浅谈泡沫混凝土国内外研究现状
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混凝土框架结构研究现状混凝土框架结构是一种常见的建筑结构类型,广泛应用于各种建筑项目中,包括住宅、商业和工业建筑等。
近年来,随着工程技术的不断发展和进步,混凝土框架结构的研究和应用也取得了显著的进展。
本文将从以下几个方面对混凝土框架结构的研究现状进行概述。
一、设计理论和数值模拟设计理论是混凝土框架结构的核心,随着计算机技术的不断发展,数值模拟已经成为研究混凝土框架结构的重要手段。
目前,研究者们已经开发出了许多针对混凝土框架结构的有限元分析软件,这些软件可以模拟结构的受力性能、抗震性能、耐久性等方面,为结构设计提供了有力的支持。
同时,研究者们也在不断探索更加精确和高效的设计方法,例如基于性能的设计方法、基于震损指标的设计方法等。
二、新型材料的应用新型材料的应用为混凝土框架结构的发展提供了更多的可能性。
目前,一些新型材料如高性能混凝土、碳纤维加固材料等已经被广泛应用于混凝土框架结构中。
这些材料具有优良的力学性能和耐久性能,可以显著提高结构的承载能力和抗震性能。
同时,新型材料的应用也可以降低结构的自重,减少地基的负担。
三、结构监测和维护结构监测和维护是保证混凝土框架结构安全性和耐久性的重要手段。
目前,研究者们已经开发出了许多针对混凝土框架结构的监测和维护技术,例如基于传感器网络的结构健康监测技术、基于数字图像处理技术的结构损伤检测技术等。
这些技术的应用可以为结构的维护和更新提供及时、准确的数据支持,确保结构的安全性和耐久性。
四、结构优化和加固结构优化和加固是提高混凝土框架结构性能的重要手段。
目前,研究者们已经开发出了许多针对混凝土框架结构的优化和加固技术,例如基于遗传算法的结构优化技术、基于碳纤维加固技术的结构加固技术等。
这些技术的应用可以显著提高结构的性能和可靠性,延长结构的使用寿命。
五、施工技术和质量控制施工技术和质量控制是保证混凝土框架结构安全性和可靠性的重要环节。
目前,研究者们已经开发出了许多针对混凝土框架结构的施工技术,例如逆作法、液压爬升法等。
现浇泡沫混凝土常见质量问题分析及对策摘要:随着建筑市场的发展,建筑材料的选择也向节能、环保的方向发展,而混凝土材料领域泡沫混凝土正成为越来越重要的建筑材料。
本文分析了现浇泡沫混凝土常见的质量问题,提出消除并改善上述问题的基本途径。
关键词:泡沫混凝土;质量问题;对策;改进引言泡沫混凝土是一种新型节能环保型建筑材料,它具有轻质、保温、抗震等优点。
在水泥净浆、砂浆以及混凝土等水泥基材料中加入发泡剂产生的泡沫后,可以在混凝土内部均匀的形成众多封闭的孔洞,这种固相、气相相互交织的特殊结构,在减轻了混凝土重量的同时又保证了其良好的保温隔热性能。
由于泡沫混凝土轻质、保温、环保的特点,使得泡沫混凝土在工程中得到大规模的应用。
一、泡沫混凝土简介(一)泡沫混凝土的定义泡沫混凝土又叫发泡混凝土,是指用振捣方法将发泡剂水溶液制成泡沫,再将泡沫加入到硅质材料(如粉煤灰、石英砂、页岩等) 、钙质材料( 如石灰、水泥) 、水及外加剂所组成的浆料中,经过混合搅拌、浇筑成型、养护而制成的一种多孔轻质混凝土。
(二)泡沫混凝土的优缺点在材料组成方面,泡沫混凝土与普通混凝土的最大区别在于泡沫混凝土中没有添加普通混凝土中的粗骨料,且内部存在大量的气泡。
因此,与普通混凝土相比,泡沫混凝土存在许多优良的特性,比如质轻、隔音性能好、耐火能力强、节能减震、保温隔热性能好等等,并且施工方便,能够有效地利用工业废料,降低其成本。
但泡沫混凝土存在着强度偏低、易开裂、收缩率、存水率和吸水率大等缺点。
