新型建筑材料泡沫混凝土的性能及應用

陽春雄

（深圳市龍崗大工業區混凝土有限公司， 廣東 深圳 518000）

0 引言

泡沫混凝土使用起泡劑起泡系統，以使起泡劑完全機械起泡，使得水泥砂漿與泡沫完全混合均勻。隨后，用具有泵送系統的吹塑機使混凝土形成完整的結構或自然固化的新型輕質隔熱材料，該材料具有大量封閉的孔。泡沫混凝土，又稱泡沫混凝土，輕質混凝土等，是一種經濟，環保，節能，便宜，一種新型的不燃節能建筑材料。由于我國陸續出臺了許多關于墻壁材料改革和建筑節能的相關政策和法規，因此人們對于節能建筑材料的開發和應用越發重視以及關注，我國正在積極致力于節能和環保等新材料的開發。泡沫混凝土具有出色的隔熱性，并且重量輕。泡沫混凝土以及其他新型建筑環保保溫材料的研究開發和運用充分滿足了社會發展中人們的住房要求。時至今日，泡沫混凝土已經是非承重墻建筑材料中擁有重要地位的一份子。

1 保溫隔熱應用

泡沫混凝土包含大量封閉的孔，并且孔中停滯的空氣是一種良好的隔熱介質，可以阻止熱傳遞。密度越低，孔越多，絕緣性越好。尤其是有的泡沫混凝土密度能夠小于500kg/m3的，那么這種情況下能夠使其導熱系數小于0.09W/m·k。通常，將導熱率小于0.23的材料稱為隔熱材料。將導熱率小于0.14的材料稱為絕緣材料。泡沫混凝土是一種很好的絕緣材料，因為在大多數情況下，它小于0.14，在大多數情況下，小于0.09。

1.1 建筑保溫隔熱應用

泡沫混凝土的主要應用領域是在建筑的保溫隔熱方面，占當前建筑物保溫隔熱混凝土總產量的八成以上。其良好的隔熱性能和建筑節能策略促進了其在建筑物隔熱領域中的廣泛應用。如今，設計和應用的主要重點是墻。使用動臂的下一步將主要是對墻壁進行自我隔熱。各種泡沫塊，泡沫墻板，泡沫整體墻和各種用于外墻的復合結構隔熱板已經在各個地方推出，并且其生產規模已經變得非常可觀。站在宏觀的角度上看，在建筑保溫泡沫混凝土的應用中已從初期的開發階段進階到了可以全面推廣和應用的更高階段，發展高峰應用將在3到5年的范圍內到來。如果整個隔熱建筑物都是使用泡沫混凝來進行建筑的（包括屋頂隔熱層，墻壁隔熱層，地板采暖隔熱層等等）則相當于用泡沫混凝土包裹整個房屋，建筑面積為每平方米需要約0.2∽0.5m3泡沫混凝土（屋頂，地面和四壁設計為5厘米的絕緣層）。建筑面積為10000平方米的建筑物需要2000至5000m3的泡沫混凝土。如果要將泡沫混凝土用于全國各地的新建筑和原始的節能改造中，需求將是巨大的。

1.2 管道及熱工設備保溫

目前，我國對熱管和加熱設備的隔熱材料的需求量為250萬立方米/年，比如一個發電廠需要20000至50000立方米的隔熱材料。冬季，北方有更多的工廠供熱干線對加熱和加熱管道的隔熱材料的需求巨大。石棉是一種無機纖維，目前是隔熱的主導產品，但是其具有會令人發癢，吸水力強，價格昂貴且需要緊急更換的特性，泡沫混凝土在這方面也有相應的運用價值。1957年左右，我國利用蘇聯的技術在大連發電廠生產并應用了60,000立方米的泡沫混凝土保溫材料。后來，由于蘇中關系惡化，停止了生產。目前，泡沫混凝土尚未在該領域使用，需要進行合理研究發展。管道保溫的主要產品是預制管道保溫殼和特殊形狀的材料，以及保溫板。

1.3 冷庫保溫

聚苯乙烯泡沫塑料現在用于隔熱冷藏室。由于泡沫易于老化，收縮并且極易燃燒，因此發達國家轉而使用泡沫混凝土或磚砌保溫材料，而我國也開始取代這種材料。它的結構基本上都是整體的，并且能夠使屋頂墻壁和地面使用的所有泡沫混凝土都是成為一個整體，其中沒有冷橋效應，也不會產生結構縫隙。

