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一种新型保温材料——泡沫混凝土

   发表时间2016-10-18 01:49:13

近年来,很多火灾事故的发生原因都跟建筑保温材料有关。建筑保温材料能够保温隔热,降低采暖能耗。可它又十分易燃,容易引发火灾事故。为此,人们越来越多的关注到一种新型保温材料——泡沫混凝土。


 


泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合,然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型,经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。

泡沫混凝土防火隔热,3厘米厚的板材用手托着,拿焊枪喷上10分钟,手却安然无恙。与此同时,它还是一种轻质的建筑材料,可以漂浮在水面上,比水还要轻,这样就可以降低建筑物的自重,减小建筑基础所需承受的载荷。经过结构抗震检测,泡沫混凝土板房经过9度抗震而不坏,这说明它的抗震性能也非常好。正因为具有这些优势,泡沫混凝土保温材料的运用已经成为一个新趋势。

主要特性
泡沫混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中,经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。由于泡沫混凝土中含有大量封闭的孔隙,使其具有下列良好的物理力学性能。


1、轻质
  泡沫混凝土的密度较小,密度等级一般为300-1800kg/m。常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200 kg/m,近年来,密度为 160 kg/m的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。
 由于泡沫混凝土的密度小,在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料,一般可使建筑物自重降低25%左右,有些可达结构物总重的30%-40%。而且,对结构构件而言,如采用泡沫混凝土代替普通混凝土,可提高构件的承截能力。因此,在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。

2、保温隔热性能好
 由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙,因此具有良好的热工性能,即良好的保温隔热性能,这是普通混凝土所不具备的。通常密度等级在300-1200 kg/m范围的泡沫混凝土,导热系数在0.08-0.3w/(m·K)之间,热阻约为普通混凝土的10-20倍。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料,具有良好的节能效果。

3、隔音耐火性能好
  泡沫混凝土属多孔材料,因此它也是一种良好的隔音材料,在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。泡沫混凝土是无机材料,不会燃烧,从而具有良好的耐火性,在建筑物上使用,可提高建筑物的防火性能。

4、整体性能好
  可现场浇注施工,与主体工程结合紧密。

5、低弹减震性好
 泡沫混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量,从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。

6、防水性能强

 现浇泡沫混凝土吸水率较低,相对独立的封闭气泡及良好的整体性,使其具有一定的防水性能。

7、耐久性能好
  与主体工程寿命相同。

8、生产加工方便
  泡沫混凝土不但能在厂内生产成各种各样的制品,而且还能现场施工,直接现浇成屋面、地面和墙体。

9、环保性能好
 泡沫混凝土所需原料为水泥和发泡剂,发泡剂大都接近中性,不含苯、甲醛等有害物质,避免了环境污染和消防隐患。




10、施工方便
  只需使用水泥发泡机可实现自动化作业,可泵送实现垂直高度200米的远距离输送,工作量为150—300立方/工作日。




11、其它性能
  泡沫混凝土还具有施工过程中可泵性好,抗压强度高(0.5-22.2Mpa),冲击能量吸收性能好,可大量利用工业废渣,价格低廉等优点。


应用范围

泡沫混凝土以其良好的特性,广泛应用于节能墙体材料中,在其他方面也获得了应用。目前,泡沫混凝土在我国的应用主要是屋面泡沫混凝土保温层现浇、泡沫混凝土面块、泡沫混凝土轻质墙板、泡沫混凝土补偿地基。但是,充分利用泡沫混凝土的良好特性,可以将它在建筑工程中的应用领域不断扩大,加快工程进度,提高工程质量,具体如下:

1、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截荷,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。

2、修建运动场和田径跑道。
  使用排水能力强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础,上面覆以砾石或人造草皮,作为运动场用。泡沫混凝土的密度为800-900kg/m3;此类运动场可进行曲棍球,足球及网球活动。或者在泡沫混凝土上盖上一层0.05m厚的多孔沥青层及塑料层,则可作田径跑道用。

3、作夹芯构件。
  在预制钢筋混凝土构件中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。

4、管线回填。
   地下废弃的油柜、管线(内装粗油、化学品)、 污水管及其他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600-1100kgg/m。

5、混凝土填层。
   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,因此它经常用于贫混凝土填层。如对隔热性要求不很高,采用密度为1200kgg/m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500kgg/m的贫混凝土填层,平均厚度为0.1- 0.2m。

6、屋面边坡。
   泡沫混凝土用于屋面边坡,具有重量轻、 施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为10mm/m.厚度为0.03-0.2m,采用密度为800 - 1200kgg/m;的泡沫混凝土。

7、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800-1000kgg/m。

8、用于园林绿化。
   将泡沫混凝土做成容重在600-1000kg/m,可用于园林假山,垃圾箱,桌凳等。

9、国防(现代战争是用信息和先进机动器械为攻击工具)。
   该发泡水泥能用在被敌方轰炸破坏的军事工程如机场,重要交通公路等实行立即抢修,用我们的设备及工艺能把敌方破坏的工程迅速修复,实验得来的结果是修复后10分钟即能用于飞机起降,战车通过。

10、其他。
   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。

施工工艺
  泡沫混凝土的施工是通过整套专用的设备现场完成。整套设备配有上料、搅拌、主机等系统,施工时进行现场上料、搅拌、发泡并通过自带的泵送系统经高压输送管直接送至施工基面。

存在不足
1、强度偏低。
   体积密度为800-859kgg/m3的泡沫混凝土的抗压强度严重偏低,一般低于2.0MPa,有的甚至不足1.0MPa。但目前国内泡沫混凝土技术发展迅猛,北京有企业(如北京中科筑诚)已经将500公斤每立方的泡沫混凝土强度提高到2.5MPa。
2、开孔率偏高。
   由于泡沫混凝土中存在Na,K,等对气泡的破坏作用,使得其中的气孔多为开孔,严重影响了泡沫混凝土的保温性能。目前,北京鸿锐嘉已经将180公斤级别泡沫混凝土做到0.4MPa以上,且开孔率已经控制在10%以下.
3、开裂、吸水。
   硬化泡沫混凝土表面开裂,导致吸收大量外来水分。开裂可以添加纤维缓解,吸水可以加憎水剂解决。

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