(三)泡沫混凝土的应用现状泡沫混凝土的应用领域较大,比如可制成泡沫混凝土砌块,以及泡沫混凝土轻质墙板,或者用作挡土墙、修建运动场和田径跑道、作夹芯构件,或者用于管线回填及补偿地基、作屋面边坡、作为储罐底脚的支撑等等。
二、泡沫混凝土应用领域目前泡沫混凝土被普遍应用于以下工程:(1)轻质挡土结构。
因为泡沫混凝土与水泥基建筑材料具有良好的粘结性能,同时其也是一种刚性材料。
泡沫混凝土在公路工程中的应用探讨在现代交通运输领域中,公路工程始终是最为基础和重要的建设项目之一。
与此同时,材料技术一直是公路工程的核心重点。
泡沫混凝土材料由于其轻质,高强度,吸音防水,耐温等特性,因此在公路工程中得到广泛的应用。
本文将深入浅出地探讨泡沫混凝土在公路工程中的应用,以期进一步推广其技术,加速公路建设进程。
一、泡沫混凝土的概念和特性泡沫混凝土是由水泥、沙子、水和发泡剂的混合物。
其通过混合发泡剂和混凝土原材料,制造出轻质材料。
泡沫混凝土方块的容重范围为400-1600Kg/m3,抗压强度在0.4-4.0MPa之间。
泡沫混凝土其实就是混凝土中气孔占据空间,从而增强其轻质化的效果。
泡沫混凝土不仅有良好的隔声性能,还具有良好的耐火性能,并有防水性能。
泡沫混凝土在公路工程中的应用非常多。
泡沫混凝土的吸音性能是非常高的。
泡沫混凝土的密度小,孔隙率高,因此具有非常好的隔声和吸声性能。
泡沫混凝土不仅能在室内和公路的减振效果上发挥重要的作用,还能在音频设备、边缘波纹、空调管道等方面发挥良好的吸音效果。
二、泡沫混凝土在公路工程中的应用1、建筑外部保温层泡沫混凝土在公路工程中应用广泛。
在建筑里面,泡沫混凝土可以被用作外部围护构件,保温效果挺好的。
例如,可以把泡沫混凝土垫在路面下面,作为减震垫,防止道路的变形。
2、公路边坡加固公路边坡是经常会遇到的悬挂垂直于地面的坡地。
而泡沫混凝土可以被用做公路边坡的加固体,与之前的加固措施相比,泡沫混凝土可实现减轻重量、加速施工的目的。
3、建设防护墙涂料泡沫混凝土在公路工程中还可以应用于防护墙涂料。
由于泡沫混凝土的轻量、隔音、隔热效果良好,以及施工方便,泡沫混凝土被应用于路面外边沿防护墙的保温涂料。
4、公路隔声材料车辆在公路上行驶能产生非常大的噪声,特别是在市区高峰时段交通拥挤的场合下很容易引起交通噪声。
使用泡沫混凝土可以打造隔声墙并实现噪声控制。
此解决方案已被广泛应用于高速公路等公共建设项目中。
泡沫混凝土论文特性应用论文【摘要】为了进一步推广泡沫混凝土在我国的应用,应建立完善的标准规范体系,优化原材料、工艺流程及设备等,在理论基础研究与实际生产应用互相研究探索中实现泡沫混凝土的更好发展。
1 泡沫混凝土的特点1.1轻质耐久泡沫混凝土中气孔的存在减小了混凝土的自重,这种特殊孔结构使其具有较小的干表观密度。
泡沫混凝土的干表观密度多为(300~1600)kg/m3,约为普通混凝土的十分之一至五分之一。
因此在建筑物的内外墙体、屋面、楼面等结构中使用此种材料,一般可降低建筑物自重约25%,有时可高达30%~40%,从而明显提高建筑物构件的承载能力,这对应用于超高层建筑具有重要的现实意义。
1.2保温隔热保温隔热是泡沫混凝土最突出的优点。
泡沫混凝土中的气孔一方面增加了热量的传递线路;另一方面气孔中气体的导热系数远小于基体的导热系数,两方面大大减缓传热速率,从而产生保温隔热的作用。
标准JC/T266中查得泡沫混凝土导热系数为(0.08~0.27)W/(m·K),热阻约为普通混凝土10~20倍,因此采用泡沫混凝土具有良好的节能效果。
1.3减震防火泡沫混凝土内部特殊的孔隙结构,使其具有密度较小、质量较轻、弹性模量较低的特点。