1.4 工業爐窯保溫

主要產品是防火保溫磚。在大型工業熔爐中，例如鋼廠，玻璃廠，陶瓷廠，有色金屬冶煉廠等。水泥窯等，為了減少能耗，必須在耐火磚的外部建造一層隔熱耐火磚。最初，使用的主流是價格昂貴的浮石和氧化鋁石，目前我國已經開始使用泡沫混凝土制成的耐火磚來代替昂貴的傳統產品。并且其價格不到傳統材料的一半，非常具有市場競爭力。

2 吸聲隔聲應用

因為開孔泡沫混凝土是一種非常優秀的吸音材料，同時閉孔泡沫混凝土又是一種非常優秀的隔音材料。兩者在吸聲隔聲材料方面具有非常廣闊的市場前景，特別是作為吸聲建筑材料，非常具有前途的。一般情況下我們將平均吸聲系數大于0.2的建筑材料稱為吸聲材料。傳統建筑材料產品主要含有兩類：紡織品（石棉，礦棉等）和多孔產品（泡沫，泡沫玻璃等）。如今泡沫混凝土作為一種新型的多孔吸聲建筑材料，其平均吸聲系數能夠達到0.8甚至1.4，是一種符合第一或第二級標準的耐用吸聲材料。因此在下面的應用中具有非常強的市場和競爭優勢。

2.1 室外吸音材料(公路、鐵路吸音屏障)

戶外吸聲材料的泡沫混凝土市場大多數公路和鐵路都襯有吸音屏障。將來，我國將積極發展需要至少3000萬立方米吸聲屏障的鐵路和公路。目前，木水泥板和泡沫玻璃板主要用作吸聲屏障。前者的吸聲系數非常低，無法達到高鐵的隔音要求，而且外觀也不美觀，后者雖然吸聲系數高但是其造價卻也過高。如今泡沫混凝土不但具有非常優秀的吸聲性能，完能夠滿足所有街道的吸聲要求，而且價格非常也非常低廉，因此在大型公共工程吸音材料方面的應用前景十分廣闊。

2.2 室內墻面吸聲

房間的吸聲包括吸聲天花板和吸聲墻。泡沫混凝土在墻體吸聲方面具有巨大的市場優勢。與石棉等纖維吸音板相比，在切割和安裝時不會對人體產生危害，強度好，成本低。該產品將廣泛用于地鐵墻以及大型購物中心，車站候車室，劇院，會議室和其他建筑物的墻體中。

2.3 隔聲夾芯復合板(隔斷薄板)

所有現有的內部隔板均在木龍骨的兩側安裝了5-10毫米的石膏板，墻壁是空的，沒有隔音，易碎并且不能用釘子錘打。泡沫混凝土隔音復合板厚5厘米，占用空間小。兩個表面是有色裝飾表面層，中間一個是4厘米厚的泡沫混凝土，既絕緣又隔音。它的安裝速度是以前的兩倍，并受到消費者的歡迎。

3 吸能功能應用

泡沫混凝土具有很高的抗沖擊性。可以使用大錘破碎普通混凝土，但泡沫混凝土很難破碎。利用其能量吸收優勢，許多高附加值產品已在國外開發和應用，例如用于機場保護的泡沫塊，用于跑步機的泡沫塊和用于道路交通事故的泡沫塊。當飛機或汽車由于失去控制而離開跑道時，它會掉入保護性泡沫塊中。由于泡沫塊具有減震特性，它可以停止并保護飛機或車輛免受損壞。

4 抗滲防水功能的應用

閉孔泡沫混凝土具有拒水性，滴水可起到荷葉水滴的作用，因此具有出色的抗滲防水性能。這種泡沫混凝土有兩個主要市場：

4.1 建筑防水及工程防水

建筑物需要防水的所有部分（例如屋頂，地下室，廁所等）中澆注或鋪設泡沫混凝土可以不用額外使用防水添加劑，并實現永久性防水，從而克服了諸如容易跌落和水密性破壞之類的缺點。它被用作低成本，長壽命和具有競爭力的防水材料的替代品。在灌溉工程，水路，水池，水塔，水池，地下軍事設施，隧道，路堤，魚塘，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優勢。

