泡沫混凝土的研究与应用现状

泡沫混凝土通常是用物理方法将发泡剂制备成泡沫，再将泡沫加入到由水泥、骨料、掺合料、外加剂和水制成的料浆中，经混合搅拌、浇筑成型、养护而成轻质微孔混凝土。泡沫混凝土具有轻质高强、保温隔热、隔音、耐火性能优异等特点。泡沫混凝土可广泛用作隔热保温材料、隔音降噪材料等，成为近年来的研究热点。本文综述了泡沫混凝土的研究和应用现状并进行展望。

1、泡沫混凝土的研究现状

Eriksson J.A.最早于1923年对泡沫混凝土研究，并很快推广应用[1]，泡沫混凝土具有轻质、保温、隔热、防火、耐久性好、浆料流动性高、易施工等优点[2, 3]，但是泡沫混凝土还存在一些问题，影响了其推广与使用，存在缺点如下[4]：泡沫混凝土料浆稳定性差、收缩大、易开裂吸水、强度低。针对这些问题，众多学者对泡沫混凝土做了大量的研究[5-7]。

泡沫混凝土利用大量工业废弃物如粉煤灰、煤矸石、工业废渣等作为原料，不仅解决了废弃物的环保治理难等问题，而且实现了资源的再生利用，成为近年来的研究热点。邱军付等[8]研究了粉煤灰掺量、发泡剂、激活剂和水灰比等因素对泡沫混凝土性能的影响。发现：采用激活剂的情况下，当粉煤灰的加入量达到45%可以制得容重低于200kg/m3、抗压强度大于0.2MPa（7d）的泡沫混凝土。李德军[9]开展了煤矸石泡沫混凝土性能的研究，发现：粉煤灰和矿渣的掺入有利于降低煤矸石泡沫混凝土密度。王银生等[10]利用矿渣和粉煤灰制成了干密度为600~650kg/m3和抗压强度达到3.5MPa以上的泡沫混凝土。扈士凯等[11]研究了磨细矿渣、钢渣、粉煤灰、膨润土等矿物掺和料对低容重泡沫混凝土的性能的影响，发现：磨细矿渣的活性最高，可提高泡沫混凝土的后期强度；粉煤灰的活性次之；钢渣和膨润土的需水量较大，会吸收泡沫的水分从而产生破泡。近年来，开始有学者将建筑垃圾作为泡沫混凝土的原料，但是研究不多，内容不够深入。蔡安兰[12]可用建筑垃圾、普通水泥、发泡剂和废泡沫塑料为原料制备泡沫混凝土，并研究了建筑垃圾用量对泡沫混凝土物理性能的影响。发现：在采用激发剂时，建筑垃圾用量高达70%时所制备的泡沫混凝土的性能为：干表观密度为860kg/m3、28d抗压强度＞3MPa、导热系数＜0.20W/m•k，可用作非承重围护结构的保温材料。李元君[13]试验研究所制备的再生微粉泡沫混凝土的性能为：密度约为625 kg/m3，吸水率约为23%，28d抗压强度为4.7MPa，15次冻融的质量和强度损失分别为3%和11%，导热系数为0.131W/m•k，符合JC/T 1062-2007对墙体保温材料的要求，可作为墙体保温材料使用，经济可行，使用效果好。

2、泡沫混凝土应用现状

泡沫混凝土具有热导率低和保温隔热性能好的特点使得其在建筑保温方面应用最为广泛，有现浇和制品两种常见形式。在实际工程中一般将300~1200kg/m3的泡沫混凝土通过现浇方式用于屋面保温层。泡沫混凝土砌块和泡沫混凝土轻质墙板则作为泡沫混凝土在墙体材料中应用量较大的形式。

泡沫混凝土可用来作声屏障用以解决道路旁边交通噪音问题，国外一些声屏障工程就采用了现浇泡沫混凝土墙来作为隔音设施；在我国武广高速中也采用了陶瓷泡沫混凝土声屏障。

泡沫混凝土还可用作轻质垫层，主要为建筑物补偿地基、修建运动场和地铁隧道减荷。由于建筑物各部分自重不同导致施工过程中产生自由沉降差，可以将泡沫混凝土用在自重较小的建筑物基础部位作为软填充材料，达到补偿地基的目的[14]。工程使用干密度为700～900kg/m3的泡沫混凝土作轻质基础，在泡沫混凝土覆盖砾石或多孔沥青及塑料层可作为运动场使用。泡沫混凝土还可用来地铁隧道减荷，广州新光快速路在番禺区部分路段与广州地铁三号线重叠。由于先行地铁建设，为确保地铁隧道结构的安全，要求重叠区域快速路路堤荷载不能超过60KPa，因此，通过采取现浇泡沫混凝土路堤的措施来进行减荷，满足设计要求[15]。