这些特点使泡沫混凝土结构在承受地震荷载时所承受的地震力小,震动波的传递速度比普通混凝土结构慢。
根据数据【1】显示,泡沫混凝土弹性模量为(0.30~1.20)Gpa,约为普通混凝土的十分之一,这使泡沫混凝土具备了良好减震效果。
西北核技术研究所的陈庆等人【2】应用有限差分软件分析泡沫混凝土减震层对花岗岩隧道地震响应的影响,得出增设泡沫混凝土减震层有利于围岩的稳定。
这为泡沫混凝土作为吸能材料使用提供了试验支持。
因此在工程的特定部位适当应用泡沫混凝土可以有效增加建筑物的抗震性能,加强建筑物在地震中的安全性与牢固性。
泡沫混凝土为无机材料,主要晶相为氢氧化钙、碳酸钙、钙矾石等,及少量未水化的硅酸二钙【3】,这些物质均为不燃物,因此泡沫混凝土具有良好的防火性能。
浅谈泡沫混凝土在屋面找坡层中的应用一、引言介绍泡沫混凝土的定义和特点,以及在建筑屋面找坡层中的应用背景和必要性。
二、泡沫混凝土的优点分析泡沫混凝土的轻质、高强度、隔热、隔音、低水吸收性等多种优点,并探讨这些优点对屋面找坡层应用的影响。
三、泡沫混凝土在屋面找坡层中的应用阐述泡沫混凝土在屋面找坡层中的具体应用方法和步骤,并分析其优势和效果。
四、泡沫混凝土在屋面找坡层应用的注意事项列举泡沫混凝土在屋面找坡层中需要注意的问题,如密度、厚度、施工温度、配合比等方面,以及建议的解决方案。
五、结论总结泡沫混凝土在屋面找坡层中的应用优势以及应用中需要注意的问题,并指出未来开展研究和应用泡沫混凝土在建筑中的可行性。
第一章:引言背景介绍:随着人们生活质量的不断提高,建筑屋面逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
在屋面建筑设计中,找坡层作为一个重要的方面,直接影响建筑物的排水效率和使用寿命,甚至会对周边环境和建筑结构产生一定的影响。
因此,如何设计并施工出一个兼顾美观和实用的屋面找坡层,成为了建筑工程中亟待解决的问题。
泡沫混凝土的定义和特点:泡沫混凝土是一种以水泥、砂、水和发泡剂为原材料制成的轻质材料。
相比于传统混凝土,泡沫混凝土的性能更优越,具有结构轻、强度高、防水性好、防火性强、保温隔热性能好等优点。
泡沫混凝土有多种密度级别,在0.25-1.60g/cm3之间,从而方便了施工工序中的选择。
泡沫混凝土在屋面找坡层中的应用背景和必要性:对于屋面找坡层而言,传统的做法是使用重力技术和压力成型使沥青、水泥等材料与构造物紧密粘合,从而形成一个呈斜坡状的表面。
但是,传统材料的重量和性质使得施工难度较大,施工成本高,同时难以保证找坡层在使用过程中的稳定性和坚固性。
因此,泡沫混凝土作为一种新型建筑材料,在屋面找坡层中的应用更加广泛并且具有明显的优势。
首先,泡沫混凝土的轻质特性使其施工便捷,不需要昂贵的机械设备;其次,泡沫混凝土在制备过程中可以根据需要的坡度、厚度进行选择,避免了传统材料的不便和工序繁琐;最后,泡沫混凝土具有较好的保温隔热性能,能够有效地降低建筑屋面表面的温度,减少室内温度波动,节省能源消耗。
浅谈泡沫混凝土在我国建筑施工中的应用李水涛1韩春雨2(1.河南利达建设工程有限公司,河南周口466000;2.河南省洛周界高速公路有限责任公司,河南周El466000)工程技术脯要]泡沫混凝土是利用物理方法制备泡沫,再将泡沫加入到胶凝材料、粉煤灰、填料、水及各种外加荆组成的料浆中,经搅拌、浇注成型、养护而成的多孔轻质材料。
由于泡沫混凝土具有轻质、保温、隔热、耐欠及隔音的性能因此在建筑领域的应用越来越广。
供键词】泡沫混凝土;建筑施工;应用1泡沫混凝土的简要介绍泡沫混凝土是利用物理方法制备泡沫,再将泡沫加入到胶凝材料、粉煤灰、填料、水及各种外加剂组成的料浆中,经搅拌、浇注成型、养护而成的多子L轻质材料。
