發泡水泥

發泡水泥
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發泡水泥
中文名稱：發泡水泥保溫性：導熱係數為0.06-0.28W/(M.K) 隔音性：低彈減震性整體性：可現場澆注施工與主體工程結合

發泡水泥是通過發泡機的發泡系統將發泡劑用機械方式充分發泡，並將泡沫與水泥漿均勻混合，然後經過發泡機的泵送系統進行現澆施工或模具成型，經自然養護所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質保溫材料。它屬於氣泡狀絕熱材料，突出特點是在混凝土內部形成封閉的泡沫孔，使混凝土輕質化和保溫隔熱化。^[1]

主要特點

1)熱阻約為普通混凝土的10-20倍。[[]]
2)相當於普通水泥混凝土的1/5~1/8左右，可減輕建築物整體荷載。
3) 不需留界隔縫和透氣管。
4)發泡水泥的多孔性使其具有低的彈性模量，從而使其對衝擊載荷具有良好的吸收和分散作用。
5)發泡水泥中含有大量的獨立氣泡，且分布均勻，是普通混凝土的5倍，具備有效隔音的功能。
6) 抗壓性:抗壓強度為0.6-25.0MPA。
7) 耐水性:現澆發泡水泥吸水性較小，相對獨立的封閉氣泡及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。
8) 耐久性:與主體工程壽命相同。
9) 施工簡單:只需使用水泥發泡機可實現自動化作業，可實現垂直高度200米的遠距離輸送，工作量為150-300M3/工作日。
10) 生產加工性:發泡水泥不但能在廠內生產成各種各樣的製品，而且還能現場施工，直接現澆成屋面、地面和牆體，並可進行鋸、刨、釘、鑽孔等加工。
11) 環保性:發泡水泥所需原料為水泥和發泡劑，發泡劑為中性，不含苯、甲醛等有害物質，避免了環境污染和消防隱患。
12) 經濟性:綜合造價低。

具備優勢

保溫層的優勢 =

使用發泡水泥製做保溫層，用於屋面保溫和外牆保溫，替代聚苯乙烯(苯板)等其他隔熱材料，具有無可比擬的保溫性能和結構層的附着性能，還有方便施工、環保、節時、增效等諸多優越性。此技術在韓國非常普及，在中國的北方沿海城市也大量採用，取得了很好的保溫效果。目前，該技術在中國西部地區已經開始普及。中國南方地區也用發泡水泥製作發泡水泥磚，以取得屋面保溫和外牆保溫的效果。實踐證明，發泡水泥具有良好的絕熱、保溫、隔音、輕承載等性能，優於其他輕質實心塑料膨化珍珠岩、陶粒、石棉製品等保溫材料，具有操作簡便、機械化程度高、節時、省工特點。發泡水泥可用機械垂直管道運輸，縮短了工時，比其他方式可提高6~10倍工效。採用發泡水泥作為屋面保溫隔熱材料，使得隔熱層與樓板基面之間結合附着性能大大提高。過去大多數地暖施工中採用苯板做隔熱層，不能與原基面很好的結合，更沒有有效的附着力，造成脫層、空鼓、龜裂等。採用發泡水泥體作為保溫隔熱層，使發泡水泥隔熱層與原樓板細小凸凹不平的基面填平，並可抓實、抓牢形成強有力的附着性能。施工後使原有面層基本達到水平程度，給下道工序帶來方便，並可保證面層薄厚均勻的整體效果。此外，原來採用苯板所做的隔熱層使用1~2年後，因長時間的踩踏，承載受力後逐漸下沉，還有的裂縫達5~10mm，嚴重時還會對供熱管造成損壞而漏水。採用發泡水泥做隔熱層則完全不會產生此種現象，因發泡水泥的壓縮強度高於苯板，優勢十分明顯。同時，社會各界越來越重視環保、衛生，用苯板做隔熱層，在供暖時聚苯乙烯(苯板)會隨着溫度的升高，殘留體苯和烴烯等都會隨之釋放，特別在冬季採暖時，門窗封閉嚴密，空氣流動性很差，有毒氣體得不到置換，勢必會對人體造成一定危害。而採用發泡水泥製作的屋面保溫則不然，水泥發泡劑原料為植物性脂肪酸，合成體為水溶性，是安全環保衛生產品，不會對人體造成危害。這也是人們選擇發泡水泥的重要因素。通過對水泥發泡技術的探討、研究和大量實踐，發泡水泥製作保溫層在隔熱、附着、承載、環保衛生等方面，都大大優越於其他保溫隔熱材料，特別適合大工程、高樓層的方便、快捷的現場製作施工。發泡水泥製作保溫層還能降低樓層高度，從建築結構設計的角度看，單這一項就可降低單位造價，節約工程總成本。