4.2 地下及水中工程抗氯離子侵蝕應用

在氯離子含量高的土壤和水中，是混凝土結構的基礎，地基樁和墩臺可能會暴露于氯離子。如果在這些工程結構外部豎立或澆鑄泡沫混凝土保護層，由于泡沫混凝土是不可滲透的，氯離子將不會被水攜帶并導致混凝土腐蝕。該技術目前在我國使用。

5 輕質降密填筑功能的應用

道路的回填，例如檢修橋的回填，路基的軟基礎回填，橋梁支護的回填，土壤的回填以代替斜坡的路基，道路拓寬的回填，苔原的回填地基，橋梁兩側人行道的回填，熔巖涂料數十種應用，例如分層澆筑，澆注防凍隔熱材料以及回填橋梁支座下的基坑。在我國以及美國和歐洲，在這一領域的應用非常發達。我國從我國進口技術。廣東省相關部門正在我國實施許多道路工程，交通部正在積極推動，發展趨勢良好。如果市場發達，那么工程量就很大。補償地基被用于建筑物的回填，地下室和地下區域的上層的覆蓋和回填，輕型地面墊層等。其中，地板墊層具有最多的工程解決方案。它主要用于填充和涂覆內部地下管道（包括家用電器的地下埋線，天然氣或者地暖的地下管道設計等）。原來的焦渣墊層已被替換，并被泡沫混凝土所取代。在不使用地暖的多層建筑物中，建筑物的填充量應為數萬平方米。在奧運會期間，使用泡沫混凝土設計了國家郵政通信會議中心大樓中的土壤墊層。

6 輕質裝飾材料及園林制品的應用

應用此方面具有很高的附加值，這是泡沫混凝土可獲利的領域之一：它的市場很大，產品很多，制造商很少，這是非常有前途的。

6.1 室內輕質裝飾品

泡沫混凝土的重量輕，非常適合用于制作金和銀的古董壁畫，吊墜，藝術裝飾板，室內裝飾等。最初，這些產品由強度低的灰泥制成，后來被樹脂和菱鎂礦代替，但它們很重。許多制造商使用泡沫來減少密度和重量。南京，福建，廣東等地的許多裝飾公司都在生產泡沫產品。

6.2 外墻輕質裝飾磚

該領域開發的產品包括：大理石或花崗巖砌面板，泡沫混凝土，裝飾性外墻面板，瓷磚（3mm），泡沫混凝土覆面板，用于藝術混凝土的泡沫混凝土懸浮板，用于鋁和塑料制成的泡沫混凝土面板。

6.3 輕質園林制品

這些產品主要包括：仿木和竹葡萄架，用于仿木和竹制建筑部件，仿木戶外桌椅，仿木鋪路石，仿木欄桿，花池，具有透氣性和藝術性的高品質預制花盆，微孔石和浮石創造出模仿蓮花和荷葉，高聳的假山花園等的蓮花燈。其中，透氣花盆具有良好的出口前景。

7 漂浮性能的應用

7.1 海上漂浮操作平臺

泡沫混凝土已在國外用于制造海上鉆井平臺和其他作業平臺，這些平臺的優點是成本低廉，而且不會遭受洪水泛濫的風險。2008年冬季，廣東的一家石油公司舉行了技術咨詢，并計劃建立一個海上平臺。由于近海石油工業的快速發展和國防建設，未來將使用我國的工業和軍事近海泡沫混凝土平臺。

7.2 海上風力發電機漂浮基座

目前，海上風電正在國外積極發展。其海上風力渦輪機廣泛用于泡沫混凝土制成的浮動基礎上。我國目前也在開發海上風電，泡沫混凝土公司應積極合作以發展其浮動基礎。

7.3 水上漂浮住宅和漁村

在國外，在容易發生洪水的地區，大量泡沫混凝土場地被用于建造浮動房屋。這樣的住宅建筑物在發生洪水時可以漂浮在水面，以保護居民。此外，我國大多數浮動漁村都以船只為家。數百條甚至數以千計的漁船在水面上的街道和小巷中排成一行，使人們的生活變得困難。新的漁村正在使用泡沫混凝土為漁民提供浮動的永久住所。

8 結語

由于泡沫混凝土的孔隙率高，重量輕，因此具有出色的性能，例如隔熱和減少地震損失。它廣泛用于建筑，例如墻壁和屋頂，道路和橋梁以及地基。同時，由于強度低，完整性差和收縮率高，限制了泡沫混凝土的使用。通過添加添加劑可以改善泡沫混凝土的基本特性，從而達到控制泡沫混凝土質量和穩定性的目的。