泡沫混凝土砌塊

輕質泡沫混凝土又稱發泡混凝土

適用范圍

建筑物屋面的找坡、找平、保護、保溫，建筑物的填充（包括地下室頂板翻梁之間的填充、地下室結構不統一時的調整填充、設備基

坑填充），樓地面保溫層（地暖）的墊層等方面。

●主要特點

1、保溫性能好，節約能源

由于ht泡沫混凝土的內部含大量氣孔，且氣孔被固化的膠凝材料包圍，是相互封閉性的，由于空氣在泡沫混凝土內不流通，熱量就不

會以空氣為載體而流失，因而它的導熱率就非常低，保溫隔熱性能優異，有效地阻隔了室內外的能量交換，提高制冷制熱設備的能量利

用效率，維持室內溫度的穩定性，從而真正達到環保節能的目的。

ht泡沫混凝土與加氣混凝土相比導熱系數低40～60％，與陶粒混凝土相比導熱系數低70％，與膨脹珍珠巖相比導熱系數低40～60％。

但與聚苯類擠塑保溫板（XPS板）相比，導熱系數要高出55％，所以在保溫要求較高時其不能單獨作為保溫層使用，可作為找坡、找平、

保溫一體化再加聚苯類擠塑保溫板，效果會更好。

2、重量輕，強度高，減輕建筑荷載

傳統的建筑物都是厚墻、肥梁、胖柱，自重很大。ht泡沫混凝土的干體積容重一般為250～700kg/m3（有承重要求的可達1200kg/m3），

相當于黏土磚的1/10～1/3左右，也低于一般的輕骨料混凝土。采用ht泡沫混凝土作墻體、屋面材料，因建筑物的荷載減輕，可以有效

地緩解或克服建筑物沉降所帶來的負面影響，節約將來的維護費用；可以大大降低建筑物的自重，增加樓層高度，節約建筑物的占地面

積，利國利民；同時也減少了建筑物對地基的壓力，可以減少基礎、梁、柱等結構的尺寸，節約了建筑材料資源和工程費用。

ht泡沫混凝土與加氣混凝土、陶粒混凝土相比強度相當，與膨脹珍珠巖相比強度高2～3倍。

3、簡化施工工序，縮短施工工期，使用年限長

ht泡沫混凝土在屋面系統應用時是采用現場澆注的方式施工，將找坡層、找平層、保溫層、防水層.保護層等一次完成，簡化了屋面施

工工序，與一般屋面施工所需的工期相比，可以要節約工期50%以上。其原材料主要是水泥、砂石等與建筑結構層屬同樣的物理性能，

與混凝土屋面結成一個整體，故使用年限長，與水泥混凝土的壽命一樣。

4、耐水性較好

◆什么是發泡混凝土

發泡混凝土又名泡沫混凝土，是通過發泡機的發泡系統將發泡劑用機械方式充分發泡，并將泡沫與水泥漿均勻混合，然后經過發泡

機的泵送系統進行現澆施工或模具成型，經自然養護所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質保溫材料。它屬于氣泡狀絕熱材料，突

出特點是在混凝土內部形成封閉的泡沫孔，使混凝土輕質化和保溫隔熱化。

◆發泡混凝土有什么特點

1)保溫性：導熱系數為0080-0.135W/(m?k)，熱阻約為普通混凝土的20-30倍。

2)輕質性：干體積密度為200-700kg/m3，相當于普通水泥混凝土的1/5～1/10左右，可減輕建筑物整體荷載。

3)整體性：可現場澆注施工，與主體工程結合緊密，不需留界隔縫和透氣管。

4)低彈減震性：泡沫混凝土的多孔性使其具有低的彈性模量，從而使其對沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。

5)隔音性：泡沫混凝土中含有大量的獨立氣泡，且分布均勻，吸音能力為0.09-0.19%，是普通混凝土的5倍，具備有效隔音的功能。

6)抗壓性：抗壓強度為0.6-5.5Mpa。

7)耐水性：現澆發泡混凝土吸水性較小，相對獨立的封閉氣泡及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。