施工的綜合論述

發泡水泥是把水泥發泡劑利用空壓機加壓後形成具有一定張力的泡沫，而後將泡沫與水泥漿同時攪拌，攪拌過程中水泥將不斷膨脹，當膨脹效果達到預先設定的配比後即可形成發泡水泥。通常應用的領域為地面採暖保溫層、屋面保溫層、框架結構的牆體的填充層等。在材料選用上，水泥一般採用32.5R普通硅酸鹽水泥，發泡劑目前市場上有動物性與植物性2種，對於保溫行業來說，我們主張採用動物性，因為從性能上來說，動物性發泡劑具備氣孔獨立、強度高等特點，做出的發泡水泥具有容重輕，氣孔分布均勻、保溫性好、有一定的抗滲性、並具備良好的隔音性;而植物性發泡劑由於連續氣泡的特點，相對於動物性發泡劑來說做出的發泡水泥容重偏高，保溫性稍差，另在抗滲及隔音上均不及動物性發泡劑，但植物性發泡劑具有發泡量大，流動性好的優點，在地暖施工中較動物性發泡劑更易於操作。另外我們建議發泡劑生產廠家根據施工需要生產出不同特性的發泡劑。比如針對斜屋面我們推薦純動物性發泡劑，主要利用它流動性差，強度好的特點，而平屋面及地暖施工我們推薦使用混合性發泡劑，因為混合性發泡劑是在動物性的基礎上加入了一定的植物性成分，使發泡倍數增高，流動性增強，易於找平，更適合於地暖施工。^[2]

