泡沫混凝土的研究進展與應用現狀

沈鵬

中鐵二十二局集團第二工程有限公司 北京 100041

泡沫混凝土是指將發泡劑產生的泡沫引入砂漿等基礎材料之中，形成大量封閉氣孔的輕質混凝土。相較于普通建材，泡沫混凝土在砂石的使用量方面有了大幅度的降低，因此泡沫混凝土的質量更小，同時具有耐久性好以及能源消耗量低等方面的特點和優勢，因此泡沫混凝土有著十分廣泛的應用前景，將會成為建筑保溫節能的主導材料。因此針對泡沫混凝土的研究以及應用具有十分重要的意義。

1 泡沫混凝土的研究進展

1.1 摻合料的影響研究

泡沫混凝土的吸水率、抗壓強度以及抗凍性等都會受到摻合料種類的影響，比如，硅灰的加入，可以在很大程度上提升泡沫混凝土的早期強度，加入硅灰還會導致泡沫混凝土的吸水率有所提升，因此會影響泡沫混凝土的抗凍性。再比如，粉煤灰的加入有助于提升泡沫混凝土的抗凍性，如果加入磨細的粉煤灰則能夠在一定程度上降低其吸水率，加入磨細的粉煤灰則對其抗凍性的影響較小。對于水泥基泡沫混凝土而言，摻入粉煤灰和鋼渣粉也會影響到其性能。如果取代量小于50%，采用優質粉煤灰代替水泥，能夠在一定程度上增加泡沫混凝土的導熱系數，并且降低干體積密度，除此之外，還可以促進其強度的提升。但是應用鋼渣粉則不會影響到泡沫混凝土的干體積密度，同時還會導致泡沫混凝土的強度降低。以此需要將鋼渣粉和粉煤灰復合添加才能取得理想的效果[1]。

1.2 泡沫劑和發泡技術研究

應用無機熱聚物發泡劑制作泡沫混凝土，具有泡沫穩定、均勻、細膩等特點，同時氣泡還具有較強的塑化分散性，有助于保障泡沫混凝土的密度。除此之外，還可以應用礦物材料物理發泡與表面活性劑發泡相結合的模式，以普通硅酸鹽水泥作為基材，可以制備出性能更好的泡沫混凝土。這種發泡方式可以更好的彰顯礦物發泡劑發泡穩定性好以及表面活性劑發泡劑發泡迅速的優勢，對于提升泡沫混凝土的性能具有十分重要的作用。泡沫劑和發泡技術的應用，泡沫用量會對泡沫混凝土的性能產生重要影響，主要表現在對泡沫混凝土抗壓強度、干體積密度以及導熱系數等方面的影響。隨著泡沫量的增加，泡沫混凝土的強度以及密度會隨之降低。與此同時，泡沫混凝土的質量會受到泡沫劑的影響，泡沫劑的摻量和種類是重要影響因素。以蛋白質類發泡劑為例，其具有泡沫穩定性好、大小均勻、發泡速度快以及泡沫持續時間長等方面的特點。蛋白質類發泡劑的優勢十分顯著，因此其在國際上應用范圍十分廣泛，我國針對蛋白質類發泡劑的研究也在不斷深入，但較國際先進水平仍存在一定的差距，需要加大研發力度[2]。

1.3 外加劑對泡沫混凝土性能的影響

在泡沫混凝土的備制過程中需要加入不同種類的外加劑，以便滿足其和易性的要求。例如，為了降低泡沫混凝土的吸水率，需要摻入憎水劑；為了提升泡沫混凝土的強度，需要摻入早強劑；為了降低收縮裂縫的發生幾率，需要摻入膨脹劑等。外加劑的摻入能夠更好的滿足泡沫混凝土的性能要求，但是摻入外加劑也會對泡沫混凝土的性能產生一定的影響。如早強劑的摻入能夠促進泡沫混凝土抗壓強度的提升；而憎水劑的摻入則會促使泡沫混凝土的吸水率降低等，但不會影響到泡沫混凝土的強度。

2 泡沫混凝土的應用現狀

2.1 保溫隔熱材料

在我國建筑領域中對泡沫混凝土的應用比較廣泛，通常可以將其作為保溫隔熱材料應用。由于泡沫混凝土具有施工便捷以及保溫隔熱性能好等方面的特點，因此可以用于保溫隔熱工程之中。具體而言，可以應用到屋面保溫隔熱之中，也可作為充填式自保溫砌塊，應用泡沫混凝土填充砌塊空洞，能夠在很大程度上提升砌塊墻體的熱阻值，進而起到建筑節能的作用，是推動建筑行業可持續發展的有效手段。除此之外，還可以應用泡沫混凝土作為地板采暖絕熱層，泡沫混凝土的密度為250kg/m3-550kg/m3。泡沫混凝土作為地板采暖絕熱層，效果十分顯著，目前已經廣泛應用與我國北方寒冷區域[3]。

2.2 泡沫混凝土制品

泡沫混凝土制品主要包括輕質板材以及砌塊等。就輕質板材而言，是指應用GRC隔墻板生產工藝，備制粉煤灰泡沫混凝土輕質墻板。此類輕質板材在建筑中的應用十分廣泛，既可以與薄鋼板制成復合墻板，也可以作為隔熱填充墻體。就泡沫混凝土砌塊而言，通常可以作為框架結構的填充材料，有助于提升墻體的保溫隔熱效果，同時，泡沫混凝土砌塊還具有施工便捷、導熱系數小、抗凍性能強以及防火等方面的優勢，因此應用效果十分理想。

2.3 填充和回填

泡沫混凝土可以用于大體積回填，相較于普通混凝土，應用泡沫混凝土進行回填具有多方面的優勢，比如充實度更高、成本低、施工便捷以及施工效率高等特點。另外，泡沫混凝土還可以用于管線填充，可以應用泡沫混凝土，對地下廢棄的污水管、油柜以及其他管線等進行回填，進而起到避免出現塌方的作用。除此之外，還可以將泡沫混凝土用作擋土墻，通常在港口的岸墻中的應用比較廣泛。可以應用密度為400kg/m3-600kg/m3的泡沫混凝土作為回填材料進行回填，能夠減少對岸墻的垂直荷載以及側向荷載。還可以應用泡沫混凝土來代替邊坡的部分土壤，這樣能夠降低邊坡的質量，有助于提升邊坡的穩定性。

3 結語

泡沫混凝土具有保溫隔熱以及降噪隔音的作用，同時還具有環保和質輕的特點，因此在多個領域中均得到了廣泛的應用。近年來，在建筑節能減排政策的作用下，泡沫混凝土的應用更加廣泛，效果也更加顯著。