8)耐久性：與主體工程壽命相同。

9)施工簡單：只需使用水泥發泡機可實現自動化作業，可實現垂直高度100米的遠距離輸送，工作量為80—200m3/工作日。

10)生產加工性：泡沫混凝土不但能在廠內生產成各種各樣的制品，而且還能現場施工，直接現澆成屋面、地面和墻體，并可進行鋸、

刨、釘、鉆孔等加工。

11)環保性：泡沫混凝土所需原料為水泥和發泡劑，發泡劑為中性，不含苯、甲醛等有害物質，避免了環境污染和消防隱患。

12)經濟性：綜合造價低。

◆發泡混凝土的發展及應用情況

美國、英國、荷蘭、加拿大等歐美國家以及日本、韓國等亞洲國家，充分利用泡沫混凝土的良好特性，將它在建筑工程中的應用領

域不斷擴大，加快了工程進度，提高了工程質量。近年來，我國越來越重視建筑節能工作，隨著與建筑節能有關政策的實施，節能材料

倍受歡迎。泡沫混凝土以其良好的特性，在我國應用得到快速發展和應用，年增長率約在8%以上，成為大規模的新型保溫材料。應用情

況歸納如下：

一>建筑保溫節能方面的應用這是泡沫混凝土目前最主要的用途。因其內部存在大量封閉氣孔，而氣孔內有大量的空氣存在，空氣的導

熱性能是很差的，其導熱系數約為0.02w/m.k,所以大大降低了它的導熱性能,又因氣孔互不連通呈封閉狀態,不能形成空氣的對流循環,同

時砼內部被氣孔所隔離,而且各球形氣孔為固化的水泥漿膜包圍,界面增加對熱能穿透能力形成很大阻力,使其具有優越的保溫性能。

1）屋面保溫隔熱：現澆泡沫混凝土屋面，節能屋面構造一般包括結構層、保溫層、找坡層、找平層和防水層。泡沫混凝土應用于屋面

保溫隔熱施工是采用現場澆注的方法，將保溫層、找坡層、找平層合三為一，簡化保溫層施工工序，與混凝土屋面結成一個整體。也可

制成泡沫混凝土屋面保溫板、磚；

2）地面保溫隔熱：現澆地暖隔熱層，地面保溫板

3）墻體保溫隔熱：現澆、噴泡沫混凝土墻體保溫層，泡沫混凝土砌塊

4）復合墻板：在框架結構中用作隔熱填充墻體或與薄鋼板制成復合墻板。

二>工程方面

1）地下回填：

2）地基：主要用于補償地基、道路、橋梁、隧道、大型構筑物的填層。

3）擋土墻：主要用于公路護坡、路基、河岸、港口。主要用作港口的岸墻。

三>園林方面

1）用泡沫混凝土制成輕質假山，盆景

2）輕質水上漂浮制品，如漂浮景觀、植物、假山等

3）發泡彩色裝飾園藝孤兒陶粒、仿木材料等

四>工業方面：

1）管道保溫：管道的保溫層

2）耐火應用：這是泡沫混凝土應用較為成功的領域。主要用于爐窯現澆保溫層、噴涂保溫層、耐火保溫磚等。

3）化工應用：儲罐底腳的支撐，將泡沫混凝土澆注在鋼儲罐(內裝粗油、化學品)底腳的底部，必要時也可形成一凸形地基，這樣可確保

整個箱底的支撐在焊接時處于最佳應力狀態，這一連續的支撐可使儲罐采用薄板箱底。同時凸形地基也易于清潔。

4）陶瓷工業：輕質泡沫陶瓷制品

◆發泡混凝土的生產工藝

發泡混凝土的生產分為制品生產工藝和現澆工藝兩種。兩種工藝在發泡和泡沫料漿制備環節是相同的，只是在澆注方式和養護方

式這兩個后期工序上有所區別。

◆發泡混凝土與加氣混凝土的區別

二者的發泡原理有著本質的區別，加氣混凝土是通過化學反應生產氣體，形成氣孔，而泡沫混凝土是通過機械制泡將泡沫加入混凝

土漿體形成氣孔。與加氣混凝土相比，發泡混凝土有著以下優點：

1.泡沫混凝土可以輕易地實現超低密度（300kg/m3以下）。

2.工藝靈活、簡單：只需利用水泥發泡機直接制取泡沫混凝土，自然養護，不需蒸壓養護。

3.生產模具種類繁多：傳統加氣混凝土一般采用大型鋼模整體澆注，而泡沫混凝土可采用各種材料制成的小型模具、組合模具、異型

模具，藝術模具等。更重要的它還可以不用模具，直接現場澆注。

4.投資少：泡沫混凝土因生產工藝簡單，所用設備、模具簡單，故投資少。

【摘要】絕干密度和抗壓強度是泡沫混凝土應用時最重要的兩個技術指標。研究表明，在組成、配比和制

備工藝相同時，泡沫混凝土抗壓強度與絕干密度之間具有良好的相關性。通過控制泡沫混凝土濕密度，進

而控制絕干密度，可達到控制抗壓強度的目的。本文在大量試驗基礎上，通過回歸得到了絕干密度在

400kg/m3-1100kg/m3之間泡沫混凝土抗壓強度與絕干密度的乘冪方程式，相關系數r2均大于0.95，相關性

很好。在水泥-粉煤灰-泡沫-水原料體系中，摻加適量粉煤灰將有助于提高泡沫混凝土抗壓強度，提高抗裂

性，同時可降低生產成本。

【關鍵詞】泡沫混凝土；粉煤灰；絕干密度；抗壓強度；乘冪方程式；相關系數

0前言

泡沫混凝土是用物理方法將泡沫劑水溶液制成泡沫，再將泡沫加入到由水泥、骨料、摻合料、外加劑

和水等制成的料漿中，經混合攪拌、澆注成型、自然或蒸汽養護制成的多孔混凝土。其中含有大量封閉孔

