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泡沫磚
來源:互聯網

泡沫磚(Foamed Blocks),又稱泡沫混凝土砌塊、發泡混凝土砌塊,是以水泥、骨料、摻合料、外加劑泡沫劑或發泡劑、水等為主要原料,采用物理或化學發泡工藝制成的輕質多孔水泥基材料制成的砌塊。

1920年,泡沫混凝土在荷蘭被用于填充空洞和地基穩定,瑞典人約翰·阿克塞爾·埃里克松與亨里克·克魯格對已有的泡沫混凝土進行完善,在1924年獲得了專利,1929年,新型泡沫混凝土在瑞典Yxhult市開始首次生產,然而直到1954年,在該領域的研究和應用仍然有限。20世紀70年代末至80年代初,新出現的混凝土摻合劑促使泡沫混凝土開始被使用于商業化的建筑項目中。隨后,生產設備的進步、高性能減水劑泡沫劑的發展促進了泡沫混凝土的廣泛應用,其中就包括由泡沫混凝土制成的泡沫磚。

泡沫磚按照干表觀密度、抗壓強度、熱系數等可分為不同的等級。與同等大小的普通磚相比,泡沫磚重量更輕,隔熱效果為普通水泥磚的3倍,同時砌筑方便,且更加抗裂。

簡史

泡沫混凝土的概念具有歷史淵源,古羅馬人發現在沙子、小礫石、熱生石灰和水的混合物中添加動物血液可以產生小氣泡,提高了材料的可操作性和耐久性。現代泡沫混凝土則以水泥為基礎。

1920年代,泡沫混凝土在荷蘭主要被用于填充空洞和地基穩定,當時又被稱為蒸壓加氣混凝土(Autoclaved Aerated Concrete,簡稱AAC),1920年代中期,瑞典建筑師兼發明家約翰·阿克塞爾·埃里克松(Dr. John Axel Eriksson)在其基礎上繼續完善,與亨里克·克魯格教授在皇家理工學院合作于1924年獲得了專利,1929年,在瑞典Yxhult市開始生產AAC。

然而,直到1954年人們對泡沫混凝土領域的研究和應用仍然有限。關于泡沫混凝土的詳細研究,包括其組成、物理性質和生產方法,始于20世紀50至60年代。隨著這些研究的進行,新的混凝土摻合劑在20世紀70年代末至80年代初得到發展,這促使泡沫混凝土在建筑項目中商業化應用。隨后,生產設備的進步、高性能減水劑泡沫劑的發展大大促進了泡沫混凝土的廣泛應用,其中就包括由泡沫混凝土制成的泡沫磚。

分類

泡沫磚按干表觀密度可分為B05、B06、B07、B08、B09、B10六個密度等級;按抗壓強度可分為 A2.5、A3.5、A5.0、A7.5四個強度等級;按導熱系數可分為 20.11、20.12、20.13、20.15、20.17、20.19、20.22、20.25八個導熱系數等級。此外,根據制作泡沫磚所使用的泡沫混凝土的密度,也可將泡沫磚從功能上分為隔熱型、結構-隔熱型、結構型、結構多孔型四種類別。

隔熱型

隔熱型泡沫磚一般由密度在400到500 kg/立方米之間的泡沫混凝土制成,密度較低,主要用于熱絕緣,具有較低的抗壓強度(9-13 kg/cm2),生產時主要使用低密度水泥,表面活性劑或酶基泡沫劑,和粉煤灰之類的輕質骨料

結構-隔熱型

結構-隔熱型泡沫磚一般由密度在600到900 kg/m3之間的泡沫混凝土制成,密度中等,兼具結構和隔熱功能,抗壓強度適中(16-35 kg/cm2),生產時主要使用中等密度水泥,蛋白基或高性能表面活性劑制成的發泡劑和細砂、輕質骨料制成的混合骨料。

結構型

結構型泡沫磚使用的泡沫混凝土密度通常高達1000-1200 kg/立方米,常用于建造承重墻,具有高抗壓強度(50-90 kg/cm2)但較低的隔熱性能,生產時需要用到高密度水泥、高效泡沫劑、重質骨料(如細砂、礫石)。

結構多孔型

結構多孔型泡沫磚在所有類型中密度最高(1300至1600 kg/m3),一般用于特殊應用,只能小批量生產,原料主要包括特殊配方高密度水泥、特殊發泡劑、高強度骨料(如高強度砂石)。

