发泡水泥

发泡水泥
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发泡水泥
中文名称：发泡水泥保温性：导热系数为0.06-0.28W/(M.K) 隔音性：低弹减震性整体性：可现场浇注施工与主体工程结合

发泡水泥是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。它属于气泡状绝热材料，突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔，使混凝土轻质化和保温隔热化。^[1]

主要特点

1)热阻约为普通混凝土的10-20倍。[[]]
2)相当于普通水泥混凝土的1/5~1/8左右，可减轻建筑物整体荷载。
3) 不需留界隔缝和透气管。
4)发泡水泥的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。
5)发泡水泥中含有大量的独立气泡，且分布均匀，是普通混凝土的5倍，具备有效隔音的功能。
6) 抗压性:抗压强度为0.6-25.0MPA。
7) 耐水性:现浇发泡水泥吸水性较小，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。
8) 耐久性:与主体工程寿命相同。
9) 施工简单:只需使用水泥发泡机可实现自动化作业，可实现垂直高度200米的远距离输送，工作量为150-300M3/工作日。
10) 生产加工性:发泡水泥不但能在厂内生产成各种各样的制品，而且还能现场施工，直接现浇成屋面、地面和墙体，并可进行锯、刨、钉、钻孔等加工。
11) 环保性:发泡水泥所需原料为水泥和发泡剂，发泡剂为中性，不含苯、甲醛等有害物质，避免了环境污染和消防隐患。
12) 经济性:综合造价低。

具备优势

保温层的优势 =

使用发泡水泥制做保温层，用于屋面保温和外墙保温，替代聚苯乙烯(苯板)等其他隔热材料，具有无可比拟的保温性能和结构层的附着性能，还有方便施工、环保、节时、增效等诸多优越性。此技术在韩国非常普及，在中国的北方沿海城市也大量采用，取得了很好的保温效果。目前，该技术在中国西部地区已经开始普及。中国南方地区也用发泡水泥制作发泡水泥砖，以取得屋面保温和外墙保温的效果。实践证明，发泡水泥具有良好的绝热、保温、隔音、轻承载等性能，优于其他轻质实心塑料膨化珍珠岩、陶粒、石棉制品等保温材料，具有操作简便、机械化程度高、节时、省工特点。发泡水泥可用机械垂直管道运输，缩短了工时，比其他方式可提高6~10倍工效。采用发泡水泥作为屋面保温隔热材料，使得隔热层与楼板基面之间结合附着性能大大提高。过去大多数地暖施工中采用苯板做隔热层，不能与原基面很好的结合，更没有有效的附着力，造成脱层、空鼓、龟裂等。采用发泡水泥体作为保温隔热层，使发泡水泥隔热层与原楼板细小凸凹不平的基面填平，并可抓实、抓牢形成强有力的附着性能。施工后使原有面层基本达到水平程度，给下道工序带来方便，并可保证面层薄厚均匀的整体效果。此外，原来采用苯板所做的隔热层使用1~2年后，因长时间的踩踏，承载受力后逐渐下沉，还有的裂缝达5~10mm，严重时还会对供热管造成损坏而漏水。采用发泡水泥做隔热层则完全不会产生此种现象，因发泡水泥的压缩强度高于苯板，优势十分明显。同时，社会各界越来越重视环保、卫生，用苯板做隔热层，在供暖时聚苯乙烯(苯板)会随着温度的升高，残留体苯和烃烯等都会随之释放，特别在冬季采暖时，门窗封闭严密，空气流动性很差，有毒气体得不到置换，势必会对人体造成一定危害。而采用发泡水泥制作的屋面保温则不然，水泥发泡剂原料为植物性脂肪酸，合成体为水溶性，是安全环保卫生产品，不会对人体造成危害。这也是人们选择发泡水泥的重要因素。通过对水泥发泡技术的探讨、研究和大量实践，发泡水泥制作保温层在隔热、附着、承载、环保卫生等方面，都大大优越于其他保温隔热材料，特别适合大工程、高楼层的方便、快捷的现场制作施工。发泡水泥制作保温层还能降低楼层高度，从建筑结构设计的角度看，单这一项就可降低单位造价，节约工程总成本。

