時間:2021年06月09日 分類:科學技術論文 次數:
摘要:泡沫混凝土又稱發泡水泥,具有質輕、保溫隔熱、阻燃、抗震、綠色環保等優點。隨著我國綠色環保事業的發展,泡沫混凝土有望在除了保溫隔熱行業外的其他領域得到更多的關注和重視。分析總結了泡沫混凝土主要原料對性能的影響規律,提出進一步提高強度、降低吸水率、拓展泡沫混凝土的應用范圍是提高泡沫混凝土制備與應用的主要發展方向。
關鍵詞:泡沫混凝土 綜述 應用
引言
建筑材料具有用量大、種類多、使用時間長的特點,其中混凝土使用占建筑材料的最大比例,未來建筑材料的發展方向是高性能、多功能、可持續。泡沫混凝土作為一種輕質多孔材料相比于普通混凝土,具有保溫、利廢、減震、吸波等優良性能,隨著全球能源的日趨緊張及我國建筑節能政策的出臺以和墻體材料改革的推行,泡沫混凝土被廣泛應用于保溫隔熱材料、墻體材料、地基的處理、采礦區的充填等方面,日益受到人們的關注。本研究主要對泡沫混凝土各組成材料的研究現狀和泡沫混凝土的應用現狀進行了概況總結,并對現階段泡沫混凝土存在的問題進行了探討。
泡沫混凝土的發展歷程
泡沫混凝土在國外的發展
泡沫混凝土的起源要追溯到5 000多年前的古埃及,當時人們為應對寒冷氣候使用一些天然物質并混合后產生氣體,由此制備成多孔材料。若干年后,古羅馬人在混凝土中加入動物血液混合攪拌產生穩固氣泡,并將馬毛摻入此多孔混凝土中以防止其開裂收縮。
19世紀末Hofman通過用鹽酸與碳酸鈉反應生成的氣體制作氣泡混凝土,并獲得該制作方法的專利。步入20世紀后,北歐國家開始致力于泡沫混凝土相關技術的開發與研究。1923年以后,瑞典人Axel Eriksson在泡沫混凝土方面獲得了第一項專利,進而又取得了一系列專利。在北歐人取得一系列成果后,前蘇聯人也不甘落后取得了大量技術成果。
從1926年開始研發,僅用了4年便開始了泡沫混凝土的工業化生產。于1946~1958年間前蘇聯出臺了一系列泡沫混凝土標準規范,在泡沫混凝土標準化方面走在了前端,1998年在第五屆大洋洲建筑研討會上J.M.Durack等人作了關于泡沫混凝土砌體生產的報告。同年,韓國的K.J.Byun等人用聚合物作泡沫劑生產制造輕質泡沫混凝土。2004年新加坡K.Ruiwen等人展開了對高強泡沫混凝土的研究,拓展了泡沫混凝土的應用。2005年,英國人E.P.Kearsley等人對泡沫混凝土的防火性進行了進一步的研究。
泡沫混凝土在國內的發展
20世紀50年代早期由前蘇聯傳入并得到發展,于1952年開始了以黃蘭谷為首的泡沫混凝土研發工作。同年,國內生產的泡沫混凝土已成功地應用于工業管道保溫。1954年,經前蘇聯專家的引導,在哈爾濱生產出應用于建筑保溫方面的蒸壓泡沫混凝土板。1955~1957年,成功研制應用在大連電廠的高溫管道保溫的使用溫度高達250~510℃的泡沫混凝土管殼。1956年,進行了粉煤灰泡沫混凝土的試驗研究。經過一年多的試驗,泡沫混凝土的生產成本降低了40%。自1960始,隨著中蘇關系的惡化以及“文化大革命”,中國泡沫混凝土的發展停滯了近20年。20世紀80年代,伴隨改革開放,歐洲的泡沫混凝土現澆技術逐步進入廣東省。