隙，因而表現出良好的物理力學性能和使用功能，如輕質、保溫、隔熱、防潮、隔聲等。泡沫混凝土在墻

體屋面保溫隔熱工程、輕質混凝土構件與制品、建筑物地暖系統、大型隧道、高等級公路和地鐵回填工程、

建筑物輕質墊層、吸隔聲屏障等具有巨大的市場需求和廣闊的推廣應用前景[1-4]。

現階段我國泡沫混凝土的設計與施工尚缺乏標準和技術規范，只能靠經驗或通過大量試驗來實施泡沫

混凝土應用，不利于泡沫混凝土質量控制和技術發展。研究原料組成對泡沫混凝土性能的影響，探討泡沫

混凝土絕干密度與抗壓強度相關性，建立絕干密度與抗壓強度經驗公式，不但能正確指導泡沫混凝土組成

優化和配比設計，而且可節省財力，簡化試驗試配和質量控制工作，加快泡沫混凝土的推廣應用。本文探

討了主要組分對泡沫混凝土強度的影響，建立了最基本的泡沫混凝土配合比設計方法，并以最常用的水泥-

粉煤灰-泡沫-水原料體系泡沫混凝土為研究對象，研究絕干密度在400kg/m3-1100kg/m3之間的泡沫混凝土

絕干密度與抗壓強度的相關性。

1組成對泡沫混凝土強度的影響

泡沫混凝土主要組組分包括水泥、泡沫劑、骨料、粉煤灰、外加劑和水。必要時，可根據使用要求增

加其它組成，如短切纖維、有機高分子聚合物。

1.1水泥

水泥是泡沫混凝土強度的主要來源，也是首要影響因素。為達到強度最大化，每個設計絕干密度的泡

沫混凝土均有一個最佳水泥用量。原材料體系不同，水泥用量對泡沫混凝土強度的影響規律并不一致。在

非凈漿體系中，泡沫混凝土強度先隨水泥用量增加而提高，當超過最佳水泥用量后，強度則隨水泥用量繼

續增加而降低。在凈漿體系中，水泥用量則相對固定，只有水泥強度等級仍對泡沫混凝土強度產生影響。

硅酸鹽系列水泥來源廣泛、質量穩定、經濟、耐久性好，因而被泡沫混凝土行業廣泛使用。硫(鐵)鋁

酸鹽第三系列水泥在泡沫混凝土漿體形成、結構穩定性、早期強度發展等方面具有特色，應用逐年增加，

在一些特殊重點工程中的應用相繼取得成功。

1.2泡沫劑

能產生泡沫的物質很多，但并非所有能產生泡沫的物質都能作為泡沫劑使用。只有產生的泡沫在與砂

(凈)漿混合時不破裂，具有足夠穩定性，且不影響膠凝材料凝結和硬化的物質才能用于制備泡沫劑。通過

改變泡沫添加量，可制成不同漿體密度和絕干密度的泡沫混凝土，泡沫混凝土強度也將因泡沫引入量不同

而不同。優選泡沫劑品種和確定最佳摻量是制備高性能泡沫混凝土的必要條件。

1.3骨料

制備泡沫混凝土骨料通常分為普通集料、輕骨料和超輕骨料三類。根據泡沫混凝土密度和強度要求，

決定是否采用骨料和采用哪類骨料。骨料品種和表觀密度對泡沫混凝土強度影響明顯。為保證泡沫混凝土

密度，用輕骨料比用普通骨料可使水泥漿體形成的結構更致密。泡沫混凝土抗壓強度通常較低，抗壓破壞

通常發生在含有大量氣孔的水泥基基體中。與普通混凝土相比，使用密度較低的骨料將明顯提高泡沫混凝

土抗壓強度。

1.4粉煤灰

鑒于粉煤灰來源廣泛、價格低廉，并具有一定活性，成為泡沫混凝土的首選摻合料。粉煤灰能顯著提

高泡沫混凝土的后期強度，改善成型效果。

1.5外加劑

泡沫混凝土常用外加劑包括分散劑、早強劑、速凝劑、防水劑、憎水劑。早強劑和速凝劑可加速泡沫

混凝土結構的形成過程和強度發展，提高漿體結構穩定性。

2配合比設計研究

泡沫混凝土配合比設計依據固定原材料重量法和固體混合料體積法進行。通過檢測泡沫混凝土濕密度，

進而控制泡沫混凝土絕干密度和均勻性，達到控制泡沫混凝土抗壓強度目的。

2.1固定原材料重量法

以水泥-粉煤灰-泡沫-水原料體系泡沫混凝土為研究對象。設計參數：

泡沫混凝土設計絕干密度為r干，單位為kg/m3；

基本用水量為yw，單位為kg/m3。

基本水料比為ω，取值見表1。視粉煤灰摻量和泡沫劑質量作適當調整；

水泥用量為yc，單位為kg/m3。水泥水化修正系數k1，經驗值取k1=0.10；

粉煤灰用量為yf，單位為kg/m3；粉煤灰水化修正系數k2，經驗值取k1=0.02；

粉煤灰摻量為η，單位為%；

表1ω經驗值

泡沫混凝土設計絕干密度為

ρ干(kg/m3)

4009001000

ω0.690.640.600.560.540.520.50

配合比設計關系式見式(1)和式(2)：

k1yc+k2yf=ρ干(1)

yf/(yf+yc)=h(2)

水泥、粉煤灰和水用量按式(3)、式(4)和式(5)計算：

yf=ηρ干/((1-η)k1+ηk2)(3)

yc=(1-η)ρ干/((1-η)k1+ηk2)(4)

yw=w(yc+yf)(5)

2.2固定混合料體積法

1m3泡沫混凝土中，由水泥、粉煤灰和水組成的漿體總體積為v1，泡沫添加量v2按式(6)計算。即配

制單位體積泡沫混凝土，由水泥、粉煤灰和水組成漿體體積不足部分由泡沫填充。

v2=k3(1-v1)(6)

