泡沫混凝土課件

泡沫混凝土制作：廖泉//1LOGO/VI泡沫混凝土的歷史泡沫混凝土原料及簡介泡沫混凝土制作原理泡沫混凝土的特性泡沫混凝土的應(yīng)用泡沫混凝土努力的方向早在羅馬時(shí)期，人們就已經(jīng)將多孔石材用于寺院的墻壁和圓頂，以減輕建筑物自重，混凝土作為一種人造的石材問世以后，學(xué)者們就力求在其中混入旗袍以減輕其自重。1泡沫混凝土發(fā)展歷史1923年，歐洲人首次提出了用預(yù)制氣泡和水泥砂漿相拌合生產(chǎn)多孔混凝土的方法，世界上首次出現(xiàn)了真正近代意義上的泡沫混凝土1936年起，蘇聯(lián)在已成功生產(chǎn)自然養(yǎng)護(hù)泡沫混凝土的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了蒸壓泡沫混凝土及蒸壓泡沫硅酸鹽的工業(yè)化生產(chǎn)1979年，美國的yamads等人首次將泡沫混凝土在油田固井方面獲得成功，使泡沫混凝土走出了保溫的單一領(lǐng)域，開始向多領(lǐng)域發(fā)展自1979年至今的30年，是泡沫混凝土技術(shù)水平的提高與應(yīng)用領(lǐng)域的高速擴(kuò)展階段。目前，它的應(yīng)用領(lǐng)域已達(dá)20多個(gè)，并由民用擴(kuò)展到軍用、航空、工業(yè)應(yīng)用等高端領(lǐng)域，為它未來的發(fā)展開辟了寬闊的道路泡沫混凝土是通過發(fā)泡機(jī)的發(fā)泡系統(tǒng)將發(fā)泡劑用機(jī)械方式充分發(fā)泡，并將泡沫與水泥漿均勻混合，然后經(jīng)過發(fā)泡機(jī)的泵送系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)澆施工或模具成型，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質(zhì)保溫材料2.1泡沫混凝土簡介2.2泡沫混凝土原料發(fā)泡劑水泥或石灰摻和料＋＋泡沐混凝土＋穩(wěn)泡劑

發(fā)泡劑

就是能使其水溶液在機(jī)械作用力引入空氣的情況下，產(chǎn)生大量泡沫的一類物質(zhì)，這一類物質(zhì)就是表面活性劑或者表面活性物質(zhì)。只有狹義的發(fā)泡劑才有研究和開發(fā)的價(jià)值。前者如陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑等，后者如動物蛋白、植物蛋白、紙漿廢液等。制作泡沫混凝土的水泥一般采用硅酸鹽系列水泥，如硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥等；也可根據(jù)實(shí)際情況采用硫鋁酸鹽水泥和高鋁水泥如泡沫混凝土采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，可摻入適量石灰代替水泥作為鈣質(zhì)原料摻合料主要有礦渣、粉煤灰和沸石粉穩(wěn)泡劑可以較低表面張力、改變固體潤濕性的表面活性物質(zhì)來穩(wěn)定氣泡3泡沫混凝土制作原理第一階段第二階段第三階段4泡沫混凝土特性輕質(zhì)泡沫混凝土的密度小，密度等級一般為300-1800kg/m3，常用泡沫混凝土的密度等級為300-1200kg/m3，近年來，密度為160kg/m3的超輕泡沫混凝土也在建筑工程中獲得了應(yīng)用。由于泡沫混凝土的密度小，在建筑物的內(nèi)外墻體、層面、樓面、立柱等建筑結(jié)構(gòu)中采用該種材料，一般可使建筑物自重降低25%左右，有些可達(dá)結(jié)構(gòu)物總重的30%-40%。而且，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件而言，如采用泡沫混凝土代替普通混凝土，可提高構(gòu)件的承截能力。因此，在建筑工程中采用泡沫混凝土具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。保溫隔熱性能好由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細(xì)小孔隙，因此具有良好的熱工性能，即良好的保溫隔熱性能，這是普通混凝土所不具備的。通常密度等級在300-1200kg/m3范圍的泡沫混凝土，導(dǎo)熱系數(shù)在0.08-0.3w/（m·K）之間。采用泡沫混凝土作為建筑物墻體及屋面材料，具有良好的節(jié)能效果。隔音耐火性能好泡沫混凝土屬多孔材料，因此它也是一種良好的隔音材料，在建筑物的樓層和高速公路的隔音板、地下建筑物的頂層等可采用該材料作為隔音層。泡沫混凝土是無機(jī)材料，不會燃燒，從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。其它性能泡沫混凝土還具有施工過程中可泵性好，防水能力強(qiáng)，沖擊能量吸收性能好，可大量利用工業(yè)廢渣，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。5泡沐混凝土應(yīng)用上海浦東喜馬拉雅藝術(shù)中心（1）空洞填充工程

