泡沫混凝土性能分析范文

摘要：

随着“轻质高强”作为评价材料的主要指标，建筑行业领域在满足强度的前提下尽可能地减轻材料质量，而泡沫混凝土即是符合这一条件的极佳选择，以其良好的保温隔热、隔音、防火、轻质性能和力学性能受到社会的关注，文章从分类、性能、组成等方面对其相关的知识做了若干综述，并就目前的研究进展进行简要说明。在建筑节能的大环境下，泡沫混凝土发展前景广阔。

关键词：

泡沫混凝土；轻质；性能；组成；建筑节能

作为建筑结构材料的混凝土历经一个多世纪的发展，从普通混凝土到高强混凝土再至高性能混凝土，已经发生了显著的改变。随着社会的需求不断提高，如今评价材料性能的一个重要指标是“轻质高强”，而所要论述的泡沫混凝土这一材料便是在提供一定的强度前提下，满足轻质要求的一大选择。同时，我国正在贯彻执行建筑节能政策，发展绿色建筑和循环经济，建筑材料绿色化将是今后一段时期内的重要发展方向。泡沫混凝土以其独特的结构性能，赋予其优异的物理、力学性能和功能实用，广泛应用于保温隔热工程、大体积回填工程和轻质制品制造等。

1泡沫混凝土的分类

泡沫混凝土是利用机械泡沫剂溶液进入泡沫，然后混合成硅材料（砂，粉煤灰），钙材料（水泥，石灰）等各种混合材料和水混合，混合搅拌均匀成各种规格的要求，轻混凝土在固化后含有大量的封闭孔隙。泡沫混凝土与普通混凝土相比，具有轻质、保温、隔热、隔音、防火、防燃、阻燃等优点，是一种新型环保节能建筑材料。事实上，泡沫混凝土的种类繁多。胶凝材料的组成可分为水泥泡沫混凝土，泡沫混凝土发泡菱镁混凝土、石膏、火山灰水泥泡沫混凝土；如果主要充填材料类型可分为粉煤灰泡沫混凝土，泡沫混凝土，秸秆泡沫混凝土；如果按块表密度一般可分为八个等级，即B03、B04、B05、B07、B08、B09、B10。

2泡沫混凝土的特性

无论是新的泡沫混凝土浆，或硬化的泡沫混凝土，都显示了一些特殊的物理和机械性能。

2.1密度小质量轻泡沫混凝土的密度小，由于泡沫混凝土材料的密度优势，应用在建筑物的内墙外墙体、屋里墙面、楼层墙面、立柱等一些普通混凝土不能胜任的或者具有特殊性能要求的场合使用这种材料，正常可使建筑物的自重降低20%~25％左右，有些情况下可达结构物总重的30％～40％。此外，它可以提高承载能力的组成部分，如使用泡沫混凝土代替普通混凝土。固此，在建筑工程中使用泡沫混凝土具有显著的经济效益。

2.2保温隔热性能好泡沫混凝土含有大量封闭的孔隙，每立方米微小气孔数达数亿个，正是这些密闭的微小气孔使得热源受到阻挡，故产生良好的保温隔热性能，这是一般混凝土所不具备的。

2.3隔音耐火性能好泡沫混凝土是一种多孔材料，因此它也是一种很好的隔音材料，如建筑地板和公路隔音板，地下建筑的顶层，电影和电视制作厂可以用作隔音材料层。泡沫混凝土是一种无机材料，它不会燃烧，因此它具有良好的耐火性能，可以在建筑中使用，提高建筑物的耐火性能。

2.4其他在建筑工程中，泡沫混凝土可以很好地运用于施工中，特别适合于现场和地下采空区的大量充填和浇注。此外，泡沫混凝土具有优良的防水性能，良好的冲击能量吸收性能，可以大量的有效利用工业废渣，价格低廉等优势。