式中：v2——泡沫添加量，單位為m3；

v1——加入泡沫前，水泥、粉煤灰和水組成的漿體總體積，單位為m3；

k3——富余填充系數，k3通常大于1，視泡沫劑質量和制泡時間而定。主要考慮泡沫加入到漿

體中再混合時的損失。

2.3泡沫混凝土漿體密度

泡沫混凝土漿體密度r濕按式(7)計算：

ρ濕=(1+ω)ρ干/(ηk2+(1-η)k1)+v2/fv(7)

式中：ρ濕——泡沫混凝土漿體密度，單位為kg/m3；

fv——泡沫劑水溶液發泡量，單位為m3/kg。

3．泡沫混凝土絕干密度與抗壓強度相關性

3.1試驗研究

3.1.1原材料

水泥：北京琉璃河水泥廠產42.5普通硅酸鹽水泥。

粉煤灰：北京石景山發電廠產ⅲ級干排粉煤灰。

混凝土泡沫劑：白色粉末，ccw-2008型，中國建筑材料科學研究總院研制。具有起泡、穩泡、增粘、

防水功能。

3.1.2試樣制備

首先使用高速攪拌機(轉速700轉/min)將設定比例的泡沫劑水溶液制成泡沫，攪拌時間以泡沫達到均

勻、細小、穩定為準。再按設定比例計量水泥、粉煤灰和水，使用砂漿攪拌機將其攪拌成均勻漿體，攪拌

時間控制在180s。然后在漿體中加入一定體積的泡沫，繼續攪拌至均勻為止，預計時間在180s左右。采

用固定混合料體積法和原材料重量法來控制泡沫混凝土混合料密度，進而控制泡沫混凝土密度。成型好的

試件在室內放置，用塑料布覆蓋。2d-5d(時間長短視cfc密度而定)后脫模，在室內密封條件下養護至試驗

齡期。

3.1.3性能測試

測試試件28d齡期的抗壓強度、絕干密度和吸水率，試驗方法參照jc/t1062-2007《泡沫混凝土砌塊》

進行。試件尺寸為100mm×100mm×100mm。

3.2試驗結果

泡沫混凝土設計絕干密度ρ干取400kg/m3、500kg/m3、600kg/m3、700kg/m3、800kg/m3、900kg/m3和

1000kg/m3，對應的基本水料比w分別取0.69、0.64、0.60、0.56、0.54、0.52和0.50，粉煤灰摻量η取

0、10%、20%、30%和40%。測試28d齡期泡沫混凝土的抗壓強度和絕干密度。粉煤灰摻量為0、10%、20%、

30%和40%時，泡沫混凝土絕干密度與抗壓強度相關性回歸曲線。回歸結果列于表2。

顯然，不論是否摻加粉煤灰，還是粉煤灰摻量有所變化，泡沫混凝土抗壓強度與絕干密度之間具有良

好的相關性。即在組成、配比和制備工藝相同的前提下，泡沫混凝土抗壓強度與絕干密度基本是一一對應。

而粉煤灰摻量則對泡沫混凝土抗壓強度值產生影響。

表2泡沫混凝土抗壓強度與絕干密度的乘冪方程式

序號

粉煤灰摻量

(%)

乘冪方程式r2

絕干密度范圍

(kg/m3)

