高效復配水泥發泡劑
技術總結報告
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2023年10月
進入二十一世紀，我國越來越重視建築的節能降耗，隨著有關建築節能政策的實施，節能材料備受歡迎，在國家建築節能與牆體改革政策的推動下，泡沫混凝土作為一種利廢、環保、節能、**低、效能好的新型保溫隔熱建築材料，得到了全社會越來越廣泛的認知、重視和廣泛應用，泡沫混凝土產業也因此得到了快速發展。2023年我國應用泡沫混凝土澆築的建築保溫層面積超過1億m2，其中，現澆地暖泡沫混凝土絕熱層約8750萬m2，屋面保溫隔熱層約2000萬m2，我國泡沫混凝土產量預計約達700萬m3，其中,泡沫混凝土地暖絕熱層約350萬m3，屋面保溫隔熱層約200萬m3，地面墊層約50萬m3，各類回填約20萬,特種功能應用30萬m3，製品類約50萬m3，現場澆築量約佔總量的80%以上"我國泡沫混凝土年產量2023年已達500萬m3，2023年突破600萬m3，發展快速但泡沫混凝土材料還存在著一些尚待解決的問題,其中作為核心技術之一的發泡劑,其泡沫效能嚴重影響了高效能泡沫混凝土在我國的發展。發泡劑是生產泡沫混凝土的乙個關鍵因素，它的效能直接決定著泡沫混凝土的質量。
混凝土發泡劑的出現為配製高流動性、高耐久性的混凝土提供了重要保證,是製備高效能混凝土材料的重要組成部分。
1.1 泡沫混凝土的研究現狀
十八世紀八十年代，歐洲首先研製成功了多孔混凝土品種之一泡沫混凝土。現在一些工業發達國家，不僅在工廠中生產出泡沫混凝土製品，而且在施工工地使用了現澆泡沫混凝土，並取得了良好效果。
1.1.1國外泡沫混凝土應用現狀分析
近年來，美國、英國、荷蘭、加拿大等歐美國家以及日本、南韓等亞洲國家，充分利用泡沫混凝土的良好特性，將它在建築工程中的應用領域不斷擴大，不僅加快了工程進度，而且提高了工程質量。
（1）用作擋土牆
泡沫混凝土主要用作港口的岸牆的輕質回填材料，可降低垂直荷載，也減少了對岸牆的側向荷載。這是因為泡沫混凝土是一種粘結性能良好的剛性體，它並不沿周邊對岸牆施加側向壓力，沉降降低了，維修費用隨之減少，從而節省很多開支。泡沫混凝土也可用來增進路堤邊坡的穩定性，用它取代邊坡的部分土壤，由於減輕了重量，從而就降低了影響邊坡穩定性的作用力。
用於減少側向壓力的泡沫混凝土的密度一般為400～600kg/m3。
（2） 修建運動場和田徑跑道
使用排水能力強的可滲性泡沫混凝土作為輕質基礎，上面覆以礫石或人造草皮，作為運動場用。泡沫混凝土的密度為800～900kg/m3。此類運動場可進行曲棍球、足球及網球活動。
或者在泡沫混凝土上蓋上一層0.05m 厚的多孔瀝青及塑料層，則可作田徑跑道用。
（3） 用作夾芯構件
在預製鋼筋混凝土構件時可採用泡沫混凝土作為內芯，使其具有輕質高強隔熱的良好效能。通常採用密度為400～600kg/m3 的泡沫混凝土。
（4） 用作復合牆板
用泡沫混凝土製作成各種輕質板材，在框架結構中用作隔熱填充牆體或與薄鋼板製成復合牆板。通常採用密度為600kg/m3 的泡沫混凝土。
（5） 管線回填
地下廢棄的油櫃、管線(內裝粗油、化學品)、汙水管及其它空穴容易導致火災或塌方，採用泡沫混凝土回填可解決這些後患，費用也少。泡沫混凝土採用的密度取決於管子的直徑及地下水位，一般為600～1100kg/m3。
（6） 貧混凝土填層
由於使用可彎曲的軟管，泡沫混凝土具有很大的工作度及適應性，因此它經常用於貧混凝土填層。如對隔熱性要求不很高，採用密度為1200kg/m3 左右的貧混凝土填層，平均厚度為0.05m；如對隔熱性要求很高，則採用密度為500kg/m3 的貧混凝土填層，平均厚度為0.
