摘要：近年来，泡沫混凝土在工程中得到了广泛的应用。它是一种多孔材料，具有轻质、隔热、吸声、不燃、抗震等优良特性，能更好地满足建筑节能的要求，提高建筑的安全性。因此，许多学者研究了掺和剂、发泡剂、骨料、外加剂、纤维、微孔结构等因素对泡沫混凝土的影响。目前，泡沫混凝土已广泛应用于建筑节能、结构减载、基础回填等领域。
关键词：泡沫混凝土；性能；应用
引言
泡沫混凝土是一种轻质多孔材料。它与泡沫玻璃、泡沫陶瓷和泡沫铝一起被称为四种无机泡沫材料，是四种无机泡沫材料中最大、最有前途的一种。它是迄今为止功能性最大的散装无机轻质材料之一。它的发明和应用为混凝土开辟了一个特殊的应用领域。今后，泡沫混凝土将深刻影响人们的生活，造福社会的各个方面。它的意义不久将变得显而易见。
1泡沫混凝土的发展历程
我国泡沫混凝土的发展始于20世纪50年代末，前苏联先进的泡沫混凝土技术和工程应用传入我国，我国开始了泡沫混凝土生产的热潮，并开始形成规模。但是，由于中苏关系的破裂和文化大革命的影响，我国泡沫混凝土的生产和应用在未来20年基本处于停滞阶段，其发展受到很大影响。泡沫混凝土在我国的复兴是从现浇开始蓬勃发展的。20世纪90年代末，泡沫混凝土屋面保温现浇技术首次从韩国传入我国，并在东部沿海地区得到迅速成功的发展。随着新世纪建筑节能和墙体材料改革的发展，建筑保温越来越受到人们的重视。泡沫混凝土近10年来发展迅速，进入了发展的高峰期。在我国大部分地区，特别是北方需要采暖的地区，都有泡沫混凝土的研究和应用实例，主要用于墙体保温和地板采暖保温层，极大地促进了泡沫混凝土的发展和推广。研发超低密度、高性能泡沫混凝土是未来发展趋势，进一步扩大其应用范围，发挥泡沫混凝土保温材料轻质、隔音、保温、防火、耐久性、环保、安全、低成本等优越性能，可以弥补传统保温材料的诸多缺陷
2泡沫混凝土的研究进展
2.1掺合料对泡沫混凝土性能的影响
在泡沫混凝土的研究中，掺合剂的种类和掺量对泡沫混凝土的自重和抗压强度有很大影响。结果表明，泡沫混凝土中掺入粉煤灰越多，强度越低。通过试验研究了水灰比和粉煤灰掺量对泡沫混凝土强度的影响。确定了泡沫混凝土的最佳配合比为：水灰比45%，粉煤灰渗透率50%，发泡剂含量1.0%，砂含量15%。
2.2发泡剂对泡沫混凝土性能的影响
搅拌或注入压缩空气使发泡剂在泡沫混凝土中形成大量气泡，待干燥养护后留有大量孔洞。发泡剂的种类和发泡工艺直接影响最终泡沫混凝土的孔特性。研究以鸡毛为原料制备蛋白发泡剂。结果表明，发泡剂的稳定性直接影响泡沫混凝土孔隙结构的均匀性。该泡沫混凝土稳定性好，孔结构均匀性好，强度高。研究以泌水率、沉降距离、发泡倍率和泡沫壁厚为评价指标，评价了动物蛋白发泡剂、植物蛋白发泡剂和合成发泡剂的实际性能，并研究了它们对抗压强度、吸水率和孔结构的影响。结果表明，植物蛋白发泡剂的泡沫稳定性和发泡倍数介于两者之间。动物发泡剂泡沫尺寸较大，密封度高。合成发泡剂制备的泡沫体气泡直径小，难以在水泥浆中分散，导致泡沫混凝土孔隙率高、均匀性差。
2.3骨料对泡沫混凝土性能的影响
骨料是一种颗粒状松散材料，在混凝土中起骨架或填料的作用。骨料的种类、粒径和掺量将直接影响最终泡沫混凝土的性能。张伟等人利用废粘土砖作为骨料配制泡沫混凝土，并按照泡沫混凝土行业标准配制废粘土砖泡沫混凝土。
2.4外加剂对泡沫混凝土性能的影响
加入不同种类的外加剂，可以改变泡沫混凝土的一些特殊性能，如加入早强剂和速凝剂，加快泡沫混凝土的强度发展；加入防水剂降低泡沫混凝土的吸水率；掺膨胀剂减少收缩裂缝等。研究以水泥和双氧水为基本原料，研究了稳定剂、泡沫稳定剂、减水剂和催化剂用量对泡沫混凝土干密度、抗压强度和吸水率的影响。结果表明，最佳用量为0.6%稳定剂，1.1%泡沫稳定剂1%减水剂和0.9%催化剂。泡沫混凝土的干密度和抗压强度为271.3公斤/立方米和0.73兆帕。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.5纤维对泡沫混凝土性能的影响
