新型建筑材料泡沫混凝土的性能及应用

2021-01-25阳春雄

四川水泥 2021年7期

阳春雄

（深圳市龙岗大工业区混凝土有限公司，广东深圳 518000）

0 引言

泡沫混凝土使用起泡剂起泡系统，以使起泡剂完全机械起泡，使得水泥砂浆与泡沫完全混合均匀。随后，用具有泵送系统的吹塑机使混凝土形成完整的结构或自然固化的新型轻质隔热材料，该材料具有大量封闭的孔。泡沫混凝土，又称泡沫混凝土，轻质混凝土等，是一种经济，环保，节能，便宜，一种新型的不燃节能建筑材料。由于我国陆续出台了许多关于墙壁材料改革和建筑节能的相关政策和法规，因此人们对于节能建筑材料的开发和应用越发重视以及关注，我国正在积极致力于节能和环保等新材料的开发。泡沫混凝土具有出色的隔热性，并且重量轻。泡沫混凝土以及其他新型建筑环保保温材料的研究开发和运用充分满足了社会发展中人们的住房要求。时至今日，泡沫混凝土已经是非承重墙建筑材料中拥有重要地位的一份子。

1 保温隔热应用

泡沫混凝土包含大量封闭的孔，并且孔中停滞的空气是一种良好的隔热介质，可以阻止热传递。密度越低，孔越多，绝缘性越好。尤其是有的泡沫混凝土密度能够小于500kg/m3的，那么这种情况下能够使其导热系数小于0.09W/m·k。通常，将导热率小于0.23的材料称为隔热材料。将导热率小于0.14的材料称为绝缘材料。泡沫混凝土是一种很好的绝缘材料，因为在大多数情况下，它小于0.14，在大多数情况下，小于0.09。

1.1 建筑保温隔热应用

泡沫混凝土的主要应用领域是在建筑的保温隔热方面，占当前建筑物保温隔热混凝土总产量的八成以上。其良好的隔热性能和建筑节能策略促进了其在建筑物隔热领域中的广泛应用。如今，设计和应用的主要重点是墙。使用动臂的下一步将主要是对墙壁进行自我隔热。各种泡沫块，泡沫墙板，泡沫整体墙和各种用于外墙的复合结构隔热板已经在各个地方推出，并且其生产规模已经变得非常可观。站在宏观的角度上看，在建筑保温泡沫混凝土的应用中已从初期的开发阶段进阶到了可以全面推广和应用的更高阶段，发展高峰应用将在3到5年的范围内到来。如果整个隔热建筑物都是使用泡沫混凝来进行建筑的（包括屋顶隔热层，墙壁隔热层，地板采暖隔热层等等）则相当于用泡沫混凝土包裹整个房屋，建筑面积为每平方米需要约0.2∽0.5m3泡沫混凝土（屋顶，地面和四壁设计为5厘米的绝缘层）。建筑面积为10000平方米的建筑物需要2000至5000m3的泡沫混凝土。如果要将泡沫混凝土用于全国各地的新建筑和原始的节能改造中，需求将是巨大的。

1.2 管道及热工设备保温

目前，我国对热管和加热设备的隔热材料的需求量为250万立方米/年，比如一个发电厂需要20000至50000立方米的隔热材料。冬季，北方有更多的工厂供热干线对加热和加热管道的隔热材料的需求巨大。石棉是一种无机纤维，目前是隔热的主导产品，但是其具有会令人发痒，吸水力强，价格昂贵且需要紧急更换的特性，泡沫混凝土在这方面也有相应的运用价值。1957年左右，我国利用苏联的技术在大连发电厂生产并应用了60,000立方米的泡沫混凝土保温材料。后来，由于苏中关系恶化，停止了生产。目前，泡沫混凝土尚未在该领域使用，需要进行合理研究发展。管道保温的主要产品是预制管道保温壳和特殊形状的材料，以及保温板。

1.3 冷库保温

聚苯乙烯泡沫塑料现在用于隔热冷藏室。由于泡沫易于老化，收缩并且极易燃烧，因此发达国家转而使用泡沫混凝土或砖砌保温材料，而我国也开始取代这种材料。它的结构基本上都是整体的，并且能够使屋顶墙壁和地面使用的所有泡沫混凝土都是成为一个整体，其中没有冷桥效应，也不会产生结构缝隙。

1.4 工业炉窑保温

主要产品是防火保温砖。在大型工业熔炉中，例如钢厂，玻璃厂，陶瓷厂，有色金属冶炼厂等。水泥窑等，为了减少能耗，必须在耐火砖的外部建造一层隔热耐火砖。最初，使用的主流是价格昂贵的浮石和氧化铝石，目前我国已经开始使用泡沫混凝土制成的耐火砖来代替昂贵的传统产品。并且其价格不到传统材料的一半，非常具有市场竞争力。

