我国泡沫混凝土在建筑工程中的应用分析
近年来,我国越来越重视建筑节能工作,随着与建筑节能有关政策的实施,墙体材料改革取得了显著的成就,节能材料倍受欢迎。泡沫混凝土以其良好的特性,已用于节能墙体材料中,在其它方面也获得了应用。目前,泡沫混凝土在我国的应用情况如下。
1、泡沫混凝土砌块
泡沫混凝土砌块是泡沫混凝土在墙体材料中应用量最大的一种材料。在我国南方地区,一般用密度等级为700-1200kg/m3的泡沫混凝土砌块作为框架结构的填充墙,主要是利用该砌块隔热性能好和轻质高强的特点。哈尔滨建筑大学研制了聚苯乙烯泡沫混凝土砌块,并用于城市楼房建设。此种砌块是以聚苯乙烯泡沫塑料作为骨料,水泥和粉煤灰作胶凝材料,加入少量外加剂,经搅拌、成型和自然养护而成,其规格为200×200×200mm,可用于内、外非承重墙体材料,也可用于屋面保温材料。
2、泡沫混凝土轻质墙板
目前用于建筑物分户和分室隔墙的主要材料是GRC轻质墙板,由于其原料价格较高,影响了其推广应用。中国建筑材料科学研究院采用GRC隔墙板生产工艺结合固体泡沫剂和泡沫水泥的研究成果,开发出了粉煤灰泡沫水泥轻质墙板的生产技术,并得到了应用。
3、泡沫混凝土补偿地基
现代建筑设计与施工越来越重视建筑物在施工过程中的自由沉降。由于建筑物群各部分自重的不同,在施工过程中将产生自由沉降差,在建筑物设计过程中要求在建筑物自重较低的部分其基础须填软材料,作为补偿地基使用。泡沫混凝土能较好地满足补偿地基材料的要求。
4、用作挡土墙
主要用作港口的岩墙。泡沫混凝土在岸墙后用作轻质回填材料可降低垂直载荷,也减少了对岸墙的侧向载荷。这是因为泡沫混凝土是一种粘结性能良好的刚性体,它并不沿周边对岸墙施加侧向压力,沉降降低了,维修费用随之减少,从而节省很多开支。
泡沫混凝土也可用来增进路堤边坡的稳定性,用它取代边坡的部分土壤,由于减轻了质量,从而就降低了影响边坡稳定性的作用力。
5、作夹芯构件
在预制钢筋混凝土构件时可采用泡沫混凝土作为内芯,使其具有轻质高强隔热的良好性能。通常采用密度为400-600kg/m3的泡沫混凝土。
6、用作复合墙板
用泡沫混凝土制作成各种轻质板材,在框架结构中用作隔热填充墙体或与薄钢板制成复合墙板,泡沫混凝土的密度通常为600kg/m3左右。
7、管线回填
地下废弃的油柜、管线(内装粗油、化学品)、污水管及其它空穴容易导致火灾或塌方,采用泡沫混凝土回填可解决这些后患,费用也少。泡沫混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位,一般为600-1100kg/m3。
8、轻质混凝土回填
由于使用可弯曲的软管,泡沫混凝土具有很大的工作度及适应性,因此它经常用于轻质混凝土回填。如对隔热性要求不很高,采用密度为900-1200kg/m3左右的贫混凝土填层,平均厚度为0.05m;如对隔热性要求很高,则采用密度为500kg/m3的贫混凝土填层,平均厚度为0.1-0.2m。
9、屋面找坡
泡沫混凝土用于屋面找坡,具有重量轻、施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为1%—3%,厚度为30-300mm,采用密度为400-900kg/m3的泡沫混凝土。
10、储罐底脚的支撑
将泡沫混凝土浇阶在钢储罐(内装粗油、化学品)底脚的底部,必要时也可形成一凸形地基,这样可确保整个箱底的支撑在焊接时年处于最佳应力状态,这一连续的支撑可使储罐采用薄板箱底。同时凸形地基也易于清洁。泡沫混凝土的使用密度为800-1000kg/m3。
11、泡沫混凝土也可用于防火墙的绝缘填充,隔声楼面填充、隧道衬管回填;以及供电、水管线的隔离等方面。
海外泡沫混凝土的生产应用
在欧洲等地, CLC在原材料取材、生产工艺技术、制品体现的物理特性、应用领域以及生产设备投入及其运行维护成本等,与传统建筑材料相比,都具有显著的差异和优势:CLC制品生产工艺简便,原材料取材广泛且不必深加工,不必高温高压蒸养,规格多样,容重、强度等质量指标任意可调,质轻、抗压和抗折强度高、吸水率低、收缩率低、保温隔热降噪阻燃性能好、抗冻融性能好,可流动(现场)生产,砌筑施工方便。
CLC的主要原材料是砂子、水泥、水和少量添加剂,无须或微量使用石灰、石膏等;也可使用部分工业废弃物如粉煤灰、炉渣、矿渣等。砂子为普通(水洗)砂,粒径根据产品容重的不同分别为0.05-4mm。生产填充材料时,一般为2mm以内,不必经过磨细;水泥为普通水泥。
CLC制品从规格上分板材、砌块和非标制品三大系列。每个系列产品又有多种规格尺寸。当然,还可根据市场和用户需要生产非标产品;另外,还可在施工场地随时加工成所需要的尺寸和形状。
CLC制品的吸水率低,抗冻融指标高,隔热隔音效果好,防火等级高,强度指标最大可达20兆帕以上,容重范围一般在100-1600公斤/立方米之间;既可以用做承重材料,又可做填充材料;既可以用于内墙隔断,也可用于外墙砌筑;还可以作为屋顶和屋面材料。
CLC属节能降耗的环境友好型建材:在生产环节中,一次浇注成型,节约生产性资源(如原材料、煤、电等)等特点;在建筑应用中又有节省砌筑沙浆,免除内外墙外挂灰膏,节约砌筑时间,省去附加保温材料(如聚苯板、矿棉等),并可锯、切、刨、钻、钉、粘等优点;在居住使用中,由于CLC特有的保温隔热性能,它能达到65%以上的建筑节能效果,大量节约煤、电资源,方便生活。
泡沫混凝土与加气混凝土的区别
泡沫混凝土与普通混凝土对比而言,由于其内部为固相与气相相互交织的多孔结构,具有密度小、保温隔热性能良好、抗冻性能优良等优点。
泡沫混凝土与加气混凝土都属于轻质多孔混凝土。但两者发泡机理存在差异,泡沫混凝土一般采用机械发泡,而加气混凝土采用化学发泡,故相对于加气混凝土而言,泡沫混凝土的气泡分布均匀,且形成的气孔直径范围比较集中,可以减少由于内部结构分布不均匀而出现应力集中现象。
另外,传统的加气混凝土多需要蒸压养护,不适用于现场生产浇筑,泡沫混凝土则可进行现场施工,并可浇筑在建筑的任意部位,应用范围更为广阔;此外,泡沫混凝土多采用胶凝材料,较少掺入粗骨料,因而具有良好的可泵性,施工方便灵活。
泡沫混凝土的应用范围
由于泡沫混凝土具有一些优良特性,在美国、日本、韩国及西欧等发达国家获得不断推广,并被广泛运用到建筑工程领域,其中轻质泡沫混凝土方面的应用比例已经高达90%,不论在国内国外,泡沫混凝土的运用均在不断地扩展壮大。