近年来，随着泡沫混凝土研究的不断深入，人们发现在水泥基中添加纤维可以促进泡沫混凝土具有增强、抗裂、增韧的作用。王朝强等人。采用聚丙烯纤维或耐碱玻璃纤维对泡沫混凝土进行改性，研究了不同纤维含量对泡沫混凝土的影响，发现纤维含量对泡沫混凝土的吸水率和导热系数影响不大，但对干燥收缩有抑制作用。在干密度相同的情况下，添加纤维可显著提高泡沫混凝土的抗压强度和抗折强度。
2.6微观结构对泡沫混凝土性能的影响
通过建立泡沫混凝土孔径和孔壁厚度的计算模型，研究了泡沫混凝土的力学性能和微观结构，并用IPP软件对泡沫混凝土的孔结构进行了分析。我们研究了泡沫混凝土墙体材料的性能和微观结构。结果表明，粉煤灰可以提高泡沫混凝土的孔隙率。粉煤灰掺量越大，泡沫混凝土的孔隙分布越均匀，分形维数越大。
3泡沫混凝土应用
3.1制作泡沫混凝土砌块
由于泡沫混凝土砌块内部孔隙不连通，具有良好的保温、透水、隔音效果，在我国墙体保温材料中得到广泛应用。泡沫混凝土砌块一般可分为保温砌块、挡土砌块两种类型。我国北方墙体材料采用泡沫混凝土砌块，保温效果好，加热效果明显。由于南方天气炎热，一般采用泡沫混凝土砌块保温。制备出密度为900-1200kg/m3的泡沫混凝土砌块，也可用作框架结构的填充墙。结果表明，新型超轻保温混凝土砌块具有轻质、高强、隔热、耐火、抗冻等优点，施工方便，特别是在建筑保温层和填充墙等非承重结构中得到了很好的应用。
3.2泡沫混凝土用于补偿地基
随着经济和社会的快速发展，人们对建筑的质量要求越来越高。在设计和施工过程中，建筑物的自由沉降越来越受到重视。在建筑设计过程中，由于建筑各部分的重量不同，导致施工过程中必然会产生自由沉降差，因此在建筑自重轻的情况下，可以在基础中填充软质材料，作为基础补偿，泡沫混凝土可以较好地提高对基础材料的补偿要求。现场试验表明，低密度轻质泡沫混凝土具有良好的压缩性，强度可有效控制在设计范围内。泡沫混凝土具有低弹性模量和多孔低强度特性，能够保持与周围相邻材料的整体接触，很好地吸收和分散外部载荷产生的应力，因此特别适合作为公路路基或大型民用结构之间的填充材料。
3.3抗渗防水功能的应用
闭孔泡沫混凝土具有憎水、滴水荷叶露珠的作用，因此其具有优异的抗渗性和防水性。这种泡沫混凝土有两大应用市场：建筑防水和工程防水，在建筑需要防水的各个部位如屋面、地下室、卫生间浇筑或铺设泡沫混凝土，可以节约防水剂，实现永久防水，克服防水涂料易脱落失效的缺点。用它代替防水材料，成本低，寿命长，更具竞争力。在水利工程如运河、水池、水塔、游泳池、地下军事工程、隧道、堤防、鱼塘、人工湖等防水、抗渗方面，可以采用泡沫混凝土砌筑或浇筑，节约了所有防水材料，它既是结构材料，又是防水材料有很大优势。地下、水下工程的抗氯离子侵蚀应用于氯离子含量较高的土壤或水中，可能会对混凝土工程的基础、基桩和桥墩造成氯离子损伤。如果在这些工程结构的外部砌筑或浇筑一层泡沫混凝土保护层，由于泡沫混凝土是不透水的，氯离子不会被混凝土的水侵蚀所携带。
结语
目前，对泡沫混凝土的性能、生产设备和生产工艺的研究还不够成熟，在一定程度上阻碍了泡沫混凝土的生产和应用。然而，随着建筑节能减排政策的实施和国内外对泡沫混凝土性能的不断深入研究，泡沫混凝土因其轻质、环保、保温、降噪、隔音等优点将在许多领域得到越来越广泛的应用。
参考文献：
［1］李 猛，黄寅生，张少波，等．泡沫混凝土的研究进展及展望［Ｊ］．材料导报
［2］竺万发，张业红，苏 英，等．我国泡沫混凝土的研究进展及工程应用［Ｊ］．材料导报，2013，27（21）：812-816
作者简介：齐英伟（1995-），男，吉林建筑大学材料科学与工程学院本科生
本文章受吉林省2016年大学生创新创业项目（201610191008）资助
论文作者:齐英伟,王壑玮,陈驰,邹良宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/22
标签：泡沫论文; 混凝土论文; 发泡剂论文; 性能论文; 结构论文; 吸水率论文; 材料论文; 《基层建设》2018年第12期论文;