泡沫混凝土是自水泥混凝土產(chǎn)生100多年來(lái)最重大的科技進(jìn)步之一。它將重質(zhì)的水泥混凝土輕質(zhì)化、功能化,賦予它輕質(zhì)、保溫、隔熱、吸聲、隔聲、耐火、防火、抗?jié)B、防水、抗沖擊波、抗電磁波、抗腐蝕、保水、吸能、方便施工、環(huán)保、節(jié)時(shí)、增效等幾十種功能。是迄今為止功能最多的大宗無(wú)機(jī)輕質(zhì)材料之一。它的發(fā)明與應(yīng)用,為混凝土開(kāi)辟了一個(gè)特種應(yīng)用領(lǐng)域。未來(lái),泡沫混凝土將深刻影響人們的生活,造福于社會(huì)方方面面。其重大意義將會(huì)在日后很快顯現(xiàn)。
泡沫混凝土內(nèi)部包含大量封閉氣孔,氣孔內(nèi)不流動(dòng)的空氣是很好的絕熱介質(zhì),可切斷熱交換。其密度越低、氣孔越多、絕熱性就越好。特別是密度低于500㎏/m?的泡沫混凝土,其導(dǎo)熱系數(shù)小于0.09w/m.k。通常把導(dǎo)熱系數(shù)低于0.23的材料稱(chēng)為絕熱材料,把低于0.14w/m.k的絕熱材料稱(chēng)為
保溫材料。泡沫混凝土大多數(shù)均低于0.14w/m.k,多數(shù)低于0.09w/m.k,因而是良好的保溫隔熱材料。
建筑保溫隔熱是泡沫混凝土主要應(yīng)用領(lǐng)域,目前占泡沫混凝土總產(chǎn)量的80%用于建筑保溫。它的良好保溫性能與
建筑節(jié)能的政策拉動(dòng),促使它在建筑保溫領(lǐng)域開(kāi)始規(guī)?;瘧?yīng)用。目前,開(kāi)發(fā)應(yīng)用的重點(diǎn)已開(kāi)始向墻體轉(zhuǎn)移,下一輪應(yīng)用熱潮,將會(huì)主要是自保溫墻體。各種泡沫砌塊、泡沫墻板、泡沫現(xiàn)澆墻體、各種復(fù)合結(jié)構(gòu)外墻外保溫板等已在各地紛紛推出,其規(guī)?;a(chǎn)應(yīng)用已拉開(kāi)了序幕。從全國(guó)總體來(lái)看,泡沫混凝土在建筑保溫的應(yīng)用,已從初期發(fā)展到全面推廣應(yīng)用階段,在3~5年內(nèi)將出現(xiàn)應(yīng)用高峰。
建筑保溫若全部應(yīng)用泡沫混凝土,包括屋面隔熱保溫層,墻體保溫層,地暖保溫層(或墊層),等于用泡沫混凝土把整個(gè)屋子包起來(lái),一平米建筑面積大約需要0.2m³~0.5m³泡沫混凝土(屋頂、地面、四壁均以5cm保溫層計(jì)算),一座1萬(wàn)平米建筑面積的建筑,就需泡沫混凝土2000m³~5000 m³。全國(guó)的新建建筑及原有節(jié)能改造若均采用泡沫混凝土,其需求量將是天文數(shù)字。
2.建筑保溫砌塊的應(yīng)用
非承重保溫砌塊: 密度以300公斤/m³為主導(dǎo),導(dǎo)熱系數(shù)0.05~0.08W/m·k,抗壓強(qiáng)度0.5 MPa。這種砌塊的保溫效果最為理想,是建筑節(jié)能需要量最大而市場(chǎng)最缺乏的產(chǎn)品。泡沫混凝土最大優(yōu)勢(shì)就在超輕砌塊,由于我國(guó)建筑節(jié)能的力度日益加大,超輕砌塊是發(fā)展的方向,他可以實(shí)現(xiàn)一體化保溫,墻體本身就可以達(dá)到節(jié)能65%的要求,省去外保溫處理,使建筑保溫造價(jià)降低40%---50%。
承重保溫砌塊:密度1000~1200kg/m³抗壓強(qiáng)度>10MPa,導(dǎo)熱系數(shù)0.18~0.22;它比紅磚輕1/3,而保溫性提高一倍。 這種砌塊完全可以取代紅磚用于承重墻,它及保溫、承重、輕質(zhì)三功能于一體,取代紅磚極有優(yōu)勢(shì),具有更大的市場(chǎng)。
3.冷庫(kù)保溫
冷庫(kù)保溫現(xiàn)使用泡沫塑料。因泡沫塑料易老化萎縮和易燃,因此發(fā)達(dá)國(guó)家均改為泡沫混凝土澆筑或砌筑保溫層,我國(guó)也已開(kāi)始取代。其主要采用整體現(xiàn)澆,屋面、墻體、地面全部泡沫混凝土現(xiàn)澆,無(wú)冷橋,無(wú)縫隙。