特點

隔熱性強

加拿大國家研究委員會測試表明,泡沫磚的隔熱效果為普通水泥磚的3倍。

重量輕

泡沫磚的干密度為300-1200kg/m3,是普通混凝土的1/5-1/8,與同等大小的普通磚相比,重量更輕。

砌筑方便

泡沫磚砌筑方便,可以像木材一樣地打釘和鋸割。砌筑時,只需將它簡單地一排排堆砌好隨后用瓦刀將水泥砂漿自上而下地抹平,再鋪一層玻璃纖維網,同時用瓦刀將其壓入水泥砂漿中,第一層干燥后再抹第二層,直到全部蓋住玻璃纖維網為止。墻砌好后,還需在墻兩面涂上一層丙烯酸水泥砂漿。如要進一步裝飾,直接在光滑的水泥面上貼壁紙、刷油漆或鑲嵌裝飾板即可。

抗壓抗裂

泡沫磚有良好的抗壓性能:抗壓強度大于0.5Mpa,最高強度可達10.5Mpa以上。泡沫磚不會出現開裂空鼓現象,使用時無需刷涂界面劑,抗老化性能突出,使用壽命長。加拿大安大略省漢密爾頓麥克馬斯特大學所做的結構測試表明,泡沫磚墻優于普通的磚墻,而且比普通非鋼筋水泥形成了一個防滲層,在抗風力、抗裂及防滲等方面都有獨到之處。

抗震性好

由于泡沫磚屬多孔材料,具有較低的彈性模量,從而使其對震動沖擊載荷有良好的吸收分散作用,同時泡沫磚質量較輕,有效減少建筑物的荷載,建筑物荷載越小,抗震能力越強。

成本低廉

與普通混凝土磚相比,使用泡沫磚可以減少高達40%的水泥使用量,生產成本非常低廉,此外,還能夠減少生產過程中的電力消耗,降低冷卻和加熱設備的工作負荷,避免使用昂貴且頻繁的隔熱材料。此類磚泡沫磚材料吸水率低于22%。此外,泡沫混凝土磚具有高耐久性和強度特性,其硬度在密度為600kg/m3到800kg/m3時可達20kg/cm2。

可浮水

泡沫磚不會沉入水中,無論其尺寸大小,都能浮在水面上。

強度高

泡沫磚的耐久性和強度相比普通混凝土磚塊更高,在密度為600kg/m3至800kg/m3的情況下硬度可達20kg/cm2。

材料與工藝

制作材料

制造泡沫磚的主要原料是膨脹聚苯乙烯,其他材料包括骨料、摻合料、外加劑泡沫劑和發泡劑、纖維、水等,具體制作材料要求如下:

參考資料:

生產工藝

泡沫磚的核心原料是可膨脹的聚苯乙烯,看上去酷似糖。它可以在類似爆米花機的膨脹機里使體積驟增幾倍。加工時,將聚苯乙烯按比例加入膨脹機中,通人蒸氣,在三英尺長葉片的充分攪拌下,封閉在容器內的聚苯乙烯中的正戊烷氣體便迅速膨脹、放出,聚苯乙烯顆粒便搖身一變而成為一種泡沫球。這種顆粒只需經兩次加熱,比重即從原來的每立方英尺73磅下降為0.75磅。隨后向這種泡沫中加入適量的普通水泥、飄塵、沙和少量水,再加入一種保密的代號為斯帕里克斯的化工原料,泡沫球便立即枯結成團,最后裝模并把聚苯乙烯隔熱預制板插入磚芯,同普通磚一樣放入磚窯中干燥24小時即成。

應用領域

自從泡沫混凝土被引入建筑行業引入以來,其使用幾乎完全限于非結構性空隙填充、隔熱、吸聲、填充溝渠以及建筑砌塊。在荷蘭,泡沫混凝土不僅用于住宅開發中的平整校正,還作為填充材料應對地基下沉,并作為脆弱的土壤上道路工程的基礎層。然而,合成和蛋白水解基泡沫劑的發展以及專業的泡沫生成設備使得人們可以生產穩定且相互隔離并保持完整的泡沫,從而制造出滲透性較低且適用于結構應用的泡沫混凝土磚塊。近年來,泡沫磚已被廣泛應用于學校、公寓和住宅開發等結構材料中。

標準規范

常見規格

泡沫磚有多種常見規格,一般長度可為390、590毫米,允許偏差±3毫米,寬度可為190、240、260、280、310毫米,允許偏差±2毫米,高度可為90、190、240、300毫米,允許偏差±2毫米。根據JC/T 1062-2007標準,泡沫磚干燥收縮值(快速法)≤0.90 mm/m,導熱系數(干態)≤0.08~0.27 W/(m·k)。

密度

用于制作泡沫磚的泡沫混凝土的密度通常為800至900kg/m3或800至1400kg/m3之間。

相關標準

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