發(fā)泡水泥(foamed cement )，又稱(chēng)泡沫混凝土、輕質(zhì)混凝土等，是用物理方法將發(fā)泡劑制備成泡沫，再將泡沫加入到由水泥，骨料，摻合料，外加劑和水制成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆注成型自然養(yǎng)護(hù)而成新型輕質(zhì)微孔混凝土材料，其內(nèi)部具有大量封閉氣孔，具備良好的保溫隔熱性能。廣泛應(yīng)用于建筑工程和節(jié)能墻體材料中。
泡沫混凝土最早起源于5000多年前的古埃及，人們將空氣引入一些天然物質(zhì)，制成了多孔材料。19世紀(jì)，人們用化學(xué)發(fā)泡法制作出了真正意義上的泡沫混凝土。2004年，新加坡的研究人員Kong 等開(kāi)始嘗試制備高強(qiáng)度泡沫混凝土，想嘗試將其用于結(jié)構(gòu)中。中國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2011年4月發(fā)布了《泡沫混凝土》(JG/T 266—2011)標(biāo)準(zhǔn)。
發(fā)泡水泥按施工工藝分為現(xiàn)澆泡沫混凝土（S）和泡沫混凝土制品（P）兩類(lèi)。其核心工藝是發(fā)泡和漿料攪拌，具有利廢、環(huán)保、節(jié)能、價(jià)廉、阻燃性等性能。其主要產(chǎn)品有現(xiàn)澆筑泡沫混凝土、泡沫混凝土砌塊、水泥基泡沫保溫板等。
發(fā)展歷程
世界情況
泡沫混凝土最早起源于5000多年前的古埃及，人們將空氣引入一些天然物質(zhì)，制成了多孔材料。古羅馬人于2000多年前發(fā)現(xiàn)動(dòng)物血液加入混凝土中能持久產(chǎn)生氣泡。其實(shí)，真正意義上的泡沫混凝土起源于19世紀(jì)，最早用于制備泡沫混凝土的方法是化學(xué)發(fā)泡法，人們利用NaCO，與 HCl溶液反應(yīng)生成CO2的原理制備泡沫混凝土。1923年，歐洲人首次提出將預(yù)制氣泡與水泥漿體混合來(lái)制備多孔混凝土的新方法。1946到1958年，蘇聯(lián)在泡沫混凝土領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先位置，并在此期間制訂了一系列有關(guān)泡沫混凝土的規(guī)范。1954年，Valore 詳細(xì)研究了泡沫混凝土的組分和物理性能，并總結(jié)了其應(yīng)用范圍。
1967年， Cormick等首次提出了泡沫混凝土配合比設(shè)計(jì)的方法，即通過(guò)計(jì)算固體容積確定配合比的方法。1979年，美國(guó)研究人員將泡沫混凝土應(yīng)用于油田固井，拓寬了泡沫混凝土的應(yīng)用范圍。1996年, Pickford等開(kāi)始嘗試在橋梁工程中應(yīng)用泡沫混凝土。1998年，韓國(guó)的研究人員 Byun等嘗試用聚合物作為發(fā)泡劑制備泡沫混凝土。2001年和2002年，Kearsley和 Wainwright探究了分級(jí)的粉煤灰和未分級(jí)的粉煤灰對(duì)泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度，孔結(jié)構(gòu)和滲透性的影響及區(qū)別。2004年，新加坡的研究人員Kong 等開(kāi)始嘗試制備高強(qiáng)度泡沫混凝土，想嘗試將其用于結(jié)構(gòu)中。
中國(guó)情況
中國(guó)的泡沫混凝土的發(fā)展開(kāi)始于20世紀(jì)中葉，蘇聯(lián)專(zhuān)家把泡沫混凝土技術(shù)傳入中國(guó)。1952年中原地區(qū)開(kāi)始正式研制泡沫混凝土，并在此時(shí)成立了以黃蘭谷為首的泡沫混凝土實(shí)驗(yàn)中心。1954年中國(guó)科學(xué)院與其他單位共同制備出蒸壓泡沫混凝土板，并將其用作保溫墻板。1955到1957年，原水電力部成功地將泡沫混凝土應(yīng)用于高溫管道中，可耐受200 ~ 500 ℃的溫度，提高了管道的保溫性能。1959年以后，中國(guó)泡沫混凝土發(fā)展緩慢。改革開(kāi)放以后，中國(guó)于2007年制訂了一系列有關(guān)泡沫混凝土的圖集，泡沫混凝土開(kāi)始朝著規(guī)范化發(fā)展。2010年，我國(guó)開(kāi)始制備超輕泡沫混凝土，再次拓寬了泡沫混凝土的應(yīng)用。2011年4月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于發(fā)布了《泡沫混凝土》(JG/T 266—2011)標(biāo)準(zhǔn)。