4. 工業(yè)爐窯保溫
其主要產(chǎn)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(yè)爐窯,為降低能耗,在耐火磚外側(cè),需砌筑一層保溫耐火磚。原多使用漂珠磚、氧化鋁泡沫磚,價(jià)格極高,我國(guó)已開(kāi)始采用泡沫混凝土耐火磚取代高價(jià)傳統(tǒng)產(chǎn)品,價(jià)格不到其一半,很有競(jìng)爭(zhēng)力。
二.吸聲隔聲應(yīng)用
開(kāi)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(chǎng),特別是吸音材料,前景更好。
通常把平均吸聲系數(shù)大于0.2的材料稱(chēng)為吸聲材料。其傳統(tǒng)產(chǎn)品有兩類(lèi):纖維類(lèi)(巖礦棉板等)及多孔類(lèi)(泡沫塑料及
泡沫玻璃等)。泡沫混凝土屬新型多孔類(lèi)吸聲材料,它的平均吸聲系數(shù)為0.8~1.4,屬?gòu)?qiáng)吸聲材料,可達(dá)一級(jí)或二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。它在以下幾個(gè)方面的應(yīng)用有很大的市場(chǎng)及競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
2.1 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(chǎng)主要是高速公路及鐵路兩旁的吸聲屏障。我國(guó)未來(lái)大力發(fā)展鐵路公路,吸聲屏障至少有3000萬(wàn)m?以上的需求。目前道路用吸聲屏障主要是碎木屑水泥板及泡沫玻璃板。前者吸聲系數(shù)很低,不能滿足高速鐵路的需要,且不美觀,后者價(jià)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(jià)格卻很低,我們應(yīng)不失時(shí)機(jī)開(kāi)發(fā)。
2.2 室內(nèi)墻面吸聲
室內(nèi)吸聲有吸聲吊頂及吸聲墻面。泡沫混凝土在墻面吸聲上有很大市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。它與巖礦棉等纖維吸聲板相比,沒(méi)有切割安裝時(shí)讓渾身刺癢的缺點(diǎn),且強(qiáng)度好,價(jià)格也低。在地鐵墻面,本產(chǎn)品將大有市場(chǎng),在大型商場(chǎng)、車(chē)站候車(chē)室、影劇院、會(huì)議廳等其他建筑墻面也有極大的市場(chǎng)。
2.3 隔聲夾芯復(fù)合板(隔斷薄板)
現(xiàn)有的室內(nèi)隔斷均是在木龍骨兩側(cè)安裝5~10㎜的紙面石膏板,墻內(nèi)是空的,不隔聲,也不堅(jiān)固,還無(wú)法釘釘子。泡沫混凝土復(fù)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(fèi)者歡迎。
三. 吸能功能應(yīng)用
3.1 機(jī)場(chǎng)防護(hù)吸能應(yīng)用
泡沫混凝土具有極強(qiáng)的抗沖擊性能。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(guó)外已經(jīng)研發(fā)和應(yīng)用了一批高附加值產(chǎn)品,如飛機(jī)場(chǎng)安全防護(hù)泡沫塊、賽車(chē)場(chǎng)安全防護(hù)泡沫塊、公路事故易發(fā)地帶安全防護(hù)泡沫塊等。當(dāng)飛機(jī)、汽車(chē)因失控沖出跑道或道路時(shí),進(jìn)入發(fā)泡塊防護(hù)帶,由于泡沫塊的沖擊力吸收性能,使其停滯并保護(hù)飛機(jī)或車(chē)輛無(wú)損。
3.2 射擊和爆炸吸能防護(hù)在軍事上的應(yīng)用