3泡沫混凝土的组成

泡沫混凝土的良好性能是由其特定的原材料组成所决定的，其中，各组分均对性能的表现起到不可或缺的作用。

3.1泡沫剂常用的泡沫剂有铝粉、松香树脂、烷基磺酸盐、饱和或不饱和脂肪酸钠、木质素磺酸盐、蛋白质水解物以及高分子表面活性剂等。通常，以泡沫剂的发泡倍数、沉陷距及泌水量作为判定的三大指标，一般来讲，发泡倍数需不小于20，1小时后泡沫的沉陷距不大于10mm，泌水量不大于80ml，以使得泡沫剂在工艺上稳定料浆的均匀性，减少泌水保证容重的可控性。而起泡好的泡沫剂稳定性能不能确定，故不一定适合做泡沫剂。在使用过程中，泡沫剂需要掺和稳泡剂来提高其稳定性。当泡沫剂加入稳泡剂后，其发泡倍数明显降低，但稳定性却显著提高。

3.2集料在泡沫混凝土中，没有普通水泥混凝土中使用的粗集料，除了用砂粒作为填充料之外，还多使用固体废弃物和一些轻质骨料，如工业废渣（粉煤灰、矿渣粉、废石粉）、秸秆粉、锯末等，另外陶粒、膨胀EPS颗粒、膨胀珍珠岩等也有应用。砂粒在泡沫混凝土中主要起填充作用，有利于提高硬化后泡沫混凝土的体积稳定性和抗碳化能力。而适当限制砂粒的颗粒尺寸可以调节泡沫混凝土的密度，改善其流动性，有效提高材料的强度。

3.3胶凝材料水泥在泡沫混凝土中起主要胶凝作用，但采用高水泥含量时产生的过多水化反应热将导致明显的内部温度升高，容易引起泡沫的热破裂。因普通水泥凝结较慢，就在普通水泥中掺入一定量的高铝水泥和碳酸锂，以调整水泥浆的凝结时间。与水泥类的胶凝材料相比而言，石膏作为胶凝材料可制造出符合表观密度、强度和保温隔热要求的混凝土。再加以石膏制品具有十分独特的“呼吸功能”———调温调湿性，可调节建筑物室内舒适程度。

3.4外加剂因泡沫混凝土干缩大、吸湿性强等缺点突出，为弥补其不足可以采取添加外加剂的方式，所选用的外加剂应与胶凝材料相匹配，且具有早强、减水和促凝的功能，提高耐水性等。其目的在于提高泡沫混凝土早期强度，防止因硬化时间偏长而产生沉降和泌水。

3.5石灰、石膏石灰宜采用生石灰，其消化时产生的热量促进泡沫混凝土的快速硬化，同时向泡沫混凝土提供SiO2，使之在水热条件下与硅质材料中的SiO2、A12O3作用生成水化硅酸钙与氢氧化钙，有利于其早期强度及质量的提高。随着石灰掺量提高，材料强度增加。

4有关泡沫混凝土的研究进展

4.1国外的研究状况在国外发达国家泡沫混凝土的研究起步较早，给建筑行业带来一场规模较大的变革。

4.2国内的研究状况泡沫混凝土的优异物理力学性能使得对其的研究与应用在国内受到越来越多的重视，近年来，泡沫混凝土被广泛用。但在应用过程中存在易于开裂、吸水等缺陷，其性能有待进一步改进与提高。再者，我国对于泡沫混凝土的研究尚处于初步阶段，制备材料的技术没有达到应有的高度，使用的设备较为落后。

5结束语

当今世界强调人类生存和发展的协调一致“，低碳环保”成为平稳发展必须考虑的关键名词。随着我国建筑行业墙体材料的改革和建筑节能政策的推行，那么应以节约能源、绿色环保作为出发点，而泡沫混凝土这一材料，不仅具有较低的热膨胀系数、较好的隔热、隔音以及耐火性能，而且能够充分利用工业废弃物，并赋予其更好的性能。这些对于改善人类的居住环境、减少工业污染、节约资源以及降低成本等方面均起着重要作用。因此，作为一种多功能多用途的符合现代建筑特点和要求的环境友善型材料，泡沫混凝土前景十分广阔，应大力推广，对其相关领域的进一步开发与探究势必会给建筑行业的发展带来深远影响。

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作者：程飞 周龙 倪晓旭 单位：同济大学 材料科学与工程学院