備注

10r壓=3′10-8r干

2.86610.9862420-1070

r壓為泡沫

混凝土

28d抗壓

強度

210r壓=3′10-8r干

2.84320.9935420-1040

320r壓=4′10-9r干

3.16780.9948420-1080

430r壓=9′10-10r干

3.37860.9853540-1030

540r壓=5′10-10r干

3.45030.9605690-1010

4粉煤灰摻量對泡沫混凝土性能的影響

泡沫混凝土設計絕干密度ρ干取700kg/m3、800kg/m3、900kg/m3和1000kg/m3，對應的基本水料比ω

分別取0.56、0.54、0.52和0.50，粉煤灰摻量η取0、10%、20%、30%和40%。含有不同摻量粉煤灰的泡

沫混凝土，其28d抗壓強度計算結果列于圖6。結果表明，在水泥-粉煤灰-泡沫-水原料體系泡沫混凝土中，

粉煤灰占有適當比例，將有助于提高泡沫混凝土強度，而且可降低成本，降低收縮率，提高抗裂性。

粉煤灰中含有70%以上的玻璃體，主要成分是sio2和al2o3。在強堿激發作用下將顯現膠凝活性。在泡

沫混凝土中，水泥因水化不斷放出強堿ca(oh)2，與粉煤灰產生化學反應，生成具有膠凝性能的水化硅酸鈣、

低硫型和高硫型水化硫鋁酸鈣，促進泡沫混凝土強度增長。

在早期，粉煤灰幾乎不發生火山灰反應，因此隨粉煤灰摻量增加，混凝土抗壓強度降低。表現為摻加

粉煤灰的泡沫混凝土試塊脫模時間長，低絕干密度泡沫混凝土表現極為明顯。隨著泡沫混凝土養護齡期增

加，粉煤灰火山灰作用和水泥水化反應的促進作用，以及粉煤灰微集料效應，摻加適量粉煤灰的泡沫混凝

土抗壓強度可以達到和超過純水泥泡沫混凝土(也稱泡沫水泥)。在本研究中，粉煤灰適宜摻量為20%。

5結論

(1)組成是影響泡沫混凝土強度的首要因素，主要包括水泥品種和強度等級、骨料種類與絕干密度、

粉煤灰品質、外加劑品種和發泡倍數等。

(2)泡沫混凝土配合比設計可依據固定原材料重量法和固體混合料體積法進行。即控制單位體積泡沫

混凝土漿體中固體組分量和固體組分比例優化。

(3)在組成、配比和制備工藝相同的前提下，泡沫混凝土抗壓強度與絕干密度之間具有良好的相關性。

通過檢測泡沫混凝土濕密度，進而控制泡沫混凝土絕干密度，從而達到控制泡沫混凝土抗壓強度的目的。

(4)在水泥-粉煤灰-泡沫-水原料體系泡沫混凝土中，摻加適量粉煤灰將有助于提高泡沫混凝土抗壓強

度，提高抗裂性，同時可降低生產成本。

1、施工特點

1.1輕質

由于泡沫砼內部含有大量的封閉空隙,自身重量較輕,其密度一般在300-1200kg/m3范圍內,根據設計的強度要

求,通過在施工現場調整水泥及發泡劑用量調整其密度。利用這一特性可制作建筑物的墻體材料,大大減輕建筑物的自重,從而降低建筑

物的結構與基礎費用,經濟效益顯著。

1.2熱工性能優良

與傳統的建筑材料相比,泡沫混凝土熱導率較低,密度等級在300-1200kg/m3之間的泡沫混凝土,熱導率常在0.09-0.13w/m·k之間。不但

具有良好的保溫性能,而且隔熱效果顯著。

1.3隔音效果優良

泡沫混凝土是多孔型材料,因此它是一種具有一定吸音能力的材料,吸音性能比磚墻大約高5-10倍。

1.4具有良好的防火性能

泡沫混凝土是非燃性能的,它的傳導性能低,熱遷移慢,從而能保護其它構件不受火災的影響,在高溫下也不產生有害氣體,因而具有良好

的防火性能。

1.5具有抗滲性能

吸水率低,表面不易開裂,施工工藝簡單,整體性能好,具有一定的抗滲性能。

1.6施工方便

輸送方便,機械直接輸送,不受場地大小、距離長短限制,施工靈活方便。

1.7安全、環保、無毒、無污染。

2、工藝原理

2.1一般而言,單純的由一種物質組成的發泡劑,難以制得高性能、低密度的泡沫混凝土。就引入氣體的方式來發泡,發泡方式可分為兩

類:物理發泡和化學發泡。物理發泡即是用機械的方法把空氣、氮氣、氫氣、二氧化碳氣或氧氣引入到由水泥、骨料、穩泡劑和水形成的

漿體中使之形成一個亞穩體系。該亞穩體系的穩定時間應大于水泥的初凝時間。化學發泡則是將能夠發生化學反應并產生目標氣體的物

質(起泡劑)與水泥、骨料、穩泡劑、縛水劑和水一起混合均勻,而后澆注成型,控制溫度使起泡劑反應產生氣泡,其最佳的反應狀態是在混合

成型期間幾乎不反應,而在成型后并在水泥初凝之前逐步反應完畢。由以上分析可見,物理發泡對穩泡劑(生產中也常籠統稱為發泡劑)的要

求比化學發泡要求高。也就是說,用同樣的穩泡劑,采用化學發泡比物理發泡制得的泡沫混凝土的質量要好些。但是,化學發泡對溫度、時間

的掌握卻比較苛刻。

2.2化學發泡工藝

化學發泡工藝如圖一所示

由圖一不難看出,化學發泡工藝所用機械比較簡單。由于水泥漿在澆注后、初凝前起泡劑繼續產生氣泡,因而具有膨脹作用,故化學發泡

工藝多用于充填、堵漏、加固等場合,也可用于預制板領域。

2.3物理發泡工藝

物理發泡工藝如圖二所示。

物理發泡技術在地暖、地坪、屋頂邊坡、預制板等領域應用較多。其關鍵技術除需要良好的穩泡劑外,那就是泡沫發生器的結構設計。

在穩泡劑的配方設計上,不需考慮與起泡劑的相互作用,因而選擇自由度較大。在設備方面,比化學發泡工藝還多使用了一臺空壓機和泡沫發

生器。

3、施工工序流程及操作要點

3.1泡沫混凝土的生產工藝流程如下(見下頁的圖三):