1～0.2m。泡沫混凝土用於屋面邊坡，具有重量輕、施工速度快、**低廉等優點。
坡度一般為l0mm/m，厚度為0.03～0.2m，採用密度為800～1200kg/m3 的泡沫混凝土。
（7） 屋面邊坡
泡沫混凝土用於屋面邊坡，具有重量輕、施工速度快、**低廉等優點。坡度一般為l0mm/m， 厚度為0.03～0.2m， 採用密度為800～1200kg/m3 的泡沫混凝土。
（8） 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於最佳應力狀態，這一連續的支撐可使儲罐採用薄板箱底，同時凸形地基也易於清潔。泡沫混凝土的使用密度為800～1000kg/m3。
（9）其它
泡沫混凝土也可用於防火牆的絕緣填充、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。
1.1.2國內泡沫混凝土應用現狀分析
我國在多孔混凝土研製和應用方面起步很晚，於十九世紀三十年代研製使用，六十年代初期才研製成功了蒸壓泡沫混凝土製品，但由於對生產工藝和裝置研究不夠，發展受到很大阻礙。近年來，由於我國越來越重視建築節能工作，隨著與建築節能有關政策的實施，牆體材料改革取得了顯著的成就，節能材料倍受歡迎。泡沫混凝土以其良好的特性，已用於節能牆體材料中，在其它方面也獲得了應用。
隨著我國牆體材料改革與建築節能等有關法規的推行，節能型新型牆體材料的生產與應用倍受重視。泡沫混凝土因密度小，保溫隔熱性能好，生產施工方便，可大量利用工業廢渣等優點，在節能牆體中占有一席之地。在全國範圍內看，北方地區以保溫效能為主，南方以隔熱性能為主。
由於泡沫混凝土砌塊的生產成本相對偏高，目前只在經濟較為發展的地區應用較好。泡沫混凝土砌塊是泡沫混凝土在牆體材料中應用量最大的一種材料。在我國南方地區，一般用密度等級為900～1200kg/m3 泡沫混凝土砌塊作為框架結構的填充牆， 主要是利用該砌塊隔熱性能好和輕質高強的特點。
在北方，泡沫混凝土砌塊主要用作牆體保溫層。
發泡劑有廣義和狹義兩個概念，這兩個概念是有一定差別的，它可以區分非應用性的發泡劑與應用性的發泡劑。廣義的發泡劑廣義的發泡劑是指所有其水溶液能在引入空氣的情況下大量產生泡沫的表面活性劑或表面活性物質，因為大多數表面活性劑與表面活性物質均具備大量起泡的能力，因此,廣義的發泡劑包含了大多數表面活性劑與表面活性物質，所以，廣義的發泡劑的範圍很大，種類很多，其效能品質相差很大，具有非常廣泛的選擇性。廣義的發泡劑的發泡倍數(發泡能力)、泡沫穩定性(可用性)等技術效能沒有嚴格的要求，只表示它有一定的產生大量泡沫的效能，產出的泡沫能否有實際的用途則另當別論。
狹義的發泡劑是指那些不但能產生大量泡沫，而且泡沫具有優異效能，別且能滿足各種產品發泡的技術要求,真正能用於生產實際的表面活性劑或表面活性物質，它與廣義發泡劑的最大區別就是其實用價值，體現其應用價值的其優異效能。其優異效能表現為發泡能力強，單位體積產泡量大，泡沫非常穩定，可長時間不消泡，泡沫細膩，和使用介質的相容性好等狹義的發泡劑才是工業上實際應用的發泡劑，一般人們通常說的發泡劑就是指這類狹義發泡劑。因此只有狹義的發泡劑才有研究和開發的價值。