施工的综合论述

发泡水泥是把水泥发泡剂利用空压机加压后形成具有一定张力的泡沫，而后将泡沫与水泥浆同时搅拌，搅拌过程中水泥将不断膨胀，当膨胀效果达到预先设定的配比后即可形成发泡水泥。通常应用的领域为地面采暖保温层、屋面保温层、框架结构的墙体的填充层等。在材料选用上，水泥一般采用32.5R普通硅酸盐水泥，发泡剂目前市场上有动物性与植物性2种，对于保温行业来说，我们主张采用动物性，因为从性能上来说，动物性发泡剂具备气孔独立、强度高等特点，做出的发泡水泥具有容重轻，气孔分布均匀、保温性好、有一定的抗渗性、并具备良好的隔音性;而植物性发泡剂由于连续气泡的特点，相对于动物性发泡剂来说做出的发泡水泥容重偏高，保温性稍差，另在抗渗及隔音上均不及动物性发泡剂，但植物性发泡剂具有发泡量大，流动性好的优点，在地暖施工中较动物性发泡剂更易于操作。另外我们建议发泡剂生产厂家根据施工需要生产出不同特性的发泡剂。比如针对斜屋面我们推荐纯动物性发泡剂，主要利用它流动性差，强度好的特点，而平屋面及地暖施工我们推荐使用混合性发泡剂，因为混合性发泡剂是在动物性的基础上加入了一定的植物性成分，使发泡倍数增高，流动性增强，易于找平，更适合于地暖施工。^[2]

下面谈一下发泡水泥用于屋面及楼地面保温工程的优点

⒈保温性能优:导热系数为0.080-0.125 W/(m?k)，热阻约为普通混凝土的20-30倍。

⒉隔音效果佳:泡沫混凝土中包含大量的独立气泡，且分布均匀，吸音能力为0.09-0.19%，是普通混凝土的5倍，具备有效隔音的功能。

⒊整体性好:现场浇注施工，与主体工程结合紧密，不需留界隔缝和透气管。

⒋密度低:干体积密度为250- 600 kg /m3，是普通混凝土密度的1/5-1/8，可减轻建筑物整体荷载。

⒌抗压强度较高:抗压强度为0.9-4.5Mpa。

⒍较好的防水性:独立密集的气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。

⒎抗裂纹:收缩率低，抗裂性是普通混凝土的8倍。

⒏寿命长:与主体工程寿命相同。

⒐施工工序简单:平屋面无须另做找坡层。

准备工作

建议采用32.5 R以上的普通硅酸盐水泥，亦可用矿渣硅酸盐水泥，有侵蚀性介质作用时，应按设计要求选用。不推荐加入沙子等其他物质。基层处理上应该把杂物清理清扫干净并用水湿润。撒水应注意的问题是水需要分布均匀，并且不要出现积水现象，这样可有效的防止将来施工中的沉淀与塌陷现象。泡沫制取和使用中一般是泡沫混凝土所用的泡沫应该使用专用设备制取，其泡沫直径应控制在0.5-2 mm 之间，且应有弹性，不易破碎。混凝土泡沫应随制取随使用，留置时间不宜大于20分钟。在施工中还需要注意的一个问题就是当总厚度超过10cm 时，宜分层施工。平屋面采用结构找坡，坡度不应小于3%;采用材料找坡，坡度宜为2%;天沟、檐沟纵向找坡，坡度不应小于1%，沟底水落差不得超过150mm。由于泡沫混凝土稠度低，流动性大，斜屋面保温厚度不易控制。为保证质量，斜屋面应采用预制混凝土板加现场发泡混凝土现场浇注相结合的施工工艺。具体做法是:(1)预制泡沫混凝土板;(2)在屋面上浇注10- 20 mm 泡沫混凝土，并铺设预制的泡沫混凝土板。(3)对低洼不平处用泡沫混凝土找平。因预制泡沫混凝土板与现场发泡的混凝土系采用同一材料、同一工艺生产，二者热膨胀系数完全相同，且能很好地结合，因而可保证屋面有较好的保温性和整体性。另外当容重低于300kg /m3时，施工时宜加促凝剂，促凝剂掺量一般为水泥用量的4%---6%，掺量随促凝剂品种、施工温度和工程要求适当增减。但是要注意的问题是低于300kg /m3仅仅可以作为保温层面，绝对不可以作为承重部分。施工现场的气温不宜低于 3℃ ，同时施工完毕后，应进行保湿养护。通常在设计中对泡沫混凝土保温层的厚度允许偏差为+10%、-5%。表面平整度为5mm。