由于泡沫混凝土中含有大羹封闭孔隙,所以有轻质、保温、隔热、耐火及隔音的性能。
泡沫混凝土的制作方式分为两种:一种是现场制备,就是现浇,也可以集中制备,用混凝土罐车长距离送到现场浇注;另一种是在工厂预制成各种建筑构件及制品,再用于建筑物的施工。
泡沫混凝土可应用于保温隔热的现浇混疑土墙体及工厂预制的轻质隔墙板和砌块,泡沫混凝-t-还_可用于建筑物补偿的地基及泡沫混凝土地面、屋面、回填及隔声层与保护层。
在建筑工程中,建筑物墙体各部分由于自重的不同,在施工过程中产生的自由沉降差,设计要求在建筑物自重较低的部分,其基础须填软材料作为补偿地基使用,而且弘须满足以下几个条件:1)本身的成塑性较好,能准确控制厚度;2)材料的强度能严格控制在设计的范围中:3)有足够的压缩最。
2泡沫混凝土的特性21轻质泡沫混凝土的密度小,密度等级一般为300~1800kg/m3,常用泡沫混凝土的密度等级为300—1200kg/m3,近年来,密度为160k g/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。
由于泡沫混凝土的密度小,在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料,一般可使建筑物自重刚氏25%左右,有些可达结构物总重的30%-40%。
《国内外混凝土应用技术的比较研究》混凝土作为一种广泛应用于建筑、基础设施建设等领域的重要材料,其应用技术的发展水平直接关系到工程的质量、性能和可持续性。
本文将对国内外混凝土应用技术进行深入比较研究,旨在揭示各自的特点、优势和差距,为我国混凝土应用技术的提升和发展提供有益的参考和借鉴。
一、国内外混凝土原材料的差异在混凝土原材料方面,国内外存在一定的差异。
国内混凝土原材料的选择相对较为传统和稳定。
常用的水泥品种主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等,其质量和性能基本能够满足工程需求。
骨料方面,主要采用天然砂和碎石,经过严格的筛选和级配控制,以保证混凝土的强度和工作性能。
外加剂的应用也较为广泛,常见的有减水剂、引气剂、缓凝剂等,用于改善混凝土的和易性、流动性、耐久性等性能。
然而,与国内相比,国外在混凝土原材料的选择上更加注重创新性和多元化。
一些发达国家研发出了高性能水泥,如快硬水泥、低热水泥等,能够适应特殊工程环境和要求。
在骨料方面,广泛采用机制砂、再生骨料等,不仅减少了对天然资源的依赖,还提高了资源的利用率和可持续性。
国外对外加剂的研发和应用更加深入,开发出了许多具有特殊功能的外加剂,如高性能减水剂能够显著降低混凝土的用水量,提高混凝土的强度和耐久性;抗裂外加剂能够有效抑制混凝土的开裂等。
二、混凝土配合比设计的差异混凝土配合比设计是确保混凝土性能的关键环节,国内外在这方面也存在一定的差异。
国内混凝土配合比设计通常遵循相关的规范和标准,根据工程的要求和原材料的性能进行计算和调整。
设计过程中注重强度的保证,同时考虑混凝土的工作性能和耐久性。
在配合比优化方面,主要通过经验调整和试配试验来逐步改进,缺乏系统的理论指导和先进的设计方法。
相比之下,国外在混凝土配合比设计方面更加注重科学性和先进性。
采用了先进的计算模型和模拟技术,如有限元分析、离散元分析等,能够更准确地预测混凝土的性能和变形情况。
国外注重混凝土配合比的个性化设计,根据不同的工程需求、环境条件和材料特性,进行针对性的配合比设计,以实现最佳的性能组合。
