泡沫混凝土即用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中,经混合搅拌、浇筑、成型、养护而成的一种多孔材料现浇发泡混凝土。据了解,2020年我国泡沫混凝土总产量约为6000万立方米,远高于其他国家。我国泡沫混凝土工程应用持续稳定增长,尤其是在较为成熟的路桥工程领域、回填工程、现浇墙体及房屋整浇、屋面保温隔热层、现浇地暖绝热层及垫层等领域的应用工程量增长较大。未来,随着研究深入,将探索泡沫混凝土在水利工程、海洋工程、军事工程等方面的多元化应用。

西藏林芝机场应用了泡沫混凝土跑道拦阻系统

据广东新瑞龙生态建材有限公司总经理孙勇介绍,一般来说,泡沫混凝土的导热系数0.08-0.3瓦特/米·开,热阻约为普通砼10-20倍。这一物理特征使其具有良好的保温隔热性能。此外,泡沫混凝土是唯一可以对建筑墙体、墙面、屋面和地面进行全方位保温隔热处理的材料,是建筑节能材料的首选。外墙外保温即将保温层置于主体墙材外侧,它能防止建筑外墙由于温差导致过多能耗,促使室内温度保持相对恒定,有利于改善室内热环境质量。经过外墙外保温处理的墙面能达到冬暖夏凉的效果,通过自然保温隔热减少空调的使用,有助于实现双碳目标。外墙外保温比外墙内保温用材要求更严格,对材料的抗裂、防水、透气、抗震和抗风压性能都要求较高。近年来,出于对隔热、密度、工艺、成本等方面的考虑,泡沫混凝土砌块成为外墙外保温的主要材料。

除了在外墙外保温中发挥重要作用,泡沫混凝土也越来越多地被用在地暖隔热层中。据了解,目前我国泡沫混凝土地暖隔热层的应用率已达到50%以上,照此发展,它不久就将取代聚苯乙烯泡沫塑料成为主要材料。和后者相比,泡沫混凝土可耐400℃以上高热,不会热分解,使用寿命更长;且工艺简单,施工速度快,施工时间比聚苯乙烯泡沫塑料板快1/3,能节约大量人工;无接缝,减少了接缝造成的热损失。

土建工程中,常常会遇到不便施工但又不得不填充的地下空洞,如高等级公路桥头搭板下的空洞、桩基及基坑周边的空洞隧道等,严重影响工程质量及使用寿命,需进行填充。泡沫混凝土具有轻质性、流动性、自硬性,机械(水泥发泡机)施工速度快,施工过程中不需进行振捣和机械碾压作业,施工后可自然养护,是填充狭窄空间及地下空洞的良好材料。据了解,一般用于填充的泡沫混凝土密度为500~1000千克/立方米,强度为1~2兆帕。

上世纪九十年代初,泡沫混凝土技术被逐步用于建筑工程回填及岩土工程回填。最初泡沫混凝土被用于孔洞回填,如废弃矿洞回填,由于自重轻,故可有效防止地基滑移;另外,用于建筑工程补偿地基也取得了较好效果,这是因为以轻质泡沫混凝土作填充料,可有效控制其强度范围,且压缩性良好,可确保工程均匀沉降,从而补偿因自重引起的自由沉降差。2000年后,泡沫混凝土被广泛应用于岩土工程方面的回填,并被成功运用在2008年北京奥运会奥林匹克中心地下通道回填工程中。

随着全球节能减排政策的提出,作为保温节能材料,泡沫混凝土的研究和应用得到进一步推广。除了前述应用方向外,泡沫混凝土也可作铁路隔音带的主要材料。早在2009年,泡沫混凝土隔声板就被成功运用在我国武广高速铁路隔声带中,有效减少了噪音。而园林建设业逐渐成为泡沫混凝土应用的新兴领域,可将其作为假山石、发泡仿木材料等,也可用于生产无土栽培的基质材料。

近年来,美国、英国、荷兰等欧美国家以及日本、韩国等亚洲国家,充分利用泡沫混凝土,不断扩大其在建筑工程领域的应用,如将其用作挡土墙,修建运动场和田径跑道,制作夹芯构件等。泡沫混凝土的应用前景广阔,但目前仍需加强研究,通过提高泡沫混凝土的强度,改善整体性较差和收缩的短板,不断提升性能,以探索泡沫混凝土的多元化应用。

广东建设报记者 王芷芸

◎ 编审:朱启同

◎ 美编:彭一哲

◎ 出品:广东建设报全媒体内容运营中心