工程如机场,重要交通公路等实行立即抢修,用我们的设备及工艺能把敌方破坏的工程迅速修复,实验得来的结果是修复后10分钟即能用于飞机起降,战车通过。

(10)其他。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。

(11)面保温。泡沫混凝土保温隔热材料利用水泥等胶凝材料,可大量添加粉煤灰、矿渣、石粉等工业废料,是一种利废、环保、节能的新型屋顶保温隔热材料。泡沫混凝土屋面保温隔热材料制品具有轻质高强、保温隔热、物美价廉、施工速度快等显著特点。既可制成泡沫混凝土屋面保温板,又可根据用户要求现场施工直接浇筑,机械化施工省时、省力、降低工程成本。

四、泡沫混凝土的自然养护方法

泡沫混凝土自然养护可以分为覆盖浇水养护和塑料薄膜养护两种。

(1) 覆盖浇水养护是根据外界气温一般应在泡沫混凝土浇筑完毕后3—12h内用草帘、芦席、麻袋、锯末、湿土和湿砂等适当的材料将混凝土覆盖,并经常浇水保持湿润。 泡沫混凝土浇水养护日期,对硅酸盐水泥,普通水泥和矿渣水泥拌制的混凝土不得少于7昼夜。;掺用缓凝性外加剂或有抗渗要求的混凝土,不得少于14昼夜;当用矾土水泥时,不得少于3昼夜。每天的浇水的次数已能保持混凝土具有足够的湿润状态为宜,当气温在15°C以上时,在混凝土浇筑过后的3昼夜中,白天至少每3小时浇水一次,夜间也应浇水了两次,在以后的养护中,每天至少浇水3次左右(当然当气温干燥的时候可以适当的加大浇水的次数)。

对于较大面积(或是体积)的混凝土,应采用“蓄水养护”对于储水池一类工程可在拆除内模、混凝土达到一定强度后浇水养护;对于地下结构或是基础,可以再起表面涂刷沥青乳液或用土回填以代替洒水养护。

(2)塑料薄膜养护是指以塑料薄膜伟覆盖物使混凝土与空气相隔,水分不在被蒸发,水泥靠混凝土中的水分完成水化作用已达到凝结硬化。这种方法可以直接将塑料拔模覆盖在混凝土的表面上,或是将塑料乳液喷洒在混凝土构件的便面上,等到乳液挥发后,在混凝土表面结合成一层塑料薄膜,以使混凝土构件与空气隔绝,使之混凝土中的水分不再蒸发而完成水化作用。 喷洒塑料薄膜养护的缺点是28d混凝土强度偏低8%左右,又由于成膜较薄,不能完全达到绝热、隔冻的作用,所以在夏季的时候用此种方法是要加上防晒设施(不得少于24h),不然会导致泡沫混凝土产生丝状裂缝。

五、泡沫混凝土的施工工艺

泡沫混凝土的施工是通过整套专用的设备现场完成。整套设备配有上料、搅拌、主机等系统,施工时进行现场上料、搅拌、发泡并通过自带的泵送系统经高压输送管直接送至施工基面。

六、泡沫混凝土的缺点

(1)强度偏低:体积密度为800-859kg/m³的泡沫混凝土的抗压强度严重偏低,一般低于2.0MPa,有的甚至不足1.0MPa。但目前国内泡沫混凝土技术发展迅猛,北京有企业(如北京中科筑诚)已经将500公斤每立方的泡沫混凝土强度提高到2.5MPa。

(2)开孔率偏高:由于泡沫混凝土中存在Na,K,等对气泡的破坏作用,使得其中的气孔多为开孔,严重影响了泡沫混凝土的保温性能。目前,北京鸿锐嘉已经将180公斤级别泡沫混凝土做到0.4MPa以上,且开孔率已经控制在10%以下。

(3)开裂、吸水:硬化泡沫混凝土表面开裂,导致吸收大量外来水分。开裂可以添加纤维缓解,吸水可以加憎水剂解决。

泡沫混凝土基本概念、特点、应用范围和施工工艺及优缺点:等您坐沙发呢!

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