所謂發泡劑的效能主要指的是其發泡能力和泡沫的經時穩定性，它們影響新拌漿體的流動性和澆注體的體積穩定性，最終影響硬化體的密度和強度，因此，可以認為，研製效能優越的發泡劑是提高泡沫混凝土效能的關鍵技術之一。
發泡劑種類很多，但並非都能用於泡沫混凝土生產，只有在泡沫和料漿混合時，具有足夠的穩定性,對膠凝材料的凝結和硬化無有害影響,才能用來生產泡沫混凝土，我國發泡劑應用比國外要晚得多,從上世紀50年代我國才開始生產應用發泡劑，也進行了相應的發泡劑的技術研究,取得了一些成果，但存在發泡劑力較低、穩定性較差等問題,直接影響到泡沫混凝土製品的效能，造成製品強度低，質量不穩定，總體技術質量水平與國外有不小的差距，因此，針對發泡劑所存在的問題開展研究是非常必要和迫切的。
目前國內市場上的泡沫混凝土發泡劑是四代並存,分別是松香樹脂類發泡劑、合成類發泡劑、蛋白型發泡劑複合型發泡劑等，松香樹脂類起泡力與穩泡性均較低，雖然**低，但不適應生產700kg/m,以下的低密度製品合成類發泡劑主要是指陰離子表面活性劑，優點是發泡倍數大、易起泡，但最大不足時泡徑大,泡壁薄、消泡快、穩定性不好，需要加穩泡劑。蛋白型發泡劑穩定性好但又起泡力低，由於合成技術要求高，至今都很難達到國外產品的質量，只有少量的應用，成本較高"這就是目前我國發泡劑總體水平低，質量不高的原因。
發泡劑的效能好壞對泡沫混凝土的效能有著很大的限制作用。所謂發泡劑的效能主要指的是其發泡能力和泡沫的經時穩定性，它們影響新拌漿體的流動性和澆注體的體積穩定性，最終影響硬化體的容重和強度。因此，可以認為，研製效能優越的發泡劑是提高泡沫混凝土效能的關鍵技術之一。
所以，對於泡沫混凝土行業來說，能否開發出適合製備泡沫混凝土的發泡劑是行業發展的乙個主要瓶頸。
進入21世紀，混凝土技術要求越來越高,必將促使混凝土發泡劑有新的更大的拓展空間，其發展趨勢將會朝著高強度、高保坍能力，促使混凝土具有更高的抗裂性和耐久性方向發展。
泡沫混凝土與普通混凝土在組成材料上最大區別在於泡沫混凝土中沒有普通水泥混凝土中使用的粗集料，同時含有大量氣泡。因此，與普通混凝土相比，無論是新拌發泡混凝土漿體，還是硬化後的發泡混凝土，都表現出許多與普通混凝土不同的特殊效能，從而使泡沫混凝土有可能被應用於一些普通混凝土不能勝任的具有特殊效能要求的場合。
1、 輕質性
由於泡沫混凝土在製備的時候摻入了大量的引氣劑，大大增加了泡沫混凝土的體積，因而其密度可以做的很小，泡沫混凝土的密度等級一般為300 ～1800kg/m3， 常用泡沫混凝土的密度等級為300 ～1200kg/m3。近年來，密度為160kg/m3 的超輕泡沫混凝土也在建築工程中獲得了應用。由於泡沫混凝土的密度小，在建築物的內外牆體、層面、樓面、立柱等建築結構中採用該種材料，一般可使建築物自重降低25%左右，有些可達結構物總重的30%～40%。
因此，在建築工程中採用泡沫混凝土具有顯著的經濟效益。
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