浅谈泡沫混凝土在屋面找平层上的应用摘要建筑工程平屋面采用找坡的方法形成屋面坡度以进行排水,过去常用炉渣混凝土、水泥珍珠岩等材料作为找坡层,但由于原材料采购困难且容易出现渗水等质量隐患导致返工等等原因,正逐步被泡沫混凝土等材料所替代。
本工程屋面主要分为上人屋面、不上人屋面及平瓦坡屋面,屋面找坡层采用泡沫混凝土,屋面排水主要采取有组织内排水方式。
关键词泡沫混凝土;屋面找坡层;质量;应用1、工程概况本项目总建筑面积约16.78万平方米,其中地上建筑面积约11万平方米,地下建筑面积约5.9万平方米,容积率1.1,绿地率30.1%。
规划分南北两区,共有住宅474套,包含双拼别墅42套,联排别墅24套,叠加别墅104套,多层洋房84套,小高层220套;公建含酒店1栋、商墅办公4栋;配套幼儿园一所。
本工程屋面主要分为上人屋面、不上人屋面及平瓦坡屋面,屋面找坡层采用泡沫混凝土容重为400kg/m3,防水等级为一级,防水材料采用4+3厚聚酯胎改性沥青防水卷材,保温层采用挤塑聚苯板。
屋面排水主要采取有组织内排水方式。
2、泡沫混凝土的特性2.1、轻质泡沫混凝土的密度小,密度等级一般为300-1800kg/m3,常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200 kg/m3,近年来,密度为 160 kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。
由于泡沫混凝土的密度小,在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料,一般可使建筑物自重降低25%左右,有些甚至可以达到结构物总重的30%-40%。
而且,对结构构件而言,如采用泡沫混凝土代替普通混凝土,可提高构件的承截能力。
2.2、保温隔热性能好由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙,因此具有良好的热工性能,即良好的保温隔热性能,这是普通混凝土所不具备的。
泡沫混凝土的热阻约为普通混凝土的10-20倍。
2.3整体性能好泡沫混凝土可现场浇注施工,与主体工程结合紧密,具有良好的整体性能。
混凝土耐久性研究现状及存在问题简析摘要:混凝土作为建筑过程中的基础用材,技术人员对混凝土的耐久性十分重视。
如果混凝土的耐久性不够,建筑铸成之后容易产生蜂窝、孔洞、麻木等问题。
在微观层面,氯离子、毛细孔、氢氧化钙、硅胶体都能对混凝土造成损害,影响建筑工程的效果。
基于此,笔者从混凝土的研究现状出发,着力分析混凝土耐久度存在的问题。
希望能为混凝土耐久性问题的解决提出一些见解。
关键词:混凝土;耐久性;研究现状;问题简析引言:混凝土是工程建设中的基础材料。
没有混凝土的助力,中国的基建声誉不可能发扬海外。
从混凝土的应用结果的角度来看,中国基建的总体系统和理论相对完善。
但是,伴随着基建事业的全面发展,基建不仅需要建设在平地上,还需要建设在高纬度地区或者深海等复杂环境中。
因此,混凝土的耐久性理论亟待进一步革新,以不断适应最新的混凝土需求。
一、混凝土耐久性研究现状(一)氯离子与混凝土耐久度随着基建事业的发展,混凝土需要在深海环境中作业,打造跨海通道。
目前,在我国有很多跨海通道的应用案例,包括渤海跨海通道、琼州跨海通道等。
跨海通道的根基埋在海底,容易受到海水的影响,使混凝土的耐久度出现下降的情况。
因为在海水中存在氯离子,氯离子会使混凝土的强度降低,使混凝土出现开裂,严重时会造成跨海通道出现倒塌的情况,威胁人民的生命财产安全。
例如,2018年8月,欧洲的莫兰蒂大桥9号桥墩出现倒塌,50余人因为渎职罪而被警方逮捕。