应用范围

泡沫混凝土以其良好的特性，广泛应用于节能墙体材料中，在其他方面也获得了应用。现今泡沫混凝土在中国的应用主要是屋面泡沫混凝土保温层现浇、泡沫混凝土面块、泡沫混凝土轻质墙板、泡沫混凝土补偿地基。但是，充分利用泡沫混凝土的良好特性，可以将它在建筑工程中的应用领域不断扩大，加快工程进度，提高工程质量，具体如下: (1)用作挡土墙。主要用作港口的岩墙。泡沫混凝土在岸墙后用作轻质回填材料可降低垂直截荷，也减少了对岸墙的侧向载荷。这是因为泡沫混凝土是一种粘结性能良好的刚性体，它并不沿周边对岸墙施加侧向压力，沉降降低了，维修费用随之减少，从而节省很多开支。泡沫混凝土也可用来增进路堤边坡的稳定性，用它取代边坡的部分土壤，由于减轻了质量，从而就降低了影响边坡稳定性的作用力。

(2)修建运动场和田径跑道。使用排水能力强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础，上面覆以砾石或人造草皮，作为运动场用。泡沫混凝土的密度为800-900kg/m³此类运动场可进行曲棍球，足球及网球活动。或者在泡沫混凝土上盖上一层0.05m厚的多孔沥青层及塑料层，则可作田径跑道用。

(3)作夹芯构件。在预制钢筋混凝土构件中可采用泡沫混凝土作为内芯，使其具有轻质高强隔热的良好性能。通常采用密度为400 - 600kg/m³的泡沫混凝土。

(4)管线回填。地下废弃的油柜、管线(内装粗油、化学品)、污水管及其他空穴容易导致火灾或塌方，采用泡沫混凝土回填可解决这些后患，费用也少。泡沫混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位，一般为600-1100kg/m³。

(5)贫混凝土填层。由于使用可弯曲的软管，泡沫混凝土具有很大的工作度及适应性，因此它经常用于贫混凝土填层。如对隔热性要求不很高，采用密度为1200kg/m³左右的贫混凝土填层，平均厚度为0.05m;如对隔热性要求很高，则采用密度为500kg/m³的贫混凝土填层，平均厚度为0.1- 0.2m。

(6)屋面边坡。泡沫混凝土用于屋面边坡，具有重量轻、施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为10mm/m.厚度为0.03-0.2m，采用密度为800 - 1200kg/m³的泡沫混凝土。

(7)储罐底脚的支撑。将泡沫混凝土浇阶在钢储罐(内装粗油、化学品)底脚的底部，必要时也可形成一凸形地基，这样可确保整个箱底的支撑在焊接时年处于最佳应力状态，这一连续的支撑可使储罐采用薄板箱底。同时凸形地基也易于清洁。泡沫混凝土的使用密度为800-1000kg\m³。

(8)园林绿化应用。将发泡水泥做成容重在600-1000kg/m³可用来做园林中的扶手，假山，凳子，桌子等。

(9) 墙体现场浇筑:泡沫混凝土经现场发泡、浇筑用作建筑物的非承重墙体，改变了常用预制砌块砌筑墙体的方法。墙体整体性好，施工简便，劳动强度小，造价低。同时具有轻质、保温隔热、防水防渗等优点，是传统墙体的替代产品。

(10)其他。泡沫混凝土也可用于防火墙的绝缘填充，隔声楼面填充、隧道衬管回填;以及供电、水管线的隔离等方面。

保温隔热应用

泡沫混凝土内部包含大量封闭气孔，气孔内不流动的空气是很好的绝热介质，可切断热交换。其密度越低、气孔越多、绝热性就越好。特别是密度低于500㎏/m?的泡沫混凝土，其导热系数小于0.09w/m.k。通常把导热系数低于0.23的材料称为绝热材料，把低于0.14的绝热材料称为保温材料。泡沫混凝土大多数均低于0.14，多数低于0.09，因而是良好的保温隔热材料。