分類(lèi)和標(biāo)記
分類(lèi)
按干密度分類(lèi)
按泡沫混凝土干密度分為11個(gè)等級(jí)，分別用符號(hào)A03、A04、A05、A06、A07、A08、A09、A10、A12、A14、A16表示。
按強(qiáng)度等級(jí)分類(lèi)
按泡沫混凝土強(qiáng)度等級(jí)分為11個(gè)等級(jí)，分別用符號(hào)C0.3、C0.5、C1、C2、C3、C4、C5、C7.5、C10、C15、C20表示。
按吸水率分類(lèi)
按泡沫混凝土吸水率分為8個(gè)等級(jí)，分別用符號(hào)W5、W10、W15、W20、W25、W30、W40、W50表示。
按施工工藝分類(lèi)
按泡沫混凝土施工工藝分為現(xiàn)澆泡沫混凝土（S）和泡沫混凝土制品（P）兩類(lèi)。
標(biāo)記
以上資料：
產(chǎn)品特點(diǎn)
發(fā)泡水泥屬于氣泡狀絕熱材料，與普通混凝土在原材料上最大的區(qū)別在于其不使用粗集料，同時(shí)引入大量均勻分布的氣泡，導(dǎo)致內(nèi)部形成封閉的泡沫孔（大量均勻分布的細(xì)孔），具有密度小、質(zhì)量輕、保溫、隔音、抗震性能良好等優(yōu)點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
發(fā)泡水泥有強(qiáng)度偏低、開(kāi)裂、吸水等缺點(diǎn)。對(duì)于屋面泡沫混凝土，在施工過(guò)程中常出現(xiàn)強(qiáng)度比設(shè)計(jì)要求低、泡沫混凝土開(kāi)裂、內(nèi)部吸水、體積密度偏大、泡沫破裂等問(wèn)題。
生產(chǎn)工藝
制作材料
發(fā)泡水泥的原材料主要有：水泥、骨料（輕骨料、砂）、摻合料（煤灰粉、礦渣粉、其他礦物粉料）、外加劑、泡沫劑、水。
主要工藝
發(fā)泡水泥的主要工藝是發(fā)泡和漿料攪拌。
發(fā)泡
物理發(fā)泡
物理發(fā)泡是先用發(fā)泡機(jī)將發(fā)泡劑制成泡沫，再將泡沫用機(jī)械攪拌的方法，混入預(yù)先制好的水泥凈漿或砂漿中。它的整個(gè)工藝過(guò)程完全是物理性質(zhì)的，靠的是機(jī)械力來(lái)產(chǎn)生泡沫并在水泥漿中形成氣孔。物理發(fā)泡法又分為高速攪拌發(fā)泡法和壓縮空氣發(fā)泡法兩種方法。
高速攪拌發(fā)泡法是將預(yù)先稀釋好的發(fā)泡劑溶液倒入高速攪拌機(jī)中，經(jīng)快速攪拌產(chǎn)生泡沫，隨后將泡沫取出倒入正在攪拌的膠凝材料漿體中進(jìn)行混合攪拌。這種發(fā)泡方式操作簡(jiǎn)單，但在攪拌過(guò)程中很難使上下泡徑均勻，攪拌過(guò)程中容易使泡沫產(chǎn)生破裂，而且不同的攪拌速度和攪拌時(shí)間會(huì)導(dǎo)致制備的泡沫性能存在很大的差異。
壓縮空氣發(fā)泡法是采用空壓發(fā)泡機(jī)，將稀釋好的發(fā)泡劑溶液吸入混泡管在空氣壓縮作用下吹出泡沫，不但可以直接吹入水泥漿體，而且可以隨時(shí)停止發(fā)泡，據(jù)需求量控制發(fā)泡量，減少浪費(fèi)，而且方便與泵送設(shè)備協(xié)同使用，可用于大面積現(xiàn)場(chǎng)澆筑。壓縮空氣法比高速攪拌法產(chǎn)生的泡沫泡徑更均勻，性能更好。工程中，制備泡沫混凝土常用物理發(fā)泡法壓縮空氣法。物理發(fā)泡法對(duì)應(yīng)的泡沫混凝土生產(chǎn)制備工藝為預(yù)制泡混合工藝。
化學(xué)發(fā)泡
化學(xué)發(fā)泡法是指在膠凝材料漿體中加入一種或兩種化學(xué)試劑，充分?jǐn)嚢韬鬂材＃蛊渫ㄟ^(guò)化學(xué)反應(yīng)靜停發(fā)泡，使?jié){體發(fā)生膨脹。化學(xué)發(fā)泡大多采用過(guò)氧化氫為發(fā)泡劑，先制備出水泥凈漿，并在凈漿中事先加入一定量的MnO2或 KMnO4等作為催化劑，然后再將發(fā)泡劑加入到水泥凈漿中，通過(guò)過(guò)氧化氫與催化劑在一定溫度下反應(yīng)生成氧氣而形成氣泡，氣泡固定在水泥凈漿中從而形成氣孔。
這種方法不適合大工程量的施工，而且化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)不容易控制，產(chǎn)生的氣泡數(shù)量不容易計(jì)算。氣泡的質(zhì)量也較差，在工程中應(yīng)用較少。化學(xué)發(fā)泡法對(duì)應(yīng)的泡沫混凝土的生產(chǎn)制備工藝為混合攪拌工藝。