泡沫混凝土對(duì)子彈沖擊波及爆炸沖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(kāi)發(fā)意義的產(chǎn)品有軍用、民用兩類(lèi):
四. 抗電磁輻射的應(yīng)用
泡沫混凝土是優(yōu)異的電磁屏蔽材料,可吸收和消除電磁波。近來(lái),它開(kāi)始在電磁輻射較大的軍事及民用建筑中使用,其產(chǎn)品為防輻射板,需求量較大,特別是在軍工方面。估計(jì)目前的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求約每年50萬(wàn)㎡,其出口市場(chǎng)會(huì)更大,因發(fā)達(dá)國(guó)家需求很大?! ?/div>
五. 防火功能的應(yīng)用
5.1 防火門(mén)
防火門(mén)是中高層建筑為切斷火災(zāi)蔓延而設(shè)的大型提升門(mén),為建筑規(guī)范所必不可少的防火構(gòu)造,我國(guó)現(xiàn)有建筑每年約有六億元的市場(chǎng)需求。2009年3月實(shí)行的新的防火門(mén)標(biāo)準(zhǔn),把防火等級(jí)提高,原有產(chǎn)品都不符合標(biāo)準(zhǔn),各廠家均在研發(fā)泡沫混凝土防火門(mén)芯。這一市場(chǎng)目前急需供貨而尚沒(méi)有滿意產(chǎn)品,開(kāi)發(fā)前景特別看好。
5.2 防火板 發(fā)泡防火板,防火性更強(qiáng),發(fā)泡后密度降至800㎏/m?,輕質(zhì)性突出,具有很大市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。北京、山東等地一些企業(yè),十分成功,有推廣意義。
六.抗?jié)B防水功能的應(yīng)用
閉孔性泡沫混凝土具有憎水性,滴上水呈荷葉露珠效應(yīng),因此其抗?jié)B防水優(yōu)異。這種泡沫混凝土有兩大應(yīng)用市場(chǎng):
6.1 建筑防水及工程防水
在建筑所有需要防水的部位如屋面、地下室、衛(wèi)生間等澆筑或砌筑泡沫混凝土,可省去防水劑,且達(dá)到永久防水,克服
防水涂料易脫落失效的缺點(diǎn)。用其代替防水材料,成本低、壽命長(zhǎng),更具競(jìng)爭(zhēng)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(yú)塘、人工湖等防水抗?jié)B方面,均可使用泡沫混凝土砌筑或澆筑,省去所有防水材料,它既是結(jié)構(gòu)材料,又是防水材料有很大優(yōu)勢(shì)。
6.2 地下及水中工程抗氯離子侵蝕應(yīng)用
在氯離子含量大的土壤內(nèi)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(jié)構(gòu)的外部砌筑或澆筑一層泡沫混凝土保護(hù)層,由于泡沫混凝土不透水,氯離子就不會(huì)由水?dāng)y帶侵蝕混凝土。目前這一技術(shù)在我國(guó)已有應(yīng)用。
七. 輕質(zhì)降密填筑功能的應(yīng)用
7.1 輕質(zhì)填筑應(yīng)用
道路回填如引橋填筑、軟基路段填筑、橋臺(tái)臺(tái)背填筑、斜坡路基代土填筑、道路加寬填筑、凍土地帶地基填筑、橋面兩側(cè)人行道填筑、溶巖覆蓋層填筑、抗凍保溫澆筑、橋墩基坑回填等幾十項(xiàng)應(yīng)用。這方面的應(yīng)用,日本非常發(fā)達(dá),美歐也很廣泛。我國(guó)已從日本引進(jìn)技術(shù),廣東冠奧路橋公司在國(guó)內(nèi)已做了大量道路工程,交通部積極推廣,其發(fā)展態(tài)勢(shì)良好。如市場(chǎng)開(kāi)發(fā)起來(lái),工程量很大。
建筑回填已應(yīng)用的有補(bǔ)償?shù)鼗?,地下室及地下廣場(chǎng)的頂層覆蓋回填,樓層輕質(zhì)地面墊層等。其中,樓面墊層工程量最大,它主要用于澆筑覆蓋室內(nèi)地面管線(電視、空調(diào)、電腦、照明、音響、電話等線路),原使用焦渣墊層,現(xiàn)已改為泡沫混凝土。不做地暖的多層建筑都要有墊層,一棟樓就要有幾萬(wàn)㎡的澆筑量。奧運(yùn)期間,我們?cè)薪恿藝?guó)家郵電會(huì)議中心大樓的地面墊層工程。另外,地下工程的頂層回填工程量也很大,奧運(yùn)工程地下通道頂層就回填了8000m?泡沫混凝土。