建筑保温隔热应用

建筑保温隔热是泡沫混凝土主要应用领域，目前占泡沫混凝土总产量的80%用于建筑保温。它的良好保温性能与建筑节能的政策拉动，促使它在建筑保温领域开始规模化应用。目前，开发应用的重点已开始向墙体转移，下一轮应用热潮，将会主要是自保温墙体。各种泡沫砌块、泡沫墙板、泡沫现浇墙体、各种复合结构外墙外保温板等已在各地纷纷推出，其规模化生产应用已拉开了序幕。从全国总体来看，泡沫混凝土在建筑保温的应用，已从初期发展到全面推广应用阶段，在3~5年内将出现应用高峰。建筑保温若全部应用泡沫混凝土，包括屋面隔热保温层，墙体保温层，地暖保温层(或垫层)，等于用泡沫混凝土把整个屋子包起来，一平米建筑面积大约需要0.2m?~0.5m?泡沫混凝土(屋顶、地面、四壁均以5cm保温层计算)，一座1万平米建筑面积的建筑，就需泡沫混凝土2000m?~5000 m?。全国的新建建筑及原有节能改造若均采用泡沫混凝土，其需求量将是天文数字。

管道及热工设备保温

目前，中国热力管道及热工设备对保温材料的需求量为250万m?/年，仅一个电厂就需保温材料2-5万m?，北方冬季供暖热力管道及工厂热力管道度保温材料的需求更为惊人。现今的主导产品矿棉类无机纤维使人皮肤瘙痒、吸水性强、价格高，也急需换代，泡沫混凝土在这一方面也会大有作为。1957年前后，中国曾利用苏联技术生产应用了6万m?泡沫混凝土热力管道保温外壳，用于大连电厂及峰峰电厂的热工管道保温。后因中苏关系恶化而停止生产。这表明泡沫混凝土取代无机纤维棉是可行的。现今泡沫混凝土尚无在这一领域应用，急需开发。热力管道保温的主要产品为预制管道保温外壳及异形材，也有保温面板。

冷库保温

冷库保温现使用泡沫塑料。因泡沫塑料易老化萎缩和易燃，因此发达国家均改为泡沫混凝土浇筑或砌筑保温层，中国也已开始取代。其主要采用整体现浇，屋面、墙体、地面全部泡沫混凝土现浇，无冷桥，无缝隙。

工业炉窑保温

其主要产品为耐火保温砖。钢铁厂、玻璃厂、陶瓷厂、有色金属冶炼厂、水泥煅烧窑等大型工业炉窑，为降低能耗，在耐火砖外侧，需砌筑一层保温耐火砖。原多使用漂珠砖、氧化铝泡沫砖，价格极高，中国已开始采用泡沫混凝土耐火砖取代高价传统产品，价格不到其一半，很有竞争力。

吸声隔声应用

开孔泡沫混凝土是极好的吸声材料，而闭孔泡沫混凝土又是极好的隔音材料，二者都有极大的市场，特别是吸音材料，前景更好。通常把平均吸声系数大于0.2的材料称为吸声材料。其传统产品有两类:纤维类(岩矿棉板等)及多孔类(泡沫塑料及泡沫玻璃等)。泡沫混凝土属新型多孔类吸声材料，它的平均吸声系数为0.8~1.4，属强吸声材料，可达一级或二级标准。它在以下几个方面的应用有很大的市场及竞争优势。

室外吸音材料

(公路、铁路吸音屏障) 泡沫混凝土室外吸音材料市场主要是高速公路及铁路两旁的吸声屏障。中国未来大力发展铁路公路，吸声屏障至少有3000万m?以上的需求。现今道路用吸声屏障主要是碎木屑水泥板及泡沫玻璃板。前者吸声系数很低，不能满足高速铁路的需要，且不美观，后者价格太高。而泡沫混凝土吸声性能好，可满足任何道路吸声要求，而价格却很低，我们应不失时机开发。

室内墙面吸声

室内吸声有吸声吊顶及吸声墙面。泡沫混凝土在墙面吸声上有很大市场优势。它与岩矿棉等纤维吸声板相比，没有切割安装时让浑身刺痒的缺点，且强度好，价格也低。在地铁墙面，本产品将大有市场，在大型商场、车站候车室、影剧院、会议厅等其他建筑墙面也有极大的市场。

隔声夹芯复合板

隔断薄板

现有的室内隔断均是在木龙骨两侧安装5~10㎜的纸面石膏板，墙内是空的，不隔声，也不坚固，还无法钉钉子。泡沫混凝土复合隔声板5㎝厚，占空间小，两表面为彩色装饰面层，中间为4㎝厚泡沫混凝土，隔断作用与隔声作用兼有，安装快一倍，受到消费者欢迎。

