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分析在建筑工程中泡沫混凝土的应用

2016-11-02 作者:文/三亚站实验室 施晓艺

  【摘要】泡沫混凝土是众多混凝土中的一种,近年来,随着城市建设的大力推进,工程项目的迅猛增加,人们对泡沫混凝土的研究与开发越加重视,使其在建筑领域的应用越来越广。本文就泡沫混凝土在建筑工程中的应用进行了分析研究,以供参考。

  【关键词】泡沫混凝土;建筑工程;特性;应用分析

  1、 引言

  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。它属于气泡状绝热材料,突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔,使混凝土轻质化和保温隔热化,正因如此,泡沫混凝土的应用面非常广泛,例如:制作隔热保温材料、轻质墙板、泡沫混凝土挡土墙、泡沫混凝土砌块等等。不仅在国内对泡沫混凝土的研究非常重视,国外亦是如此;因此,在未来建筑发展过程中对泡沫混凝土的应用需求越来越受到大众的欢迎。

  2、 泡沫混凝土的解析

  2.1泡沫混凝土的结构特点

  泡沫混凝土的强度受气孔结构及形状的影响较大。泡沫混凝土的气孔率主要取决于泡沫的加入量,这也就决定了泡沫混凝土的体积密度。泡沫混凝土的强度同样服从于孔隙率理论。孔隙率越大,体积密度越小,强度也就越低。如果保持孔隙率不变(体积密度也相应不变),改变气孔的大小,也可以改变泡沫混凝土的强度。在工艺条件许可时,尽量减小气孔的尺寸,将可以提高泡沫混凝土强度。如果将气孔与孔间壁中的毛细孔、胶凝孔一起计算孔隙率,泡沫混凝土的总孔隙率可达70%(当体积密度为500kg/m3时)。有的研究者认为,如果保持孔隙不变,减少气孔含量,增大毛细孔含量,同样可以提高泡沫混凝土的强度。

  气孔的形状因生产工艺条件不同而分为封闭的圆孔(或多面体孔)、没有完全封闭的孔和完全贯通的孔三类。其中,第一种孔对强度等物理力学性能的不利影响最小,而第三类影响最大。

  总之,好的泡沫混凝土制品,必须具有良好的气孔结构,要想获得良好的气孔结构又必须通过合理的配料,合理的参数,使料浆的气泡稳定与稠化相适应。由于泡沫混凝土原料的多样性,在实际生产中会出现不同的情况,我们可通过大量的实践,形成适合各自条件的技术,从而提高产品质量。

  2.2泡沫混凝土的应用特性

  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,因此它具有以下几种应用特性:

  2.2.1质轻

  泡沫混凝土的密度小,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,近年来,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。

  2.2.2保温隔热性能好

  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/(moK)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。

  2.2.3隔音耐火性能好

  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。

  泡沫混凝土不仅仅具有以上几种特性,还有低弹减震性、防水性、耐久性、环保性等等特性,由于篇幅原因,在这里就不一一叙述了。

  3、 泡沫混凝土在建筑工程中的应用

  由于我国高耗能建筑比例大,加剧了能源危机。随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能将不断上升,建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。

  随着建筑节能有关政策的实施,节能建筑改革取得了显著的成就,节能材料倍受欢迎。泡沫混凝土作为一种新型的节能材料其制作和使用得到了建筑节能工作的重视,被用作制成保温隔热的现浇混凝土墙体、轻质隔墙板和砌块、泡沫混凝土结构屋面地面、隔热层、隔声层、回填材料等等在建筑工程中得到了广泛应用。

  3.1保温隔热的现浇混凝土墙体

  在一般建筑工程中,能作为屋面保温隔热材料的泡沫混凝土大致可以分为制品类保温隔热材料和现浇类建筑保温材料这两种。 现浇类建筑保温材料主要包括各种使用泡沫混凝土现浇的墙体。墙体保温隔热材料也可以分为两种,一种是制品类,包括泡沫混凝土砌块、泡沫石膏砌块、保温内外墙板以及彩色保温砌块等,另一种是现浇类墙板保温隔热材料,主要包括各种使用泡沫混凝土现浇的墙体。