漿料攪拌
物理發(fā)泡的漿料攪拌首先要在攪拌機(jī)內(nèi)制備凝膠材料漿體。當(dāng)產(chǎn)量不高、不要連續(xù)進(jìn)行時(shí)，用一臺(tái)攪拌機(jī)，將泡沫加入漿體混合均勻。這種制漿及泡沫混合方法是間歇進(jìn)行的，不能連續(xù)進(jìn)行；當(dāng)產(chǎn)量很高，要求制漿與混泡連續(xù)不斷地進(jìn)行時(shí)，制漿與混泡用攪拌機(jī)和專(zhuān)用混泡機(jī)分開(kāi)進(jìn)行。這樣，攪拌機(jī)連續(xù)制漿，混泡機(jī)不停地混泡，就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)式生產(chǎn)。
攪拌發(fā)泡是化學(xué)發(fā)泡所有工藝環(huán)節(jié)的核心，首先要進(jìn)行膠凝材料漿體的制備，在滿(mǎn)足工作性的前提下，水灰比可以比物理發(fā)泡稍低一些。其次將發(fā)泡劑加入膠凝材料漿體中后，需要高轉(zhuǎn)速的攪拌機(jī)使發(fā)泡劑在極短的時(shí)間內(nèi)均勻分布于膠凝材料漿體中，攪拌時(shí)間一般在20~40s之間。化學(xué)發(fā)泡在確定生產(chǎn)工藝和外界環(huán)境后，要保持生產(chǎn)環(huán)境不發(fā)生變化，并且避免噪聲。
生產(chǎn)流程
泡沫混凝土生產(chǎn)流程基本是先將水泥、摻合料、骨料、復(fù)合外加劑和水分別計(jì)量、攪拌混合，加人制得的泡沫溶液內(nèi)繼續(xù)攪拌至均勻，再注模、低幅振動(dòng)密實(shí)、預(yù)養(yǎng)護(hù)、脫模、養(yǎng)護(hù)得到成品。按照發(fā)泡方法分為物理發(fā)泡生產(chǎn)工藝和化學(xué)發(fā)泡工藝兩種。
性能參數(shù)
以上資料：
應(yīng)用領(lǐng)域
泡沫混凝土在中國(guó)的應(yīng)用主要是屋面泡沫混凝土保溫層現(xiàn)澆、泡沫混凝土面塊、泡沫混凝土輕質(zhì)墻板、泡沫混凝土補(bǔ)償地基等，但其以特有的特性，在節(jié)能墻體材料、建筑工程中的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，并且加快了工程進(jìn)度，提高了工程質(zhì)量。
用作擋土墻
主要用作港口的巖墻。泡沫混凝土在岸墻后用作輕質(zhì)回填材料可降低垂直截荷，也減少了對(duì)岸墻的側(cè)向載荷。這是因?yàn)榕菽炷潦且环N粘結(jié)性能良好的剛性體，它并不沿周邊對(duì)岸墻施加側(cè)向壓力，沉降降低了，維修費(fèi)用隨之減少，從而節(jié)省很多開(kāi)支。泡沫混凝土也可用來(lái)增進(jìn)路堤邊坡的穩(wěn)定性，用它取代邊坡的部分土壤，由于減輕了質(zhì)量，從而就降低了影響邊坡穩(wěn)定性的作用力。
修建運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和田徑跑道
使用排水能力強(qiáng)的可滲性泡沫混凝土作為輕質(zhì)基礎(chǔ)，上面覆以或人造草皮，作為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)用。泡沫混凝土的密度為800-900kg/立方米，此類(lèi)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)可進(jìn)行曲棍球，足球及網(wǎng)球活動(dòng)。或者在泡沫混凝土上蓋上一層0.05m厚的多孔層及塑料層，則可作田徑跑道用。
作夾芯構(gòu)件
在預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件中可采用泡沫混凝土作為內(nèi)芯，使其具有輕質(zhì)高強(qiáng)隔熱的良好性能。通常采用密度為400 - 600kg/m3的泡沫混凝土。
管線回填
地下廢棄的油柜、管線(內(nèi)裝粗油、化學(xué)品）、污水管及其他空穴容易導(dǎo)致火災(zāi)或塌方，采用泡沫混凝土回填可解決這些后患，費(fèi)用也少。泡沫混凝土采用的密度取決于管子的直徑及地下水位，一般為600-1100kg/立方米。
貧混凝土填層
由于使用可彎曲的軟管，泡沫混凝土具有很大的工作度及適應(yīng)性，因此它經(jīng)常用于貧混凝土填層。如對(duì)隔熱性要求不很高，采用密度為1200kg/m3；左右的貧混凝土填層，平均厚度為0.05m；如對(duì)隔熱性要求很高，則采用密度為500kg/m3；的貧混凝土填層，平均厚度為0.1- 0.2m。
