隔熱泡沫混凝土性能及施工工藝介紹1泡沫混凝土的基本性能

1.1泡沫混凝土的結構形式

泡沫混凝土是以水泥(425號以上)、細砂為基料，加入發泡劑、膨脹劑、助劑、甚至防水劑，經過專用攪拌機攪拌而成，具有無數微小獨立、分布均勻、封閉的氣孔結構。1.2泡沫混凝土的物理性能

由于泡沫混凝土具有獨特的氣孔結構形式，使其具有良好的隔熱性能，還兼有質輕體硬、防水、防火、抗震等性能，如表1。表1泡沫混凝土的物理性能序號檢測項目單位數值備注1抗壓強度Mpa2.5～2..7

2抗折強度Mpa1.2

3密度㎏/m3500～9000絕干恒重4吸水率%＜15

5氣干含水率%＜10

6干燥收縮㎜/m＜0.5

7導熱系數W/(m·KK)0.18

8耐火極限h2.7

9隔聲db209㎝厚度10抗沖擊性次10010㎏·m落差1.3泡沫混凝土與其它隔熱材料的物理性能對比值(表2)表2泡沫混凝土與其它隔熱材料的物理性能對比材料名稱物理性能泡沫混凝土膨脹珍珠巖陶粒混凝土架空隔熱層抗壓強度(Mppa)2.5～7..55.0～7..57.53.7～5..0抗折強度(Mppa)1.23.25.34.3密度(㎏/m3)500～90001000～114001200～116001800吸水率(%)＜1564100100氣干含水率(%%)＜10

干燥收縮(㎜㎜/m)＜0.50.60.650.8導熱系數［W((m·KK)］0.180.590.830.76耐火極限(h))2.7

隔熱效果對比值(㎝)6658040抗沖擊性10㎏·m/次1001201502注：1．本表部分數據摘自《民用建筑規范》GD50176—95

2．隔熱效果對比值是指隔熱效果等同時相對應的隔熱層厚度1.4泡沫混凝土的隔熱與密度強度的關系

熱的傳遞有傳導、對流、輻射三種方式，由于泡沫混凝土內有大量的空氣存在，大大降低了它的導熱性能，又因為其體內氣泡處于獨立，封閉的狀態，不能形成空氣和液體的對流(因為吸水率較低)，氣泡也使得界面增加，從而有效地減少熱能的穿透(如電磁波的輻射等)，這就是泡沫混凝土的隔熱機理。表3是泡沫混凝土及有關材料的導熱系數，以供對比。表3幾種材料的導熱系數材料名稱導熱系數空氣0.22普通混凝土1.28～11.55泡沫混凝土0.151～0.2911鋼材58.00從泡沫混凝土的隔熱機理可知，氣泡越多，密度越小，強度越小，隔熱效果越好；反之，氣泡越少，密度越大，強度越大，隔熱效果越差。表4是泡沫混凝土在兩種密度時的強度及導熱系數對比值。表4不同密度時的強度與導熱系數密度㎏/m3強度,Mpa導熱系數,W//(m·K)40020.15180070.2912泡沫混凝土的優越性

用泡沫混凝土取代長期沿用屋面架空隔熱磚，其優越性主要體現在以下幾個方面：2.1保溫隔熱，節約能源

泡沫的熱阻值是普遍架空隔熱磚的5～10倍，保溫隔熱效果顯著，從而節約能源。2.2保護屋面，防止屋面結構變形開裂

由于泡沫混凝土具有良好隔熱性能，可以有效地防止屋面結構變形以及屋面結構與磚墻交接處的溫差裂縫通病。2.3延長防水層壽命，加強防水效果

吸水率低、導熱系數小、質輕體硬的泡沫混凝土與防水層(或結構層)緊貼一體，既可以有效防止因熱漲冷縮而引起屋面結構層(或剛性防水層)的變形裂而出現滲漏現象，又可以有效地防止柔性防水材料的老化變質，而泡沫混凝土吸水率較低(<15％)，本身就具備一定防水效果，因此泡沫混凝土在保護屋面的同時，還可以延長防水層的壽命并加強防水效果。2.4可使天臺環境更加美觀、平整和實用

由于泡沫混凝土隔熱層是現場澆搗、整體成型、質輕體硬、與基層緊密相連，大大提高了隔熱層的承重能力，可將原來不雅觀的架空隔熱屋面變成美觀、平整和實用的園林或文娛場地等，擴大建筑物的使用空間。2.5節約造價，施工較為簡便

泡沫混凝土的密度通常為500～900kg／m3，現在有的可以做到350kg／m3，可按使用要求選用各種密度和厚度的隔熱層，當代替結構找坡時，既可節約工程造價，又可避免結構找坡而出現頂層天花梁板傾斜現象。泡沫混凝土隔熱層一般厚度為6～8cm，由于其坍落度較大，因此泡沫混凝土的施工比普通混凝土施工更為簡便，不須振搗，只須按排水坡向用直尺抹平。同時泡沫混凝土的造價并不高，6cm厚的泡沫混凝土比五腳架空磚造價略高，這也是泡沫混凝土易于推廣的一個重要因素。3泡沫混凝土的施工工藝流程