下面談一下發泡水泥用於屋面及樓地面保溫工程的優點

⒈保溫性能優:導熱係數為0.080-0.125 W/(m?k)，熱阻約為普通混凝土的20-30倍。

⒉隔音效果佳:泡沫混凝土中包含大量的獨立氣泡，且分布均勻，吸音能力為0.09-0.19%，是普通混凝土的5倍，具備有效隔音的功能。

⒊整體性好:現場澆注施工，與主體工程結合緊密，不需留界隔縫和透氣管。

⒋密度低:干體積密度為250- 600 kg /m3，是普通混凝土密度的1/5-1/8，可減輕建築物整體荷載。

⒌抗壓強度較高:抗壓強度為0.9-4.5Mpa。

⒍較好的防水性:獨立密集的氣泡及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。

⒎抗裂紋:收縮率低，抗裂性是普通混凝土的8倍。

⒏壽命長:與主體工程壽命相同。

⒐施工工序簡單:平屋面無須另做找坡層。

準備工作

建議採用32.5 R以上的普通硅酸鹽水泥，亦可用礦渣硅酸鹽水泥，有侵蝕性介質作用時，應按設計要求選用。不推薦加入沙子等其他物質。基層處理上應該把雜物清理清掃乾淨並用水濕潤。撒水應注意的問題是水需要分布均勻，並且不要出現積水現象，這樣可有效的防止將來施工中的沉澱與塌陷現象。泡沫製取和使用中一般是泡沫混凝土所用的泡沫應該使用專用設備製取，其泡沫直徑應控制在0.5-2 mm 之間，且應有彈性，不易破碎。混凝土泡沫應隨製取隨使用，留置時間不宜大於20分鐘。在施工中還需要注意的一個問題就是當總厚度超過10cm 時，宜分層施工。平屋面採用結構找坡，坡度不應小於3%;採用材料找坡，坡度宜為2%;天溝、檐溝縱向找坡，坡度不應小於1%，溝底水落差不得超過150mm。由於泡沫混凝土稠度低，流動性大，斜屋面保溫厚度不易控制。為保證質量，斜屋面應採用預製混凝土板加現場發泡混凝土現場澆注相結合的施工工藝。具體做法是:(1)預製泡沫混凝土板;(2)在屋面上澆注10- 20 mm 泡沫混凝土，並鋪設預製的泡沫混凝土板。(3)對低洼不平處用泡沫混凝土找平。因預製泡沫混凝土板與現場發泡的混凝土系採用同一材料、同一工藝生產，二者熱膨脹係數完全相同，且能很好地結合，因而可保證屋面有較好的保溫性和整體性。另外當容重低於300kg /m3時，施工時宜加促凝劑，促凝劑摻量一般為水泥用量的4%---6%，摻量隨促凝劑品種、施工溫度和工程要求適當增減。但是要注意的問題是低於300kg /m3僅僅可以作為保溫層面，絕對不可以作為承重部分。施工現場的氣溫不宜低於 3℃ ，同時施工完畢後，應進行保濕養護。通常在設計中對泡沫混凝土保溫層的厚度允許偏差為+10%、-5%。表面平整度為5mm。

應用範圍

泡沫混凝土以其良好的特性，廣泛應用於節能牆體材料中，在其他方面也獲得了應用。現今泡沫混凝土在中國的應用主要是屋面泡沫混凝土保溫層現澆、泡沫混凝土面塊、泡沫混凝土輕質牆板、泡沫混凝土補償地基。但是，充分利用泡沫混凝土的良好特性，可以將它在建築工程中的應用領域不斷擴大，加快工程進度，提高工程質量，具體如下: (1)用作擋土牆。主要用作港口的岩牆。泡沫混凝土在岸牆後用作輕質回填材料可降低垂直截荷，也減少了對岸牆的側向載荷。這是因為泡沫混凝土是一種粘結性能良好的剛性體，它並不沿周邊對岸牆施加側向壓力，沉降降低了，維修費用隨之減少，從而節省很多開支。泡沫混凝土也可用來增進路堤邊坡的穩定性，用它取代邊坡的部分土壤，由於減輕了質量，從而就降低了影響邊坡穩定性的作用力。

(2)修建運動場和田徑跑道。使用排水能力強的可滲性泡沫混凝土作為輕質基礎，上面覆以礫石或人造草皮，作為運動場用。泡沫混凝土的密度為800-900kg/m³此類運動場可進行曲棍球，足球及網球活動。或者在泡沫混凝土上蓋上一層0.05m厚的多孔瀝青層及塑料層，則可作田徑跑道用。

(3)作夾芯構件。在預製鋼筋混凝土構件中可採用泡沫混凝土作為內芯，使其具有輕質高強隔熱的良好性能。通常採用密度為400 - 600kg/m³的泡沫混凝土。

(4)管線回填。地下廢棄的油櫃、管線(內裝粗油、化學品)、污水管及其他空穴容易導致火災或塌方，採用泡沫混凝土回填可解決這些後患，費用也少。泡沫混凝土採用的密度取決於管子的直徑及地下水位，一般為600-1100kg/m³。

(5)貧混凝土填層。由於使用可彎曲的軟管，泡沫混凝土具有很大的工作度及適應性，因此它經常用於貧混凝土填層。如對隔熱性要求不很高，採用密度為1200kg/m³左右的貧混凝土填層，平均厚度為0.05m;如對隔熱性要求很高，則採用密度為500kg/m³的貧混凝土填層，平均厚度為0.1- 0.2m。