泡沫混凝土的生產過程包括泡沫制備、泡沫砼混合料制備、澆注成型、養護、檢驗。

基層清理→按設計要求支好模板→澆水濕潤→生產泡沫混凝土→按施工順序澆注成型→養護→檢驗和成品保護

3.2泡沫制備

泡沫制備采用專門的制備機(泡沫發生器)制備原理為物理方法,通過空氣壓縮機將發泡劑輸入自動發泡系統制備成泡沫。

3.3混合料制備

泡沫混凝土混合料制備機械根據工程需要選用,有各類自動化泡沫混凝土專用機械。

將配合好的水泥和水等用發泡機攪拌均勻,然后與發泡劑在管道中混合并由高壓泵輸送至施工部位,澆注成型。

3.4澆注成型

泡沫混凝土為粘稠的流體,其中含有大量的空氣和吸附水。出料管不得在泡沫混凝土中來回擺動,要及時對泡沫混凝土的表面平整度找

平。泡沫混凝土拌合料氣泡比較穩定后開始澆筑,檢測取樣數量同加氣混凝土砌塊標準要求進行現場取樣。待泡沫混凝土凝固72小時后才

能拆除模板,以免破壞成品。如果澆筑的泡沫混凝土厚度超過100mm要進行分層澆筑,確保澆筑好的成品或半成品不出現裂縫,保證現澆泡

沫混凝土表面的平整度。

3.5養護

自然養護,以毛氈或草簾子覆蓋并灑水養護。

3.6檢驗與成品保護

泡沫混凝土澆筑完畢后應派專人負責監管,澆筑完48小時內不允許堆放材料及上人施工。做好成品檢驗及保護工作。

3.7泡沫混凝土施工配合比及注意事項

3.7.1泡沫混凝土混合料要充分攪拌均勻,嚴格控制發泡劑的拌合用量,保證泡沫混凝土配合比的準確性。

3.7.2攪拌泡沫混凝土混合料時,必須嚴格控制水的用量。

3.7.3施工用水必須采用自來水,嚴禁含酸性物質的水摻入泡沫劑中,以免產生化學反應,影響泡沫劑的發泡效果。

4、材料與設備

4.1材料

泡沫混凝土的生產原材料包括泡沫劑、水泥和水等。

泡沫劑

泡沫劑的質量以堅韌性,發泡倍數和泌水量等指標來鑒定:泡沫的堅韌性就是泡沫在空氣中在規定時間內不致破壞的特性,常以泡沫在

單位時間內的沉陷距來確定;發泡倍數是泡沫體積大于泡沫劑水溶液體積的倍數,泌水量是指泡沫破壞后產生泡沫劑水溶液體積。當泡沫質

量符合下列指標時,即可用于生產泡沫混凝土:○11h后泡沫的沉陷距不大于10mm;○21h的泌水量不大于80ml;○3泡沫的倍數不小于20。水

泥采用復合32.5級硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥等均可。

4.2水泥、摻合料、發泡劑原材料進場時,要按現行國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2002)中對原材料的檢驗