1)施工前，按照泡沫混凝土隔熱、強度、密度等要求，設計出泡沫混凝土相應的施工配合比以及隔熱層的厚度。

2)泡沫混凝土施工前必須先做好柔性或剛性防水層，上人或非上人屋面防水隔熱構造可按圖1和圖2施工。圖1非上人屋面防水隔熱層構造圖1-現澆泡沫混凝土隔熱層；2-Ф2@150×150防裂鐵篩網；3-防水層；4-鋼筋混凝土結構層圖2人上屋面防水隔熱層構造圖1—地磚貼面；2—水泥砂漿找平層；3—現澆泡沫混凝土隔熱；4—Ф2@150×150防裂鐵篩網；5—防水層層；6—鋼筋混凝土結構層3)按保溫隔熱層的設計厚度，用水泥砂漿打定點，做好坡度，坡度宜為2％左右，把基層清理干凈。4)鋪設Ф2@150×150防裂鐵篩網，為節約起見，可用竹片代替。

5)在泡沫混凝土攪拌機(圖3所示)上面的晶體攪拌器內，按一定的配合比，加入清水(1.6～10kg)和發泡劑(0.1～0.6kg)快速攪拌約3分鐘，使其成為待用的泡沫晶體。圖3泡沫混凝土攪拌機6)在攪拌泡沫晶體的同時，按一定配合比將清水(24～150kg)注入下面的攪拌器內，依次加入水泥(48～300kg，標號425號以上)和適量的細砂(可用粉煤灰)、膨脹劑、助劑等，慢速攪拌均勻，約2分鐘。

7)將泡沫晶體，加入下面攪拌器中的水泥混合物內繼續攪拌均勻，約2分鐘后待用。

8)將待用的泡沫混凝土運送以所需施工的基面，用直尺按定點抹平。

9)施工完畢后開始自然養護，24小時左右可灑水養護，約半個月后才能交付使用。

10)如需鋪設地磚，可在泡沫混凝土施工后能上人時進行。4泡沫混凝土的設計及施工注意事項

1)設計泡沫混凝土隔熱層時，要考慮隔熱效果與泡沫混凝土的強度、密度基本成反比的關系，建議與泡沫混凝土專業公司聯系，通過配合比試驗，設計出合理的強度、密度以及厚度。

2)泡沫混凝土的強度畢竟較低，抗壓強度在2.5～7.5MPa，干縮性也較大，在凝結過程很容易開裂，因此有必要加設防裂網，還須經常淋水養護，每天淋水2～3次為宜。

3)用作行人的地面，須在泡沫混凝土上面鋪設地磚，以防破壞隔熱層，以達到美觀耐用的效果。鋪設地磚前，先淋濕泡沫混凝土面，再涂1～2道水泥漿。

4)泡沫混凝土的施工必須在有專業知識的技術人員指導下進行，對每道工序嚴格把關，才能保證其施工質量。

5)施工前要清理干凈基層，以保證泡沫混凝土與基層緊密相連。

6)泡沫混凝土凝結較慢，在施工約兩天后，才可行人，在未能行人時切勿在其上面行人或堆積雜物，以免破壞泡沫混凝土的氣泡結構，影響其隔熱效果。

7)由于泡沫混凝土的流動性很大，如用作尖屋頂屋面的隔熱層，施工時須用模板輔助。

8)澆搗泡沫混凝土，建議按每100m2制作一組試壓件，試壓件按砂漿試件要求制作。

9)考慮熱脹冷縮影響，建議按6mX×6m留設寬2㎝的伸縮縫，縫內填充柔性防水涂料。

10)用作泡沫混凝土的發泡劑不要過期，水泥須檢驗合格，泡沫混凝土的加工要按配合比進行。泡沫混凝土泡沫發生器1國內外現有發泡工藝及設備

目前國內外生產泡沫混凝土的方式主要有如下三種：

第一種是將發泡劑溶入水中，然后和水泥均勻攪拌。該種方法由于在水泥漿中形成氣泡，水泥漿粘度較大，且在攪拌初期料漿不均，一般不能充分發揮發泡劑的作用，因此，需要的發泡劑量大，成本較高，且泡徑不勻，僅適用于微量引氣混凝土。

第二種是采用高速攪拌葉片制取泡沫，國內的制泡技術目前主要是采用高速攪拌機，即將發泡劑溶液倒入高速攪拌機中，然后用攪拌機的高速葉片攪動發泡劑溶液來制取泡沫。然后用器皿將發好的泡沫取走，倒入水泥漿攪拌機中拌制成泡沫混凝土。高速攪拌機發泡，其上下泡徑不均，發完的泡沫必須經過中間設備將泡沫倒入攪拌好的水泥漿中，中間環節會導致部分泡沫破滅。另外，本方法特點是必須先發泡，然后才能使用，過剩的泡沫過一段時間會破滅。

