泡沫混凝土的研究及常见问题分析与对策.doc

泡沫混凝土的研究及常见问题分析与对策 段策1 李应权1 扈士凯1 罗宁2 （1建筑材料工业技术监督研究中心，2北京中建国信科技开发中心 北京 100024） 【关键词】本文介绍了泡沫混凝土的研究现状，包括泡沫混凝土的性能优点、发泡剂的研究与应用、生产工艺，指出了我国目前泡沫混凝土生产和使用过程中存在的问题，分析问题原因和施工操作上的影响因素，提出制备优质泡沫混凝土的可能途径。 【摘要】泡沫混凝土；强度；收缩 0 引言 近年来，随着我国墙体材料的改革与建筑节能政策的推行，节能型材料的开发和应用受到越来越多的关注，泡沫混凝土是一种具有节能、利废、保温、轻质、隔热等性能特点的材料。我国的专家、学者对泡沫混凝土进行了深入的研究和开发，其种类和应用领域在不断扩大。 目前我国南方地区利用泡沫混凝土砌块隔热、轻质高强的性能特点，将其作为框架结构的填充墙，北方地区则主要用于墙体保温和管道保温等。此外，现浇泡沫混凝土用于屋面保温层施工、地基补偿等应用也在不断发展[1]。 泡沫混凝土通常是将发泡剂溶液以物理搅拌的方法制成泡沫，将泡沫加入到钙、硅制材料、水、外加剂等组成的料浆当中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种内部含有大量封闭气孔的混凝土[2]，这种混凝土由于轻质多孔，具有良好的物理性能。 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，又拥有完整的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质量及应用。 1. 泡沫混凝土的研究现状 泡沫混凝土是多孔混凝土的一种。将发泡剂产生的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搅拌，硬质颗粒粘附到泡沫外壳，使其变成互相隔开的单个气泡，混合料中的细孔分布得愈均匀、尺寸愈小，则泡沫混凝土强度愈高。在常温下多孔混合料稠化凝结形成坯体，或在蒸压、蒸养下硅质、钙质材料产生水热反应，形成胶凝物质，逐渐变为具有一定强度和其他物理性能的多孔材料[2]。 1.1 泡沫混凝土的特性 泡沫混凝土是一种轻质、保温、隔热耐火、隔音的混凝土材料，料浆可以自流平、自密实，施工和易性好，便于泵送及整平，与所有其它建材几乎都有较好的相容性，且强度可调整[3]。显著性能主要体现在以下几个方面： 1） 轻质。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300~1200kg/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％。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300~1200kg/m3范围的泡沫混凝土，导热系数在0.08~0.30w/ (m·K)之间。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。 4）防火性能好。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。 5）其他性能。泡沫混凝土还具有施工过程中可泵性好，防水能力强，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[4]。 1.2 发泡剂的研究与应用 泡沫剂质量的好坏直接关系到泡沫混凝土的之类。发泡剂生成泡沫的质量以坚韧性、发泡倍数、泌水量等指标来衡量。泡沫的坚韧性就是泡沫在空气中在规定时间内不破坏的特质，常以泡沫柱在单位时间内的沉陷距离来确定；发泡倍数是泡沫体积大于发泡剂溶液体积的倍数；泌水量是指泡沫破坏后所产生发泡剂溶液的体积[5]。 泡沫剂多为阴离子表面活性剂。目前，国内泡沫剂的品种主要有: 松香胶泡沫剂、废动物毛泡沫剂、树脂皂类泡沫剂、水解血胶泡沫剂、石油硫酸铝泡沫剂等。泡沫剂总体上说不够理想，如质量偏低、功能偏少，尽管有些发泡倍数够大，但稳定性差、制品强度不高。日本、意大利进口的泡沫剂多为蛋白质类，质量好。我国也有以动物蛋白质为主要原料的泡沫剂，其发泡倍数及稳定性较好，但因原料来源有限，生产成本高，因此开发与应用受到制约。表1[2]比较了几种发泡剂的性能。 表1 常见发泡剂的性能 泡沫剂品种 与浓度 十二烷基苯磺酸钠 松香皂 松香热聚物 动物毛发 0.50％ 1％ 1％ 2％ 1％ 2％ 2％ 3％ 发泡倍数 1h泌水量（ml） 1h沉陷距（mm） 27 150 50