机场防护吸能应用

泡沫混凝土具有极强的抗冲击性能。用大锤能把普通混凝土砸破，但难以砸破泡沫混凝土。利用它的这种吸能性，国外已经研发和应用了一批高附加值产品，如飞机场安全防护泡沫块、赛车场安全防护泡沫块、公路事故易发地带安全防护泡沫块等。当飞机、汽车因失控冲出跑道或道路时，进入发泡块防护带，由于泡沫块的冲击力吸收性能，使其停滞并保护飞机或车辆无损。

射击和爆炸吸能防护在军事上的应用

泡沫混凝土对子弹冲击波及爆炸冲击波具有良好的吸收作用，可大大降低射击及爆炸的破坏力。在抗爆炸方面，具有开发意义的产品有军用、民用两类:

军用

泡沫混凝土可用于各种地下或地上军事工程、弹药库等。在其工程墙体和顶部增加几十厘米泡沫混凝土(现浇或砌筑)可降低爆炸破坏力。现已在我军开始应用。另外，组装式泡沫混凝土防震指挥所、战地医院用房屋，具有极大开发价值。

民用

抗爆泡沫混凝土主要应用于炸药库、易爆化工原料库、易爆设备厂房，当其发生事故时，可减少爆炸破坏力，降低损失。

抗电磁辐射的应用

泡沫混凝土是优异的电磁屏蔽材料，可吸收和消除电磁波。近些年来，它开始在电磁辐射较大的军事及民用建筑中使用，其产品为防辐射板，需求量较大，特别是在军工方面。估计国内市场需求约每年50万㎡，其出口市场会更大，因发达国家需求很大(我们有美国样品)。

透水及过滤功能的应用

开口率达80%以上的泡沫混凝土具有优异的透水及过滤功能，使它应用前景广阔。

透水透气应用

透水地砖，北京仁创集团开发的透水砖受到国家领导的高度评价，但由于其价格较高无法普及，只用于一些高档场所。我们研制的泡沫混凝土透水砖，透水能力与之相同，但成本只有其1/5-1/10，可普及应用。

透气植草地面

透水砖也是透气砖。透水透气可使植物在泡沫混凝土地面下生长，并穿过孔隙长到地面上，形成绿化植被。美国利用这一点，开发了泡沫混凝土垃圾场现浇覆盖、公路铁路及堤坝河岸的护坡现浇覆盖、沙土地防沙覆盖。用泡沫混凝土浇筑后仍可长草，解决了覆盖混凝土与绿化长草的矛盾。

河沙水过滤

全国各地从河水中捞砂者甚多，捞出的砂子要让水尽快滤除。采用泡沫混凝土作滤水层，又快又好，在全国有很大的推广应用价值。其他如水淬矿渣、工业残渣等均可使用此过滤板。

工业机械过滤层

将泡沫混凝土制成过滤机的滤芯，成本低，滤水效果好，可取代价高而难制的泡沫陶瓷滤芯。

防火功能的应用

防火门

防火门是中高层建筑为切断火灾蔓延而设的大型提升门，为建筑规范所必不可少的防火构造，中国现有建筑每年约有六亿元的市场需求。2009年3月实行的新的防火门标准，把防火等级提高，原有产品都不符合标准，各厂家均在研发泡沫混凝土防火门芯。这一市场现今急需供货而尚没有满意产品，开发前景特别看好。

防火板

发泡防火板，防火性更强，发泡后密度降至800㎏/m?，轻质性突出，具有很大市场优势。北京、山东等地一些企业，均使用我方发泡技术生产防火板，十分成功，有推广意义。

抗渗防水功能的应用

闭孔性泡沫混凝土具有憎水性，滴上水呈荷叶露珠效应，因此其抗渗防水优异。这种泡沫混凝土有两大应用市场:

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、卫生间等浇筑或砌筑泡沫混凝土，可省去防水剂，且达到永久防水，克服防水涂料易脱落失效的缺点。用其代替防水材料，成本低、寿命长，更具竞争性。在水利工程如水渠、水池、水塔、游泳池、地下军事工程、隧道、堤岸、鱼塘、人工湖等防水抗渗方面，均可使用泡沫混凝土砌筑或浇筑，省去所有防水材料，它既是结构材料，又是防水材料有很大优势。

地下及水中工程抗氯离子侵蚀应用

在氯离子含量大的土壤内或水中，混凝土工程的基座、基桩、桥墩等，都可能遭受氯离子侵害。假如在这些工程结构的外部砌筑或浇筑一层泡沫混凝土保护层，由于泡沫混凝土不透水，氯离子就不会由水携带侵蚀混凝土。现今这一技术在中国已有应用。^[3]

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