事后经过现场调查,专家组判断,正是由于混凝土被氯离子所侵蚀,从而导致桥墩底部的混凝土出现断裂。
柱子的断裂逐步引起桥面的断裂,最终使这所意大利的标志性建筑出现倒塌现象。
目前,关于氯离子对混凝土耐久度的研究比较完善,理论都比较系统,例如,学者谢真真在论文中从氯离子对混凝土的危害入手,探索了氯离子对混凝土和钢筋的影响原因,并对预防氯离子危害提出了相应的解决措施,提倡使用工业废渣逐步降低混凝土中氯离子的含量,以保障混凝土的稳固性[1]。
混凝土材料的耐久性能研究现状分析混凝土作为一种常用的建筑材料,其耐久性能一直是土木工程领域的研究热点。
本文将从混凝土材料的耐久性能研究现状、混凝土材料的耐久性能评价方法、混凝土材料的耐久性能提升措施等方面进行详细的分析和探讨。
一、混凝土材料的耐久性能研究现状1.研究背景混凝土作为一种常用的建筑材料,由于其具有强度高、耐久性好等优点,已广泛应用于各种工程中。
但是,随着建筑工程的不断发展,混凝土材料在使用过程中也面临着一系列的问题,如龟裂、腐蚀、碳化等,这些问题严重影响了混凝土材料的耐久性能,因此混凝土材料的耐久性能研究变得越来越重要。
2.研究内容混凝土材料的耐久性能研究主要包括以下几个方面:(1)混凝土材料的物理性能研究:研究混凝土材料的强度、收缩性、渗透性等物理性能,为混凝土材料的耐久性能评价提供基础数据。
(2)混凝土材料的化学性能研究:研究混凝土材料的酸碱性、碳化性等化学性能,为混凝土材料的耐久性能评价提供基础数据。
(3)混凝土材料的耐久性能评价研究:研究混凝土材料在不同环境下的耐久性能,如冻融循环、干湿循环、碳化等,为混凝土材料的应用提供科学依据。
(4)混凝土材料的耐久性能提升研究:研究混凝土材料的改性技术、防护措施等,提高混凝土材料的耐久性能。
3.研究方法混凝土材料的耐久性能研究方法主要包括以下几种:(1)试验方法:通过实验室试验或现场试验等方式,研究混凝土材料在不同环境下的耐久性能。
(2)数值模拟方法:利用数学模型对混凝土材料的耐久性能进行模拟和分析,提供科学依据。
(3)文献分析法:通过查阅文献,了解混凝土材料的耐久性能研究现状和前沿,掌握研究动态。
二、混凝土材料的耐久性能评价方法混凝土材料的耐久性能评价方法主要包括以下几种:1.强度指标强度指标是衡量混凝土材料耐久性能的重要指标之一,包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等。
强度指标可以通过实验获得,也可以通过计算机模拟得出。
2.物理性能指标物理性能指标是衡量混凝土材料耐久性能的另一个重要指标,包括收缩性、渗透性、密度等。
浅谈泡沫混凝土国内外研究现状
1.发泡剂的研究现状
Savoly等用烷基醚硫酸盐和烷基硫酸盐合成了一种表面活性剂类发泡剂,并将其应用于石膏板等墙体材料中。
Sommer等用烷基磺酸盐、聚氯乙烯、聚丙烯酸醋及藻酸盐这4种物质合成了一种有机发泡剂。
在这种发泡剂中,烷基磺酸盐占的比例最大,约占发泡剂质量分数的45%,这种有机发泡剂被用于屋面装饰和地面涂层。
IshiJima等将铝粉与R(OA)m PO4R1R2混合,研制出水分散性铝粉浆体,这浆体可作为发泡剂使用。
Raul等对油菜籽蛋白质水解产物用烷基氯进行改性后制备出了稳定的泡沫。
Horiuchi等通过对蛋白质进行酶催化修饰成功研制出一种发泡剂,并进一步研究了这种发泡剂产生的泡沫与分子结构之间的关系。
Ram等和Kell等分别通过向发泡剂中加入水溶性高分子物质和阳离子表面活性剂来提高泡沫的稳定性。
Martin和Winnik分别探究了蛋白质的网状结构和表面活性剂的烷基链长度对发泡剂产生的泡沫性能影响。