(6)屋面邊坡。泡沫混凝土用於屋面邊坡，具有重量輕、施工速度快、價格低廉等優點。坡度一般為10mm/m.厚度為0.03-0.2m，採用密度為800 - 1200kg/m³的泡沫混凝土。

(7)儲罐底腳的支撐。將泡沫混凝土澆階在鋼儲罐(內裝粗油、化學品)底腳的底部，必要時也可形成一凸形地基，這樣可確保整個箱底的支撐在焊接時年處於最佳應力狀態，這一連續的支撐可使儲罐採用薄板箱底。同時凸形地基也易於清潔。泡沫混凝土的使用密度為800-1000kg\m³。

(8)園林綠化應用。將發泡水泥做成容重在600-1000kg/m³可用來做園林中的扶手，假山，凳子，桌子等。

(9) 牆體現場澆築:泡沫混凝土經現場發泡、澆築用作建築物的非承重牆體，改變了常用預製砌塊砌築牆體的方法。牆體整體性好，施工簡便，勞動強度小，造價低。同時具有輕質、保溫隔熱、防水防滲等優點，是傳統牆體的替代產品。

(10)其他。泡沫混凝土也可用於防火牆的絕緣填充，隔聲樓面填充、隧道襯管回填;以及供電、水管線的隔離等方面。

保溫隔熱應用

泡沫混凝土內部包含大量封閉氣孔，氣孔內不流動的空氣是很好的絕熱介質，可切斷熱交換。其密度越低、氣孔越多、絕熱性就越好。特別是密度低於500㎏/m?的泡沫混凝土，其導熱係數小於0.09w/m.k。通常把導熱係數低於0.23的材料稱為絕熱材料，把低於0.14的絕熱材料稱為保溫材料。泡沫混凝土大多數均低於0.14，多數低於0.09，因而是良好的保溫隔熱材料。

建築保溫隔熱應用

建築保溫隔熱是泡沫混凝土主要應用領域，目前占泡沫混凝土總產量的80%用於建築保溫。它的良好保溫性能與建築節能的政策拉動，促使它在建築保溫領域開始規模化應用。目前，開發應用的重點已開始向牆體轉移，下一輪應用熱潮，將會主要是自保溫牆體。各種泡沫砌塊、泡沫牆板、泡沫現澆牆體、各種複合結構外牆外保溫板等已在各地紛紛推出，其規模化生產應用已拉開了序幕。從全國總體來看，泡沫混凝土在建築保溫的應用，已從初期發展到全面推廣應用階段，在3~5年內將出現應用高峰。建築保溫若全部應用泡沫混凝土，包括屋面隔熱保溫層，牆體保溫層，地暖保溫層(或墊層)，等於用泡沫混凝土把整個屋子包起來，一平米建築面積大約需要0.2m?~0.5m?泡沫混凝土(屋頂、地面、四壁均以5cm保溫層計算)，一座1萬平米建築面積的建築，就需泡沫混凝土2000m?~5000 m?。全國的新建建築及原有節能改造若均採用泡沫混凝土，其需求量將是天文數字。

管道及熱工設備保溫

目前，中國熱力管道及熱工設備對保溫材料的需求量為250萬m?/年，僅一個電廠就需保溫材料2-5萬m?，北方冬季供暖熱力管道及工廠熱力管道度保溫材料的需求更為驚人。現今的主導產品礦棉類無機纖維使人皮膚瘙癢、吸水性強、價格高，也急需換代，泡沫混凝土在這一方面也會大有作為。1957年前後，中國曾利用蘇聯技術生產應用了6萬m?泡沫混凝土熱力管道保溫外殼，用於大連電廠及峰峰電廠的熱工管道保溫。後因中蘇關係惡化而停止生產。這表明泡沫混凝土取代無機纖維棉是可行的。現今泡沫混凝土尚無在這一領域應用，急需開發。熱力管道保溫的主要產品為預製管道保溫外殼及異形材，也有保溫面板。