八. 輕質(zhì)裝飾材料及園林制品的應(yīng)用
這方面的應(yīng)用附加值很高,是泡沫混凝土利潤(rùn)較大的應(yīng)用領(lǐng)域之一,且市場(chǎng)面大、產(chǎn)品多、生產(chǎn)者少、非常有前景。
8.1 室內(nèi)輕質(zhì)裝飾品
泡沫混凝土的輕質(zhì)性,使它很適合生產(chǎn)仿金仿銀仿古壁畫(huà)、掛件,藝術(shù)裝飾板、室內(nèi)擺件等。這些制品原使用石膏生產(chǎn),強(qiáng)度差,后改為樹(shù)脂、菱鎂,但重量大。許多廠家以發(fā)泡降密減重,南京、福建、廣東等許多裝飾品公司都生產(chǎn)發(fā)泡工藝品。
8.2 外墻輕質(zhì)裝飾磚
這方面已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品有:大理石或花崗巖飾面泡沫混凝土裝飾外墻掛板、瓷磚(3㎜)飾面泡沫混凝土掛板、藝術(shù)混凝土飾面泡沫混凝土掛板、
鋁塑板飾面泡沫混凝土掛板。
8.3 輕質(zhì)園林制品
這類(lèi)產(chǎn)品主要有:仿木仿竹葡萄架、仿木仿竹建筑構(gòu)件、仿木仿石露天桌凳、仿木仿橋石、仿木仿石欄桿、仿木仿石花池、透氣藝術(shù)高檔花盆、微孔假山石及假山,可漂浮于水面的景觀荷花燈、仿真王蓮和荷葉、漂浮假山等。其中,透氣花盆有較大的出口前景。
九. 煤井及其它礦井的應(yīng)用
9.1 礦井巷道頂板冒落空洞充填
我國(guó)此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用早在上世紀(jì)九十年代初期已經(jīng)開(kāi)始。開(kāi)灤礦業(yè)集團(tuán)當(dāng)時(shí)就曾成功應(yīng)用這一技術(shù)治理了錢(qián)家營(yíng)礦特大冒頂事故。此項(xiàng)技術(shù)最初是由我國(guó)煤炭科學(xué)研究院北京開(kāi)采研究所從國(guó)外引進(jìn)技術(shù),并根據(jù)我國(guó)國(guó)情加以改進(jìn),在在煤礦冒頂治理中推廣應(yīng)用的。
9.2 煤礦采空區(qū)回填
和以前的砂土回填及普通混凝土回填相比,泡沫混凝土回填具有充填速度快,材料用量少,回填成本低,填充穩(wěn)定性好等綜合優(yōu)勢(shì)。特別是在采空需搬遷村鎮(zhèn)區(qū),可避免搬遷,回填成本只相當(dāng)于搬遷成本的十分之一,具有很突出的經(jīng)濟(jì)效益。一個(gè)千人村鎮(zhèn),搬遷費(fèi)往往數(shù)億元,而采用泡沫混凝土邊采邊回填,則只需幾千萬(wàn)元。
9.3 煤井密封墻體
煤井廢棄巷道不但會(huì)成為瓦斯氣體的危險(xiǎn)散布通道,還降低井下的通風(fēng)效果,必須予以密封。目前多采用修筑密封泡沫混凝土墻體。墻厚0.5~1m,可采用泡沫混凝土現(xiàn)澆,也可采用泡沫混凝土砌塊砌筑。目前,我國(guó)已有不少煤礦已采用此項(xiàng)新技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是密封性好,用料少,可適應(yīng)礦井圍巖的彈性變形。
9.4 礦井堵水
礦井下的堵水一直是一個(gè)技術(shù)難題,傳統(tǒng)堵水材料皆不是很理想。近年,國(guó)外已開(kāi)始采用泡沫混凝土注漿堵水。由于泡沫混凝土閉孔率高,材料本身不透水,而且其彈性可吸收井壁的變形,因而堵水效果較好,是一項(xiàng)堵水新技術(shù)。
十、關(guān)于泡沫混凝土砌塊國(guó)家已有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),詳見(jiàn)附件JC/T1062-2007泡沫混凝土砌塊《中華人民共和國(guó)建材行業(yè)標(biāo)