20世紀90年代開始,泡沫混凝土的現澆技術開始在我國的建筑工程回填及巖土工程回填中得到應用。到了20世紀90年代末期,韓國的泡沫混凝土地面保溫層現澆技術成功應用在國內臨近韓國地區。2000年后,交通工程領域開始應用泡沫混凝土。2008年,中國工程建設協會標準CECS 249:2008《現澆泡沫輕質土技術規程》正式頒布并于次年實施,預示著我國泡沫混凝土在填充工程領域進入了新的階段。自2005年開始,我國泡沫混凝土的發展進入了高峰期,到2010年泡沫混凝土的現澆地暖保溫層技術成為泡沫混凝土的第一大應用領域。
現階段泡沫混凝土的應用
隨著全球經濟的快速發展,能源資源、氣候變化等全球問題越來越凸顯,人們對節能環保型材料的使用呼吁越來越高,泡沫混凝土作為一種新型節能環保型材料受到越來越多的關注,現階段泡沫混凝土主要被廣泛應用于以下幾個方面:(1)保溫材料。主要用于外墻保溫材料和保溫填充材料。外墻保溫材料主要是泡沫混凝土砌塊,泡沫混凝土砌塊具有良好的保溫隔熱性能,同時兼具輕質、隔聲效果,常被用于建筑物的外墻保溫層。J.Sathya Narayanan,K.Ramamurthy用泡沫混凝土生產制備泡沫混凝土砌塊,并探究了幾種早強劑對泡沫混凝土砌塊產量的影響。保溫填充材料主要是將泡沫混凝土用于空心墻體的填充。XingShi,Wei She等以泡沫混凝土填充空心墻體,通過測試發現空心墻體的整體熱阻值提高了24%。(2)現澆墻體材料。牛云輝、盧忠遠等在泡沫混凝土整體現澆樣板房中試工程中采用整體現澆的方式澆筑了高4 m、墻體厚度0.12 m的泡沫混凝士樣板房,大膽采用較高干密度的泡沫混凝土,進行集承重和保溫墻材一體的現澆工程,工程完工至今,樣板房未見任何質量問題。
(3)屋面材料。焦作市中華新天地翰苑小區采用泡沫混凝土作為屋面保溫材料,結果表明保溫層整體性好,與基層和面層結合牢固緊密,使用壽命長,保溫隔熱性能好。(4)路基處理。江蘇鹽城至紹興高速公路軟路基采用0.6 MPa的泡沫混凝土進行處理后,路堤沉降速率施工期均在0.01~0.41 mm/d之間,施工期至預壓期累計沉降量約為50~300 mm之間,卸載后,工后沉降幾乎很小。(5)用作采礦區的充填體。張淑坤、李偉等[33]以粉煤灰泡沫混凝土作為采空區的充填體,研究結果表明粉煤灰泡沫混凝土在滿足充填體強度要求條件下,具有較好的變形能力和延性,適合采空區充填,該充填體利用率較高降低了經濟成本。
混凝土論文范例:論建筑施工中的混凝土澆筑技術
結論
泡沫混凝土具有質輕、保溫隔熱、阻燃、抗震、綠色環保的等優點,在保溫材料、隔音材料、填充材料等方面具有廣闊的應用前景,然而,該類材料的強度低、吸水量大是制約其推廣應用的主要障礙。因此,進一步研發高強度、低吸水率、低密度泡沫混凝土生產技術,是拓寬其應用領域、提高其應用價值的重要途徑。許多工業固廢和城市固廢在泡沫混凝土中具有巨大的應用潛力。
各種固廢在泡沫混凝土中的應用,不僅有利于降低泡沫混凝土的生產成本,同時也有利于克服廢物排放的污染問題和生態破壞問題。因此,固體廢棄物在泡沫混凝土中的應用,也是泡沫混凝土材料制備與應用的重要發展方向。此外,不斷拓寬泡沫混凝土的應用領域,不斷開拓新的大宗應用領域,對于泡沫混凝土的應用和發展也將具有重要推動作用。
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作者:李婧