泡沫混凝土的研究进展与应用现状

沈鹏

中铁二十二局集团第二工程有限公司 北京 100041

泡沫混凝土是指将发泡剂产生的泡沫引入砂浆等基础材料之中，形成大量封闭气孔的轻质混凝土。相较于普通建材，泡沫混凝土在砂石的使用量方面有了大幅度的降低，因此泡沫混凝土的质量更小，同时具有耐久性好以及能源消耗量低等方面的特点和优势，因此泡沫混凝土有着十分广泛的应用前景，将会成为建筑保温节能的主导材料。因此针对泡沫混凝土的研究以及应用具有十分重要的意义。

1 泡沫混凝土的研究进展

1.1 掺合料的影响研究

泡沫混凝土的吸水率、抗压强度以及抗冻性等都会受到掺合料种类的影响，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强度，加入硅灰还会导致泡沫混凝土的吸水率有所提升，因此会影响泡沫混凝土的抗冻性。再比如，粉煤灰的加入有助于提升泡沫混凝土的抗冻性，如果加入磨细的粉煤灰则能够在一定程度上降低其吸水率，加入磨细的粉煤灰则对其抗冻性的影响较小。对于水泥基泡沫混凝土而言，掺入粉煤灰和钢渣粉也会影响到其性能。如果取代量小于50%，采用优质粉煤灰代替水泥，能够在一定程度上增加泡沫混凝土的导热系数，并且降低干体积密度，除此之外，还可以促进其强度的提升。但是应用钢渣粉则不会影响到泡沫混凝土的干体积密度，同时还会导致泡沫混凝土的强度降低。以此需要将钢渣粉和粉煤灰复合添加才能取得理想的效果[1]。

1.2 泡沫剂和发泡技术研究

应用无机热聚物发泡剂制作泡沫混凝土，具有泡沫稳定、均匀、细腻等特点，同时气泡还具有较强的塑化分散性，有助于保障泡沫混凝土的密度。除此之外，还可以应用矿物材料物理发泡与表面活性剂发泡相结合的模式，以普通硅酸盐水泥作为基材，可以制备出性能更好的泡沫混凝土。这种发泡方式可以更好的彰显矿物发泡剂发泡稳定性好以及表面活性剂发泡剂发泡迅速的优势，对于提升泡沫混凝土的性能具有十分重要的作用。泡沫剂和发泡技术的应用，泡沫用量会对泡沫混凝土的性能产生重要影响，主要表现在对泡沫混凝土抗压强度、干体积密度以及导热系数等方面的影响。随着泡沫量的增加，泡沫混凝土的强度以及密度会随之降低。与此同时，泡沫混凝土的质量会受到泡沫剂的影响，泡沫剂的掺量和种类是重要影响因素。以蛋白质类发泡剂为例，其具有泡沫稳定性好、大小均匀、发泡速度快以及泡沫持续时间长等方面的特点。蛋白质类发泡剂的优势十分显著，因此其在国际上应用范围十分广泛，我国针对蛋白质类发泡剂的研究也在不断深入，但较国际先进水平仍存在一定的差距，需要加大研发力度[2]。

1.3 外加剂对泡沫混凝土性能的影响

在泡沫混凝土的备制过程中需要加入不同种类的外加剂，以便满足其和易性的要求。例如，为了降低泡沫混凝土的吸水率，需要掺入憎水剂；为了提升泡沫混凝土的强度，需要掺入早强剂；为了降低收缩裂缝的发生几率，需要掺入膨胀剂等。外加剂的掺入能够更好的满足泡沫混凝土的性能要求，但是掺入外加剂也会对泡沫混凝土的性能产生一定的影响。如早强剂的掺入能够促进泡沫混凝土抗压强度的提升；而憎水剂的掺入则会促使泡沫混凝土的吸水率降低等，但不会影响到泡沫混凝土的强度。

2 泡沫混凝土的应用现状

2.1 保温隔热材料

在我国建筑领域中对泡沫混凝土的应用比较广泛，通常可以将其作为保温隔热材料应用。由于泡沫混凝土具有施工便捷以及保温隔热性能好等方面的特点，因此可以用于保温隔热工程之中。具体而言，可以应用到屋面保温隔热之中，也可作为充填式自保温砌块，应用泡沫混凝土填充砌块空洞，能够在很大程度上提升砌块墙体的热阻值，进而起到建筑节能的作用，是推动建筑行业可持续发展的有效手段。除此之外，还可以应用泡沫混凝土作为地板采暖绝热层，泡沫混凝土的密度为250kg/m3-550kg/m3。泡沫混凝土作为地板采暖绝热层，效果十分显著，目前已经广泛应用与我国北方寒冷区域[3]。

2.2 泡沫混凝土制品

泡沫混凝土制品主要包括轻质板材以及砌块等。就轻质板材而言，是指应用GRC隔墙板生产工艺，备制粉煤灰泡沫混凝土轻质墙板。此类轻质板材在建筑中的应用十分广泛，既可以与薄钢板制成复合墙板，也可以作为隔热填充墙体。就泡沫混凝土砌块而言，通常可以作为框架结构的填充材料，有助于提升墙体的保温隔热效果，同时，泡沫混凝土砌块还具有施工便捷、导热系数小、抗冻性能强以及防火等方面的优势，因此应用效果十分理想。

2.3 填充和回填

泡沫混凝土可以用于大体积回填，相较于普通混凝土，应用泡沫混凝土进行回填具有多方面的优势，比如充实度更高、成本低、施工便捷以及施工效率高等特点。另外，泡沫混凝土还可以用于管线填充，可以应用泡沫混凝土，对地下废弃的污水管、油柜以及其他管线等进行回填，进而起到避免出现塌方的作用。除此之外，还可以将泡沫混凝土用作挡土墙，通常在港口的岸墙中的应用比较广泛。可以应用密度为400kg/m3-600kg/m3的泡沫混凝土作为回填材料进行回填，能够减少对岸墙的垂直荷载以及侧向荷载。还可以应用泡沫混凝土来代替边坡的部分土壤，这样能够降低边坡的质量，有助于提升边坡的稳定性。

3 结语

泡沫混凝土具有保温隔热以及降噪隔音的作用，同时还具有环保和质轻的特点，因此在多个领域中均得到了广泛的应用。近年来，在建筑节能减排政策的作用下，泡沫混凝土的应用更加广泛，效果也更加显著。