第三種是采用壓縮空氣制泡，國外多用此方法生產泡沫混凝土。利用壓縮空氣將發泡劑溶液和壓縮空氣穿過一個特制的發泡筒，在發泡筒內的混合室中進行混合，然后在壓縮空氣的作用下，將形成的泡沫吹出發泡筒，直接投入水泥攪拌機中拌制泡沫混凝土。發泡筒內有的采用磁片，有的采用玻璃球，有的采用銅網等。和前兩種發泡工藝比較，壓縮空氣發泡設備比高速攪拌機稍復雜一點，但壓縮空氣發泡，一方面發泡效率較高，將發泡劑溶液完全吹制成泡沫，通過發泡筒后其泡徑均勻，另一方面，可以將泡沫直接吹入攪拌好的水泥漿中，減少了中間環節，更好地防止了中間環節導致的泡沫破滅。此外，該方法是邊攪拌水泥漿邊發泡，需要多少泡沫就發多少，不存在過剩和中間環節的問題。2發泡設備的研制

2.1設計原則

根據我們所見到的國外的發泡設備，初步擬定了以下幾個設計原則：

1)能合理控制氣液的比例關系；

2)能合理控制氣體的速度、流量；

3)保證泡沫的連續性、均勻性、穩定性；

4)保證設備本身的穩定工作。2.2結構與工作原理

發泡設備的工作原理如圖1所示。容器2內裝有發泡劑的溶液，有壓縮空氣機1產生壓縮空氣，分為兩個氣路，一支路直接接入發泡筒作為泡沫形成的氣源和泡沫形成的推動力；另一支路接入壓力容器內，推動壓力容器內的發泡劑溶液進入發泡筒，壓縮空氣與發泡劑溶液的發泡筒的尾部進入發泡筒。圖1壓力發泡設備工作原理1.空氣壓縮機2.壓力容器3.發泡筒4.氣、液管路發泡筒由筒壁、金屬網格、網格固定材料、尾部料、氣混合室和噴嘴組成。

發泡筒尾部封閉，另一端開口，封閉端同時引入兩個噴嘴，一個是壓縮空氣，另一個是發泡劑溶液。在封閉端氣、液進入處形成一個封閉的空間，稱為混合室。其作用是使壓縮空氣和發泡劑溶液在此充分、均勻混合，產生霧狀的液滴，保證產生的泡沫均勻、穩定。

氣、液在離開混合室后就開始發泡，只不過此時量小，離開混合室后泡沫通過幾十層的金屬網。在通過網的過程中，氣、液進—步混合，泡沫大量形成，由于網的作用，產生的氣泡直徑均勻、細小，并逐漸穩定從出口流出。2.3研制過程中的幾個問題

壓縮空氣壓力的選擇

用我們試制的設備，采用了不同壓力的壓縮空氣進行了發泡試驗，結果表明，隨著壓力值的增大，發泡速度加快，但泡沫穩定性稍差；反之，降低壓力，發泡速度減慢，參照國外的設備及資料我們確定的壓力為0.5MPa。發泡劑液體與壓縮空氣的進入混合室方式

我們進行了氣、液平行和垂直進入的試驗，我們觀察到氣、液垂直進入混合室有利于氣、液的混合與分散，發出的泡沫質量較好。進氣噴嘴和進液噴嘴之間有一定的距離，使進入的液體一進入混合室，立即讓壓縮空氣吹開、分散，然后進入拉泡和穩泡階段。發泡筒的尺寸

發泡筒的規格用由ФD*L表示。其中D為筒的內徑，L為筒的有效長度，內徑D有泡沫產量和泡沫生產速度決定，一般泡沫出筒速度為0.1～0.2m／s，根據泡沫需求量，就可確定內徑D。發泡筒的有效長度由三部分構成：混合室的長度L1，拉泡和穩泡段長度I2及泡沫出口長度L3，其中I1=1.2～1．5D，I3二1.5～2D，L2由拉泡層的層數和層間距決定，一般取L2=8～10D，L／D=10～12。拉泡網的選擇

國外的發泡筒拉泡和穩泡段采用了不同的材料，有的采用磁片有的采用玻璃球，我們設計采用的是金屬網格布，可采用不銹鋼絲網和銅網，考慮道發泡筒的使用壽命，我們選擇的是銅絲網。網孔尺寸對泡徑有一定的影響，一般網孔尺寸小，泡徑尺寸也小。同時網孔和網的層數也有關。網的層數的選擇

為了摸清網的層數對泡沫質量的影響，我們選擇了15、20、25、30、50層進行試驗，試驗結果表明：當網的層數很少時，泡沫產量較大，但泡徑較大，泡沫穩定性較差。網的層數越多，泡沫越均勻穩定，但阻力較大，產量下降。所以根據試驗結果，網層數在20～30較合適。3兩種發泡設備的對比

經過多次試驗調整,用該泡沫發生器對國產和進口發泡劑進行了測試,