尚红霞等先用阴离子表面活性剂A和非离子表面活性剂B合成了AB型复合发泡剂,然后用AB型复合发泡剂、防腐剂、稳泡剂及水研制成了一种用于制备泡沫混凝土砌块的发泡剂,并使用此发泡剂成功制备出了干密度为853 kg/m3,抗压强度为2.5 MPa和吸水率为21.8%的泡沫混凝土砌块。
中国建材研究院与玉湖新材料科技开发有限公司联合研制出了一种白色粉状憎水型发泡剂,这种发泡剂发泡速度快,产生的泡沫稳定时间长,泡沫孔径较小,且有利于提高泡沫混凝土的
憎水性。
刘永兵等和赵晓东等都合成了阴离子型发泡剂。
王容沙等用两性离子型、阴离子型和非离子型表面活性与稳泡剂复合研制出了一种性能优良的发泡剂。
王翠花等通过水解牛蹄角得到了一种蛋白型发泡剂,并通过添加外加剂改善泡沫的性能。
郭平等用十二烷基二甲胺氧化物、十二烷基磺酸钠和聚乙烯醇这3种物质合成了COM型发泡剂。
马秋等研究发现,改性硅树脂聚醚乳液加入发泡剂中可有效提高泡沫液膜的自修复能力和弹性,从而提高液膜的承压能力。
2.泡沫混凝土国内外发展历程
泡沫混凝土最早起源于5 000多年前的古埃及,人们将空气引入一些天然物质,制成了多孔材料。
古罗马人于2 000多年前发现动物血液加入混凝土中能持久产生气泡。
其实,真正意义上的泡沫混凝土起源于19世纪,最早用于制备泡沫混凝土的方法是化学发泡法,人们利用NaCO3与HCl溶液反应生成CO2的原理制备泡沫混凝土。
1923年,欧洲人首次提出将预制气泡与水泥浆体混合来制备多孔混凝土的新方法。
1946—1958年,苏联在泡沫混凝土领域占据领先位置,并在此期间制订了一系列有关泡沫混凝土的规范。
1954年,Valore详细研究了泡沫混凝土的组分和物理性能,并总结了其应用范围。
1967年,Cormick等首次提出了泡沫混凝土配合比设计的方法,即通过计算固体容积确定配合比的方法。
1979年,美国研究人员将泡沫混凝土应用于油田固井,拓宽了泡沫混凝土的应用范围。
1996年,Pickford等开始尝试在桥梁工程中应用泡沫混凝土。
1998年,韩国的研究人员Byun等尝试用聚合物作为发泡剂制备泡沫混凝土。
2001年和2002
年,Kearsley和Wainwright探究了分级的粉煤灰和未分级的粉煤灰对泡沫混凝土抗压强度、孔结构和渗透性的影响及区别。
2004年,新加坡的研究人员Kong等开始尝试制备高强度泡沫混凝土,想尝试将其用于结构中。
我国泡沫混凝土的发展开始于20世纪中叶,苏联专家把泡沫混凝土技术传入中国。
1952年中国开始正式研制泡沫混凝土,并在此时成立了以黄兰谷为首的泡沫混凝土实验中心。
1954年中国科学院与其他单位共同制备出蒸压泡沫混凝土板,并将其用作保温墙板。
1955—1957年,原水电力部成功地将泡沫混凝土应用于高温管道中,可耐受200~500℃的温度,提高了管道的保温性能。
1959年以后,我国泡沫混凝土发展缓慢,几乎停滞不前,远远地落后于其他国家。
改革开放以后,我国泡沫混凝土重新得到重视,掀起了又一股发展热潮。
我国于2007年制订了一系列有关泡沫混凝土的图集,泡沫混凝土开始朝着规范化发展。
2010年,我国开始制备超轻泡沫混凝土,再次拓宽了泡沫混凝土的应用。
3.泡沫混凝土国内外研究现状
Falliano等探究了固定水灰比下,两种蛋白型发泡剂和一种合成型发泡剂对泡沫混凝土抗压强度的影响,研究发现水灰比与发泡剂的性质有很强的相关性和依存性。
当水灰比为0.3时,由蛋白型发泡剂制备的泡沫混凝土的抗压强度高于合成型发泡剂制备的泡沫混凝土。
Panesar分别用一种合成型发泡剂和两种蛋白型发泡剂制备了泡沫混凝土,他发现蛋白型发泡剂制备的泡沫混凝土的孤立球形气孔更小,
连通孔更少。