數量及檢驗方法的規定進行驗收。

4.3設備

機具設備見表4.3

5、質量控制

5.1現澆泡沫混凝土的原材料質量要求符合設計要求和本工法第4.1條的質量技術要求。

5.2現澆結構泡沫混凝土的配合比嚴格按照設計要求的材料密度等級進行控制,確保泡沫砼的技術性能指標達到設計要求。

5.3泡沫混凝土澆筑后半小時內要對它表面的平整度進行找平,以免破壞已成型的泡沫混凝土的質量。

5.4澆筑完泡沫混凝土后對其質量的技術指標進行取樣檢測。

6、安全措施

6.1認真貫徹“安全第一,預防為主,綜合治理”的方針,建立健全施工安全保證體系,嚴格執行安全生產責任制定。

6.2工人進入現場,應安排工人學習安全操作規程,認真做好安全交底,開好班前安全生產會。

6.3凡在2m或2m以上有可能墜落的高處進行作業,均應遵照《建筑施工高處作業安全技術規程》(JGJ80-91)的規定執行。

6.4本工法應遵照《建筑施工安全檢查標準》(JGJ59-99)《施工現場臨時用電安全技術規程》(JGJ46-2005)《建筑機械使用安全技術規

程》(JGJ22-2001)對安全進行嚴格的檢查監控。

6.5施工現場執行各專業工種安全操作技術規程,各特殊技術工種必須持證上崗,機械設備必須專人專機。

7、.環境措施

7.1成立施工環境衛生管理機構,在施工過程中嚴格遵守國家和地方有關環保的法律、法規和規章。

7.2優先選用先進的環保設備,采取設立隔音墻、隔音罩等消音措施,降低施工噪音到允許值以下,同時盡可能避免夜間施工。

7.3根據施工平面圖,對所放的物料,統一安排,統一堆放,保證現場文明。

7.4經常進行衛生宣傳教育,對宿舍定期檢查消毒,防止發生疾病。

現澆泡沫砼施工需注意的要點

發布日期：2010-5-6

泡沫砼作為一種新型材料，具有保溫隔熱，兼具防水，防火等性能。由于其施工簡單，保溫隔熱性能良好，作為現有隔熱材料陶粒的替代品被

廣泛運用在工程項目中。其基本原理是利用混凝土中封閉氣孔達到保溫隔熱的效果。表1為正常養護條件下，普通混凝土與泡沫混凝土物理力

學性能的比較。泡沫砼與普通混凝土性能比較：

項目泡沫混凝土普通混凝土

干密度［kg/m3］400～16002200～2400

抗壓強度［MPa］0.5～10.030～80

彎曲強度［MPa］0.1～0.73.0～8.0

彈性模量［GPa］0.30～1.2020～30

干燥系數［×10-6］1500～3500600～900

導熱系數［W/(m·K)］0.11～0.30≈2.0

抗凍融性［%］90～9790～97

新拌流動性［mm］＞200≈180

通過資料收集，我發現有專家已經對這種新型材料在實際運用進行調查研究，發現了一些問題，而這些問題值得我們注意：一是泡沫砼強

度偏低。體積密度為800—850kg／m2的泡沫砼的抗壓強度嚴重偏低，一般低于2．0MPa，有的甚至不足1．0MPa。二是開裂、吸

水。硬化泡沫砼表面開裂、吸收大量外來水分。三是防水層的設置。是否采用倒置式防水。如果這些問題不能有效地解決，泡沫砼的效果將會

受影響。

一、影響泡沫砼強度的因素及改善途徑

泡沫砼中氣孔的引入一方面是賦予其普通混凝土所沒有的輕質、隔音、保溫、高流動性等性能，但從結構和力學的角度看，同時也引入了

大量的缺陷，從而導致硬化泡沫砼強度的大幅度降低。由于泡沫砼中的孔隙率一般高達50％－70％，而且孔徑主要為10μm以上，因此，

泡沫砼的強度大大低于普通混凝土的強度。與普通混凝土一樣，泡沫砼的強度并不是一個固定的數值，不同的膠凝材料種類、水泥用量、混凝

土配合比、水灰、泡沫用量（即不同的體積質量）、發泡劑、養護制度以及其它外加劑的采用與否等都影響泡沫混凝土的強度。

（一）配合比的影響

泡沫砼的制作主要是以水泥、發泡劑為主料，有時可能加入一些混合材料（如硅灰、礦渣、粉煤灰等），還有可能加入細集料（砂子）

加入不同的材料對泡沫砼的影響也是不一樣！第一種情況僅以水泥和發泡劑的主料，不加其他輔料。這種情況相對比較簡單，所用水泥的強度

等級越高、用量越多，制備的泡沫砼強度也就越大。所以當希望制備較高強度的泡沫砼時，需要選擇高強度等級的水泥。而第二種情況是加入混

合材料：混合材料的加入會導致泡沫砼早期強度的降低，而對后期強度的影響并不大。如果添加適當的強度激發劑，則早期強度的降低幅度可以

得到減緩。另外，如果采用超細混合材時，如硅灰、超細磨礦渣粉，則強度降低不大，有時甚至反而有所增大。第三種情況是摻用砂子作細集料，

泡沫砼的強度原則上也會發生不同程度的降低，但是砂子的摻用對提高硬化泡沫砼的體積穩定性、減小收縮將十分有利。實際施工中往往以同

時摻用混合材料和砂子的情況為最多見，因此，泡沫砼的配合比存在一個適宜的范圍，需要根據試驗確定。

（二）水灰比的影響

如僅從硬化泡沫砼的內部結構變化分析，水灰比的增加必然導致泡沫砼強度的降低。但是，大量的實驗已證明，當水灰比在一定的范

圍內增加時，泡沫砼的強度不但不降低，反而表現出提高的趨勢。

泡沫砼的制備與普通混凝土不同，它存在一個泡沫引入的過程。為了較好地在這個過程中將泡沫均勻引入到水泥漿料中并完好均勻地分布

于泡沫砼體系，要求水泥漿料具有良好的流動性。較高的成型水灰比恰好是保證水泥砂漿具有良好的流動性的必要條件。相反，如果在低的水灰

比條件下，采取適當的技術措施保證漿料具有良好的流動性，也可制備出高強度的泡沫砼。實際上，當試圖控制泡沫砼的水泥用量的體積密度

不變時，其中的砂子和泡沫的含量必然減少，致使硬化泡沫砼孔隙率降低，這也是導致水灰比增大時泡沫混凝土強度提高的重要原因之一。

（三）體積密度的影響

泡沫砼的體積密度越小，強度就越低，這一現象與泡沫的引入有關。值得指出的是，密度一定的泡沫砼，當配合比、水灰比等其它工藝