  3.2泡沫混凝土做补偿地基的应用

  随着社会的发展,建筑工程由于区域的限制,施工建设也越来越麻烦,但是社会大众对地基的施工建设要求却越来越高。在建筑工程中对于地基的自由沉降,一定程度上对建筑物的稳定性和安全性都有一定的影响。所以在建筑物施工的建设中应采用相对的措施,泡沫混凝土是承载力高其自身轻质的结构材料,在建筑物本身的重量问题上,可以使用泡沫混凝土来减轻其地基的建筑物自重的问题。建筑地基周边的墙体倾向压力,可以保护岸墙的沉降,减少港口的维护支出,节省建筑成本。另外,泡沫混凝土还能使用在路堤和边坡,不仅提高了安全性也增加稳定性。

  3.3泡沫混凝土砌块的应用

  近年来,聚苯乙烯泡沫混凝土的研制成功,使得泡沫混凝土砌块的应用得到了长足发展,尤其是当前我国泡沫混凝土砌块在建设工程里使用较为广泛。泡沫混凝土是由聚泵乙烯为骨料,混入一定量的粉煤灰和水泥来作为胶凝材料,再加入相等的防水剂、促凝剂、减水剂以缓凝剂等外加剂,经搅拌均匀后就制作成了重量轻、保温降温好、防火性能高、制造成本低的建筑工程上,可以对建筑物的内墙和外墙的搭建作用。

  3.4泡沫混凝土轻质墙板的应用

  泡沫混凝土因为有多孔的特点,所以其密度较小,可以用作轻质墙板。在泡沫混凝土得到推广之前,一般建筑工程的墙体采用的是GRC轻质墙板材料,不过这种材料由于其成本较高没有得到广泛的应用。与GRC轻质墙板相比,泡沫混凝土克服了它成本高、难推广的问题,采用泡沫混凝土生产技术生产出来的轻质墙板不仅成本较低,并且可以大量生产,再加上浆体的流动性得到了增强,所以使得施工更加的方便和快捷。

  3.5泡沫混凝土做挡土墙的应用

  泡沫混凝土用作挡土墙时主要是作为港口的岩墙。泡沫混凝土在岸墙后充当轻质回填材料,这样可以降低垂直载荷,也使得对岸墙的侧向载荷有所降低。泡沫混凝土的这一功能是由于其是一种粘结性能良好的刚性体,并不对侧向产生压力,降低了沉降,所以随之也节省了维修费用,从而使得开支得到了控制。

  由于泡沫混凝土存在很多特性,所以其应用非常广泛,除开以上几点应用之外,泡沫混凝土还在其他很多方面有着其特殊的作用。由于泡沫混凝土具有良好的压缩性和强度适中等特点,所以可以作为理想的补偿地基材料;再由于其排水性和压缩性能,所以可以应用在田径跑道和运动场的垫层;另外,泡沫混凝土还可以应用于夹心构件、屋面边坡、管线回填、园林绿化等等。

  结束语

  泡沫混凝土作为一种新型的建筑材料,以其独特的性能和优点,已经得到了广泛的关注。与传统的混凝土结构相比,它具有吸水性好、降噪声耐火、低密度、并且成本低廉等优点。在今后的建筑工程发展中,要不断完善和改进泡沫混凝土的物理性质,改进其强度低的缺点,降低其导热系数,促进泡沫混凝土在建筑材料市场上的全面应用。

  参考文献

  [1]高锦华.浅论泡沫混凝土在建筑过程中的应用研究[J].才智,2011(24).

  [2]杜斌,王文超.泡沫混凝土在建筑工程中的应用分析[J].科技创新导报,2013,17:108.

  [3]李应权、段策等.我国泡沫混凝土行业蓬勃发展[J].混凝土世界,2013(02).

 

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