Davraz等利用蛋白发泡剂制备了泡沫混凝土,并探索了超声脉冲速度泡沫混凝土导热系数的关系,发现用超声脉冲速度法可近似估计出导热系数值。
Tian等用动物蛋白发泡剂制备了磷石膏基泡沫混凝土,发现磷石膏基泡沫混凝土的容重和抗压强度与泡沫含量呈线性关系。
Chen等利用一种有机发泡剂探索了粉煤灰在制备泡沫混凝土中的作用,发现粉煤灰含量对密度影响不大,但会延长凝结时间。
Sun等研究了合成表面活性剂、植物表面活性剂和动物血胶基表面活性剂对泡沫混凝土性能的影响,发现合成表面活性剂制备的泡沫混凝土具有较高的抗压强度和较小的干燥收缩。
大连理工大学的李文博对比了植物型、动物型和复合型3种发泡剂产生的泡沫性能及其制备的泡沫混凝土的物理性能,经过成本和性能综合分析后,认为复合型发泡剂最适合制备泡沫混凝土。
南京航空航天大学的李浩然制备出GL-1型和GL-2型两种性能优越的发泡剂,研究表明GL-1型发泡剂虽具有较好的稳定性,但容易受温度影响,而GL-2型发泡剂即使在40℃温度下仍具有较高的稳定性,适合用来制备道路基层用泡沫混凝土。
牛云辉等研究了动物蛋白、植物蛋白和合成型发泡剂对泡沫混凝土性能的影响,发现合成型发泡剂发出的泡沫与水泥浆的相容性较差,导致泡沫混凝土有较多的连通孔,动物蛋白型发泡剂制备的泡沫稳定性最好,制备的泡沫混凝土性能最优。
乔欢欢和李军在传统发泡剂的基础上引入一种矿物发泡剂,并探究了对泡沫混凝土的影响,研究发现矿物发泡剂的引入有助于促进早期水化产物的形成。
Abdullah等对地聚合物体系制备泡沫混凝土做了可行性研究,他们将粉煤灰与由水玻璃和氢氧化钠溶液配制成混合物,在这混合物中引入泡沫制备成泡沫混凝土,并对比了不同养护温度下的泡沫混凝土的性能,研究发现高温60℃下养护可促进地聚合物固化速率,从而使泡沫混凝土结构更致密。
Xu等采用化学发泡法制备了新型粉煤灰基地聚合物泡沫混凝土,并研究了发泡剂、稳泡剂和发泡温度对地聚合物泡沫混凝土干密度、流动性、抗压强度、导热系数及毛细吸水率的影响,研究发现这种泡沫混凝土疏松多孔,而且其干密度、抗压强度和导热系数与孔隙结构参数有较好的相关性。
Yue和Chen制备了低密度的新型轻质磷酸镁水泥基泡沫混凝土,发现这种轻质泡沫混凝土具有较高的比强度和较低的导热系数。
Boke等以南非F级粉煤灰、氢氧化钠(NaOH)和新型发泡剂次氯酸钠(NaOCl)为原料,在略高于90℃的温度下合成了泡沫地聚合物,该合成方法具有控制发泡的优点,可使含NaOCl的混合胶凝浆料在室温下稳定至少1 h,从而避免了成型前浆料过早起泡的问题。
Sugama等用磷铝酸钙(CaP)水泥和化学发泡剂制备了一种具有高抗压强度和低孔隙率的地热井用空气泡沫水泥。
青岛理工大学的杨保先用水玻璃作为激发剂,以碱矿渣为胶凝材料制备了碱矿渣泡沫混凝土,并用正交试验探究了碱当量、溶胶比和矿渣掺量系数对碱矿渣泡沫混凝土性能的影响,研究发现这3个因素对性能影响的主次顺序为碱当量>溶胶比>矿渣掺量系数。
黄政宇等用硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合水泥体系制备了超轻泡沫混凝土,并与纯硅酸盐水泥基泡沫混凝土和纯硫铝酸盐水泥基泡沫混凝土性能进行了
比较,发现混合水泥体系制备的泡沫混凝土硬化更快,抗压强度更高,导热系数更低。
Feng等以粉煤灰和水玻璃为原料,过氧化氢(H2O2)为发泡剂,制备了多孔粉煤灰基地聚合物材料,研究发现当热养护温度为55℃、水玻璃钠含量为80 g、H2O2含量为6 g时制得的多孔材料性能最好,其孔隙率为79.9%,导热系数为0.0744 W/(m·K),抗压强度为0.82 MPa,可用作保温材料。