條件改變時，強度可能在一個較大范圍內變動。

（四）養護制度的影響

早期養護制度對泡沫砼的強度發揮和最終強度至關重要。泡沫砼成型水灰比較大，所以，要加強早期養護和保水，防止水分過早散失。

這不僅對泡沫砼的強度發揮具有重要意義，對防止硬化混凝土開裂也非常重要。

（五）外加劑的影響

泡沫砼使用的外加劑主要包括水泥強度激發劑、減水劑和發泡劑等。水泥強度激發劑主要是在水泥混合材料中采用，這樣可以減輕泡沫

砼早期強度降低的程度，但是，使用激發劑往往會降低泡沫砼的最終強度

混凝土減水劑使泡沫砼即使在較低水灰比下仍然能夠順利完成漿料與泡沫的混合，制備出泡沫分布均勻的泡沫砼。所以，摻加適量的高效減水

劑是制備高強泡沫砼的重要手段之一。但是，因為減水劑的價格比較貴而且有些減水劑與發泡劑在某些性能方面有相反的作用。所以減水劑的

種類和添加量必需由試驗確定。

發泡劑對泡沫砼強度的影響體現在泡沫的尺寸、均勻性(尺寸均勻性和分布均勻性)、泡沫的穩定性、發泡能力(泡沫密度或單位

泡沫攜水量)。要求發泡劑的發泡能力強、密度低、單位攜水量小，泡沫牢固、細小、在混凝土中分布均勻。要研究開發和使用對泡沫砼副

作用小、發泡能力大、泡沫強度高的新型高效發泡劑。

（六）提高泡沫砼強度的技術途徑

由上述分析不難看出，提高泡沫混凝土的強度主要可以考慮以下幾個技術途徑：

(1)選擇適宜的配合比；

(2)使用高效減水劑并控制適宜的低水灰比；

(3)采用優質高效發泡劑；

(4)加強泡沫砼的早期養護

二、影響泡沫砼硬化過程開裂與收縮的因素

泡沫砼的收縮、開裂和吸水是三個密切關聯的問題：一般說來，泡沫砼由于早期養護不善、保水措施不夠或使用過程中條件比較苛刻，

均會引發其內部的水分蒸發，從而導致體積收縮、開裂或發生顯著的吸水作用。而泡沫砼過多吸水又會降低保溫隔熱效果，從泡沫砼的制備

過程和對硬化體斷面的觀察研究發現，泡沫砼內的孔絕大多數是相對獨立的封閉孔。因此，得到完好養護的泡沫混凝土浸泡于水中。其吸水主

要集中于表層，并不具有大的吸水性。影響泡沫砼收縮、開裂、吸水的因素主要有以下幾方面：

（一）水泥用量的影響

普通硅酸鹽水泥在水化硬化過程中固相體積是增加的，而水泥+水體系是收縮的。其次，水泥水化過程中還伴隨熱效應，引起初始體積膨

脹而冷卻時又收縮，導致表觀收縮量增大。另外，水泥水化過程中還存在自吸水引起的自收縮現象。所以，一般情況下如果其它條件基本相同，水

泥用量增加，泡沫混凝土的收縮也會相應增大。而水泥同時又是保證強度的重要因素之一，所以水泥用量存在一個合適的范圍。

（二）水泥種類的影響

并不是所有的水泥硬化前后的體積都是收縮的，膨脹水泥在硬化前后體積不但不收縮反而有所脹。因此，如果采用適量的膨脹水泥，可以

在一定程度上彌補或減輕泡沫砼整體的收縮。但是，膨脹水泥不但影響體積變化，同時也會影響其他一系列性能，過多引人會引起硬化泡沫砼

結構破壞，因此膨脹水泥的品種和摻用量必需通過試驗確定。

（三）水灰比和養護方式的影響

泡沫砼在60oC環境下的水分損失和干燥收縮

試驗結果表明，水分逸出與硬化泡沫砼收縮變化有著明顯和密切的同步性。這說明水分逸出直接導致泡沫砼的收縮，而當水分停止逸

出時，泡沫砼也即停止收縮。根據經典的水泥化學理論，水泥完全水化所需的水量，即理論水灰比應當為0．38，而泡沫砼的成型水灰比

往往高達0．70甚至0．80。多余的水分將殘留于硬化泡沫砼的氣孔之中，這部分水約占成型水量的1／2左右。一旦周圍相對濕度較

低或環境溫度較高時，水分就會蒸發，然后逸出。尤其是在硬化的早期階段，泡沫砼的結構還比較薄弱，如果養護不善，水分極易損失，導致較

大的收縮和表面開裂，削弱硬化體內部結構，引發硬化泡沫砼高吸水性。據此，泡沫砼的初始水灰比便成為影響硬化泡沫砼收縮的一個先決

因素。制備低收縮泡沫砼的關鍵技術之一是控制低水灰比。將密度為1100kg／m的泡沫砼試樣澆筑24h后，分成表面尼龍薄膜密封和表

面不做任何處理的2批試樣，在溫度、濕度等完全相同的環境下養護，測定不同齡期的干燥收縮量。表面密封處理后的試樣，收縮量遠遠小于表

面敞開的試樣，而且在5d齡期時收縮就基本趨于穩定。結果再次證明水分逸出與干縮之間的密切關聯性和早期保水對控制泡沫混凝土收縮的重

要性。

（四）減小泡沫砼收縮和開裂的技術途徑

由上述分析可知，減小泡沫砼收縮、防止開裂和吸水的技術措施主要有以下方面：

(1)適宜的水泥用量；

(2)摻加適量膨脹水泥；

(3)低的成型水灰比；

(4)優化養護制度、加強早期保水；

(5)使用防水劑(摻用或表面涂布)；

(6)在保溫層增加鐵絲網（防裂網）來防止泡沫混凝土開裂。

三、防水層的設置

泡沫砼相比一般保溫隔熱材料優點之一是具有一定防水性！泡沫混凝圖與其他隔熱材料的物理性能對比。

采用傳統正置式防水（防水層在保溫層上）存在的問題：無論是剛性防水還是柔性防水，如果保護層被破壞將會直接導致防水層暴露或被破壞。將

會可能引起防水層被破壞，雨水就會進去保溫層。而保溫層采用泡沫混凝土的話，雖然具有一定的防水能力，但一部份水仍能通過保溫層滲透到

結構層中，而一部份則留在保溫層。原因是保溫層上層是防水層，防水層阻礙了保溫層中水分的揮發。這是目前屋頂防水主要存在的問題。

而采用泡沫砼作保溫層，運用倒置式防水（保溫層在防水層上），則是即充分利用保溫層的防水能力，又保護了防水層，可謂是一舉兩

得！保溫層在防水層上面，不但能避免高溫對防水層的損害，延長了防水層的壽命，而且能增強防水效果。假如保護層被破壞，同時也破壞了保溫

層，水進入保溫測層后，可能停留在保溫層中或者揮發掉，不會滲透到結構層，因為中間還有一個防水層！由于保溫層上面沒有防水層，水分在被

太陽直曬后是會揮發掉的。

因此，在采用泡沫砼作保溫層的時候，防水層的設置盡量考慮采用倒置防水。