屋面邊坡
泡沫混凝土用于屋面邊坡，具有重量輕、施工速度快、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。坡度一般為10mm/m.厚度為0.03-0.2m，采用密度為800 - 1200kg/立方米的泡沫混凝土。
儲(chǔ)罐底腳的支撐
將泡沫混凝土澆階在鋼儲(chǔ)罐（內(nèi)裝粗油、化學(xué)品）底腳的底部，必要時(shí)也可形成一凸形地基，這樣可確保整個(gè)箱底的支撐在焊接時(shí)年處于最佳應(yīng)力狀態(tài)，這一連續(xù)的支撐可使儲(chǔ)罐采用薄板箱底。同時(shí)凸形地基也易于清潔。泡沫混凝土的使用密度為800-1000kg/m3。
園林綠化應(yīng)用
將發(fā)泡水泥做成容重在600-1000kg/m3；可用來(lái)做園林中的扶手，假山、凳子、桌子等。
墻體現(xiàn)場(chǎng)澆筑
泡沫混凝土經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡、澆筑用作建筑物的非承重墻體，改變了常用預(yù)制砌塊砌筑墻體的方法。墻體整體性好，施工簡(jiǎn)便，勞動(dòng)強(qiáng)度小，造價(jià)低。同時(shí)具有輕質(zhì)、保溫隔熱、防水防滲等優(yōu)點(diǎn)，是傳統(tǒng)墻體的替代產(chǎn)品。
其他
泡沫混凝土也可用于防火墻的絕緣填充，隔聲樓面填充、隧道襯管回填；以及供電、水管線的隔離等方面
發(fā)展趨勢(shì)
中國(guó)泡沫混凝土年產(chǎn)量高居世界第一，但行業(yè)總體距離發(fā)達(dá)國(guó)家還是有一定的距離。其產(chǎn)品種類(lèi)單一，高附加值應(yīng)用短缺，存在低檔次惡性競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。同時(shí)制備技術(shù)不成熟，核心外加劑的研發(fā)力度不夠，產(chǎn)出的泡沫混凝土普遍存在密度高、強(qiáng)度低、干縮大等問(wèn)題，產(chǎn)品性能難以保證。泡沫混凝土企業(yè)規(guī)模小，數(shù)量多，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式粗放，工藝陳舊，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
技術(shù)方面，要加強(qiáng)泡沫混凝土微觀結(jié)構(gòu)與性能之間和微觀孔結(jié)構(gòu)方面研究，建立相應(yīng)的模型模塊進(jìn)行各種性能分析。應(yīng)用上，應(yīng)積極研發(fā)高效發(fā)泡劑、外加劑等，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，升級(jí)機(jī)具；開(kāi)辟多元化發(fā)展道路，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)高技術(shù)含量、高附加值產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，可將農(nóng)村建筑廢物中的發(fā)泡混凝土回收，利用其輕質(zhì)和破碎后比表面積大的特點(diǎn)，將其制備成為適合微生物附著的載體填料就地用于農(nóng)村生活污水處理。
衍生產(chǎn)品
中國(guó)泡沫混凝土行業(yè)發(fā)展迅速，泡沫混凝土及制品年應(yīng)用量超過(guò)5000萬(wàn)立方米，形成了相對(duì)完善的泡沫混凝土生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)體系，制定了《氣泡混合輕質(zhì)土填筑工程技術(shù)規(guī)程》《泡沫混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》《水泥基泡沫保溫板》等多項(xiàng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)規(guī)程。
以上資料：
參考資料 >
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泡沫混凝土檢測(cè)項(xiàng)目有哪些 混凝土檢測(cè)機(jī)構(gòu).國(guó)家金屬制品質(zhì)量檢測(cè)中心.2023-12-01