2 吸声隔声应用

因为开孔泡沫混凝土是一种非常优秀的吸音材料，同时闭孔泡沫混凝土又是一种非常优秀的隔音材料。两者在吸声隔声材料方面具有非常广阔的市场前景，特别是作为吸声建筑材料，非常具有前途的。一般情况下我们将平均吸声系数大于0.2的建筑材料称为吸声材料。传统建筑材料产品主要含有两类：纺织品（石棉，矿棉等）和多孔产品（泡沫，泡沫玻璃等）。如今泡沫混凝土作为一种新型的多孔吸声建筑材料，其平均吸声系数能够达到0.8甚至1.4，是一种符合第一或第二级标准的耐用吸声材料。因此在下面的应用中具有非常强的市场和竞争优势。

2.1 室外吸音材料(公路、铁路吸音屏障)

户外吸声材料的泡沫混凝土市场大多数公路和铁路都衬有吸音屏障。将来，我国将积极发展需要至少3000万立方米吸声屏障的铁路和公路。目前，木水泥板和泡沫玻璃板主要用作吸声屏障。前者的吸声系数非常低，无法达到高铁的隔音要求，而且外观也不美观，后者虽然吸声系数高但是其造价却也过高。如今泡沫混凝土不但具有非常优秀的吸声性能，完能够满足所有街道的吸声要求，而且价格非常也非常低廉，因此在大型公共工程吸音材料方面的应用前景十分广阔。

2.2 室内墙面吸声

房间的吸声包括吸声天花板和吸声墙。泡沫混凝土在墙体吸声方面具有巨大的市场优势。与石棉等纤维吸音板相比，在切割和安装时不会对人体产生危害，强度好，成本低。该产品将广泛用于地铁墙以及大型购物中心，车站候车室，剧院，会议室和其他建筑物的墙体中。

2.3 隔声夹芯复合板(隔断薄板)

所有现有的内部隔板均在木龙骨的两侧安装了5-10毫米的石膏板，墙壁是空的，没有隔音，易碎并且不能用钉子锤打。泡沫混凝土隔音复合板厚5厘米，占用空间小。两个表面是有色装饰表面层，中间一个是4厘米厚的泡沫混凝土，既绝缘又隔音。它的安装速度是以前的两倍，并受到消费者的欢迎。

3 吸能功能应用

泡沫混凝土具有很高的抗冲击性。可以使用大锤破碎普通混凝土，但泡沫混凝土很难破碎。利用其能量吸收优势，许多高附加值产品已在国外开发和应用，例如用于机场保护的泡沫块，用于跑步机的泡沫块和用于道路交通事故的泡沫块。当飞机或汽车由于失去控制而离开跑道时，它会掉入保护性泡沫块中。由于泡沫块具有减震特性，它可以停止并保护飞机或车辆免受损坏。

4 抗渗防水功能的应用

闭孔泡沫混凝土具有拒水性，滴水可起到荷叶水滴的作用，因此具有出色的抗渗防水性能。这种泡沫混凝土有两个主要市场：

4.1 建筑防水及工程防水

建筑物需要防水的所有部分（例如屋顶，地下室，厕所等）中浇注或铺设泡沫混凝土可以不用额外使用防水添加剂，并实现永久性防水，从而克服了诸如容易跌落和水密性破坏之类的缺点。它被用作低成本，长寿命和具有竞争力的防水材料的替代品。在灌溉工程，水路，水池，水塔，水池，地下军事设施，隧道，路堤，鱼塘，人工湖和其他灌溉工程中，泡沫混凝土可用于砌筑和注水，以消除所有的防水。建筑材料和防水材料具有很大的优势。

4.2 地下及水中工程抗氯离子侵蚀应用

在氯离子含量高的土壤和水中，是混凝土结构的基础，地基桩和墩台可能会暴露于氯离子。如果在这些工程结构外部竖立或浇铸泡沫混凝土保护层，由于泡沫混凝土是不可渗透的，氯离子将不会被水携带并导致混凝土腐蚀。该技术目前在我国使用。

5 轻质降密填筑功能的应用

道路的回填，例如检修桥的回填，路基的软基础回填，桥梁支护的回填，土壤的回填以代替斜坡的路基，道路拓宽的回填，苔原的回填地基，桥梁两侧人行道的回填，熔岩涂料数十种应用，例如分层浇筑，浇注防冻隔热材料以及回填桥梁支座下的基坑。在我国以及美国和欧洲，在这一领域的应用非常发达。我国从我国进口技术。广东省相关部门正在我国实施许多道路工程，交通部正在积极推动，发展趋势良好。如果市场发达，那么工程量就很大。补偿地基被用于建筑物的回填，地下室和地下区域的上层的覆盖和回填，轻型地面垫层等。其中，地板垫层具有最多的工程解决方案。它主要用于填充和涂覆内部地下管道（包括家用电器的地下埋线，天然气或者地暖的地下管道设计等）。原来的焦渣垫层已被替换，并被泡沫混凝土所取代。在不使用地暖的多层建筑物中，建筑物的填充量应为数万平方米。在奥运会期间，使用泡沫混凝土设计了国家邮政通信会议中心大楼中的土壤垫层。