冷庫保溫

冷庫保溫現使用泡沫塑料。因泡沫塑料易老化萎縮和易燃，因此發達國家均改為泡沫混凝土澆築或砌築保溫層，中國也已開始取代。其主要採用整體現澆，屋面、牆體、地面全部泡沫混凝土現澆，無冷橋，無縫隙。

工業爐窯保溫

其主要產品為耐火保溫磚。鋼鐵廠、玻璃廠、陶瓷廠、有色金屬冶煉廠、水泥煅燒窯等大型工業爐窯，為降低能耗，在耐火磚外側，需砌築一層保溫耐火磚。原多使用漂珠磚、氧化鋁泡沫磚，價格極高，中國已開始採用泡沫混凝土耐火磚取代高價傳統產品，價格不到其一半，很有競爭力。

吸聲隔聲應用

開孔泡沫混凝土是極好的吸聲材料，而閉孔泡沫混凝土又是極好的隔音材料，二者都有極大的市場，特別是吸音材料，前景更好。通常把平均吸聲係數大於0.2的材料稱為吸聲材料。其傳統產品有兩類:纖維類(岩礦棉板等)及多孔類(泡沫塑料及泡沫玻璃等)。泡沫混凝土屬新型多孔類吸聲材料，它的平均吸聲係數為0.8~1.4，屬強吸聲材料，可達一級或二級標準。它在以下幾個方面的應用有很大的市場及競爭優勢。

室外吸音材料

(公路、鐵路吸音屏障) 泡沫混凝土室外吸音材料市場主要是高速公路及鐵路兩旁的吸聲屏障。中國未來大力發展鐵路公路，吸聲屏障至少有3000萬m?以上的需求。現今道路用吸聲屏障主要是碎木屑水泥板及泡沫玻璃板。前者吸聲係數很低，不能滿足高速鐵路的需要，且不美觀，後者價格太高。而泡沫混凝土吸聲性能好，可滿足任何道路吸聲要求，而價格卻很低，我們應不失時機開發。

室內牆面吸聲

室內吸聲有吸聲吊頂及吸聲牆面。泡沫混凝土在牆面吸聲上有很大市場優勢。它與岩礦棉等纖維吸聲板相比，沒有切割安裝時讓渾身刺癢的缺點，且強度好，價格也低。在地鐵牆面，本產品將大有市場，在大型商場、車站候車室、影劇院、會議廳等其他建築牆面也有極大的市場。

隔聲夾芯複合板

隔斷薄板

現有的室內隔斷均是在木龍骨兩側安裝5~10㎜的紙面石膏板，牆內是空的，不隔聲，也不堅固，還無法釘釘子。泡沫混凝土複合隔聲板5㎝厚，占空間小，兩表面為彩色裝飾面層，中間為4㎝厚泡沫混凝土，隔斷作用與隔聲作用兼有，安裝快一倍，受到消費者歡迎。

機場防護吸能應用

泡沫混凝土具有極強的抗衝擊性能。用大錘能把普通混凝土砸破，但難以砸破泡沫混凝土。利用它的這種吸能性，國外已經研發和應用了一批高附加值產品，如飛機場安全防護泡沫塊、賽車場安全防護泡沫塊、公路事故易發地帶安全防護泡沫塊等。當飛機、汽車因失控衝出跑道或道路時，進入發泡塊防護帶，由於泡沫塊的衝擊力吸收性能，使其停滯並保護飛機或車輛無損。

射擊和爆炸吸能防護在軍事上的應用

泡沫混凝土對子彈衝擊波及爆炸衝擊波具有良好的吸收作用，可大大降低射擊及爆炸的破壞力。在抗爆炸方面，具有開發意義的產品有軍用、民用兩類:

軍用

泡沫混凝土可用於各種地下或地上軍事工程、彈藥庫等。在其工程牆體和頂部增加幾十厘米泡沫混凝土(現澆或砌築)可降低爆炸破壞力。現已在我軍開始應用。另外，組裝式泡沫混凝土防震指揮所、戰地醫院用房屋，具有極大開發價值。

民用

抗爆泡沫混凝土主要應用於炸藥庫、易爆化工原料庫、易爆設備廠房，當其發生事故時，可減少爆炸破壞力，降低損失。

抗電磁輻射的應用

泡沫混凝土是優異的電磁屏蔽材料，可吸收和消除電磁波。近些年來，它開始在電磁輻射較大的軍事及民用建築中使用，其產品為防輻射板，需求量較大，特別是在軍工方面。估計國內市場需求約每年50萬㎡，其出口市場會更大，因發達國家需求很大(我們有美國樣品)。

透水及過濾功能的應用

開口率達80%以上的泡沫混凝土具有優異的透水及過濾功能，使它應用前景廣闊。

透水透氣應用

透水地磚，北京仁創集團開發的透水磚受到國家領導的高度評價，但由於其價格較高無法普及，只用於一些高檔場所。我們研製的泡沫混凝土透水磚，透水能力與之相同，但成本只有其1/5-1/10，可普及應用。

透氣植草地面

透水磚也是透氣磚。透水透氣可使植物在泡沫混凝土地面下生長，並穿過孔隙長到地面上，形成綠化植被。美國利用這一點，開發了泡沫混凝土垃圾場現澆覆蓋、公路鐵路及堤壩河岸的護坡現澆覆蓋、沙土地防沙覆蓋。用泡沫混凝土澆筑後仍可長草，解決了覆蓋混凝土與綠化長草的矛盾。

河沙水過濾

全國各地從河水中撈砂者甚多，撈出的砂子要讓水儘快濾除。採用泡沫混凝土作濾水層，又快又好，在全國有很大的推廣應用價值。其他如水淬礦渣、工業殘渣等均可使用此過濾板。

工業機械過濾層

將泡沫混凝土製成過濾機的濾芯，成本低，濾水效果好，可取代價高而難制的泡沫陶瓷濾芯。

防火功能的應用

防火門

防火門是中高層建築為切斷火災蔓延而設的大型提升門，為建築規範所必不可少的防火構造，中國現有建築每年約有六億元的市場需求。2009年3月實行的新的防火門標準，把防火等級提高，原有產品都不符合標準，各廠家均在研發泡沫混凝土防火門芯。這一市場現今急需供貨而尚沒有滿意產品，開發前景特別看好。

防火板

發泡防火板，防火性更強，發泡後密度降至800㎏/m?，輕質性突出，具有很大市場優勢。北京、山東等地一些企業，均使用我方發泡技術生產防火板，十分成功，有推廣意義。

抗滲防水功能的應用

閉孔性泡沫混凝土具有憎水性，滴上水呈荷葉露珠效應，因此其抗滲防水優異。這種泡沫混凝土有兩大應用市場:

建築防水及工程防水

在建築所有需要防水的部位如屋面、地下室、衛生間等澆築或砌築泡沫混凝土，可省去防水劑，且達到永久防水，克服防水塗料易脫落失效的缺點。用其代替防水材料，成本低、壽命長，更具競爭性。在水利工程如水渠、水池、水塔、游泳池、地下軍事工程、隧道、堤岸、魚塘、人工湖等防水抗滲方面，均可使用泡沫混凝土砌築或澆築，省去所有防水材料，它既是結構材料，又是防水材料有很大優勢。

地下及水中工程抗氯離子侵蝕應用

在氯離子含量大的土壤內或水中，混凝土工程的基座、基樁、橋墩等，都可能遭受氯離子侵害。假如在這些工程結構的外部砌築或澆築一層泡沫混凝土保護層，由於泡沫混凝土不透水，氯離子就不會由水攜帶侵蝕混凝土。現今這一技術在中國已有應用。^[3]

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