用砂石填充空洞，往往會產(chǎn)生沉陷等問題。國外目前廣泛的采用泡沫混凝土來填充大型空洞，這些空洞包括廢棄的下水道、井、大型油罐、地窖、舊建筑的地下室、廢棄的地鐵等等。這主要是利用了泡沫混凝土的低成本和可以具有很高的流動度的特點(diǎn)，其可以繞過障礙物，填充到空洞的每一個(gè)角落。一般用于填充的泡沫混凝土密度500-1000kg/m3，強(qiáng)度1-2N/mm2。（2）路橋工程泡沫輕質(zhì)土臺背回填以減少橋跨

在橋墩后面填充泡沫混凝土，可以減少對結(jié)構(gòu)的側(cè)壓力，也會起到降低沉陷風(fēng)險(xiǎn)的作用。泡沫混凝土也可以用于橋貼面、填充橋拱結(jié)構(gòu)間的空洞以及最終的橋面。而且在橋梁工程中，橋體結(jié)構(gòu)自重大，在橋堤連接處往往會出現(xiàn)地基沉降現(xiàn)象，橋堤與橋體出現(xiàn)一高一低斷面，車輛行駛在上面就會產(chǎn)生跳車的現(xiàn)象，所以有些工程也采用回填泡沫混凝土來平衡地基的沉降。

（3）耐火窯爐

由于泡沫混凝土具有很好的隔熱性能，EPKearsley等人嘗試用泡沫混凝土作為窯爐的耐火隔熱材料，其實(shí)驗(yàn)表明，普通硅酸鹽水泥制備的泡沫混凝土在400℃后，材料就會被高溫破壞而不能使用，但是使用高鋁水泥等特種組分水泥以及其他一些材料制備的泡沫混凝土則最高可以經(jīng)受1450℃高溫的考驗(yàn)，再加上其可澆注施工，因此在高溫窯爐耐火隔熱領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用前景。（4）海上鉆井平臺

國外有些海上鉆井平臺結(jié)構(gòu)部分使用了泡沫混凝土材料來澆筑，一方面是由于其輕質(zhì)，另一個(gè)重要的原因是由于泡沫混凝土中含有的大量泡沫使其具有吸能減震的作用。在海上鉆井作業(yè)時(shí)經(jīng)常會產(chǎn)生高頻的震動，而且需要一個(gè)抗沖擊層防止鉆管、鉆頭、泥漿泵掉落到平臺上對平臺結(jié)構(gòu)的破壞。泡沫混凝土就成為較為合適的材料。（5）房建工程

由于泡沫混凝具有保溫隔熱的性能，既可以預(yù)制也可以現(xiàn)場澆筑，因此相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員均對泡沫混凝土在房建方面的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛的研究。目前泡沫混凝土在房建領(lǐng)域應(yīng)用方式主要有墻體現(xiàn)澆、預(yù)制制品安裝砌筑，屋面現(xiàn)澆等。在中、遠(yuǎn)東地區(qū)，超過3000棟房子是在1948-1958年用1100-1500kg/m3的泡沫混凝土建造的，其使用超過25年后仍然表現(xiàn)良好，在南非人們用泡沫混凝土來屋面找坡和屋面隔熱。在俄羅斯，由于其嚴(yán)寒的氣候，泡沫混凝土的應(yīng)用也很廣泛。馬來西亞某公司現(xiàn)場墻體澆筑（6）軍事泡沫混凝土在軍用領(lǐng)域主要有兩個(gè)方面：一是射擊靶場方面，另一方面就是地下抗爆坑道建設(shè)方面。主要是利用了泡沫混凝土耗能消震性能。一般的靶場子彈進(jìn)入靶墻后,被土壤中的酸性物質(zhì)所腐蝕,日久天長就會造成鉛對地下水的污染。泡沫混凝土能卡住子彈,且其堿性環(huán)境不會腐蝕彈頭,而且不會像普通混凝土那樣，子彈撞擊后造成火花、噪音、甚至飛出彈片等問題。美國軍事工程研究與發(fā)展中心土工技術(shù)與結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一種纖維增強(qiáng)泡沫混凝土（見圖13），專門用于實(shí)彈訓(xùn)練。另一方面在地下抗爆坑道結(jié)構(gòu)中，夾芯泡沫混凝土作為耗能層，爆炸應(yīng)力波通過泡沫混凝土層時(shí)，其可以產(chǎn)生大變形、調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的變形，減緩對下面結(jié)構(gòu)的沖擊。射擊打靶應(yīng)用（