起泡混凝土结构性能

起泡混凝土由于轻质多孔，还具有保温、隔热、耐火、抗冻性好等材料特性，具有良好的物理力学性能，是很好的建筑节能材料。其混合浆在成型时可自流平、自密实；施工和易性好、利于泵送和整平，同其它建筑材料都会有良好的相容性，强度可根据需要调整。

主要性能体现在以下几个方面：

（1）轻质性：干体积密度为300~1600kg/m3，相当于普通水泥混凝土的1/5～1/8左右，可减轻建筑物整体荷载，降低结构和基础的造价，对抗震有利；

（2）热工性能好：起泡混凝土内含有众多细小孔洞，形成良好的热工性能，正常的导热系数在0.08～0.25W/m*K之间，保温隔热隔音效果明显。在我国三北广大地区外墙厚度采用200～250mm的起泡混凝土砌块，保温性能相当于490mm（二砖）厚的效果，用于节能墙体和屋面保温层更好。

（3）隔热防火性能好：由于起泡混凝土属于多孔轻质材料，可用于楼层的向阳隔热层和沿公路一侧的隔音层使用。同时在防火、防水性能方面也具有良好效果。

（4）整体性：可现场浇注施工，与主体结合紧密，不需留界隔缝和透气管。

（5） 低弹减震性：气泡混合轻质土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。

（6）抗压性：抗压强度为0.6~25.0MPa。

（7） 耐水性：现浇气泡混合轻质土吸水性较小，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。

（8）耐久性：与主体工程寿命相同。

（9）施工速度快：只需使用简单的机器可实现自动化作业，可实现800米的远距离输送，工作量为150~300m3/工作日。

（10）环保性：气泡混合轻质土所需原料为水泥和起泡剂，起泡剂为中性，不含苯、甲醛等有害物质，避免了环境污染和消防隐患。

（11）经济性：充分利用废弃材料、节省耕地和能源、降低价格。

起泡混凝土最突出的就是其孔结构特性。在起泡混凝土结构中，存在着两种孔结构：泡沫气孔结构和构造孔隙。其气孔结构的形状因生产工艺条件不同而分为封闭的圆孔（或多面体孔）、没有完全封闭的孔和完全贯通的孔三类。其中影响起泡混凝土吸水性能的气孔，主要是后面两种。气孔结构同时也极大的影响着起泡混凝土的强度等力学性能。

构造孔隙，根据其大小和成因的不同而分为水化产物内的胶凝孔、毛细孔以及介于二者之间的过渡孔。其中胶凝孔径一般小于5nm；毛细孔是原材料水系中没有被水化产物填充的原来的充水空间，其孔径一般大于200nm，在上述两类孔隙之间的，称为过渡孔。由于在尺寸上，构造孔隙比气孔结构要小得多，且基本上是独立的，因此在对起泡混凝土的吸水性能和强度性能的影响都比气孔结构要小得多。

起泡混凝土是加气混凝土中的一个特殊品种，它的孔结构和材料性能都接近于加气混凝土，二者的差别，只是在气孔形状和加气手段上。

加气混凝土气孔一般是椭圆形，且采用化学发气，通过化学反应，有内部产生气体而形成气孔；起泡混凝土受毛细孔作用的影响产生变形，形成多面体，且通常是用机械方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，然后再将已制得的泡沫和硅钙质材料、菱镁材料或石膏材料所制成的料浆均匀搅拌，经浇注成型、养护而成的。

由于生产工艺的不同，起泡混凝土对于产品集料的要求比加气混凝土更加的宽松，可以实现更小的密度；通过体积比例混合泡沫与混凝土，更便于控制孔隙率及其他性能参数；养护和浇注方式更加灵活。

（1）用作挡土墙。主要用作港口的岩墙。在岸墙后用作轻质回填材料可降低垂直截荷，也减少了对岸墙的侧向载荷。这是因为他是一种粘结性能良好的刚性体，它并不沿周边对岸墙施加侧向压力，沉降降低了，维修费用随之减少，从而节省很多开支。起泡混凝土也可用来增进路堤边坡的稳定性，用它取代边坡的部分土壤，由于减轻了质量，从而就降低了影响边坡稳定性的作用力。

（2）修建运动场和田径跑道。使用排水能力强的可渗性起泡混凝土作为轻质基础，上面覆以砾石或人造草皮，作为运动场用。起泡混凝土的密度为800~900kg/m3此类运动场可进行曲棍球，足球及网球活动。或者在起泡混凝土上盖上一层0.05m厚的多孔沥青层及塑料层，则可作田径跑道用。

（3）作夹芯构件。在预制钢筋混凝土构件中可采用起泡混凝土作为内芯，使其具有轻质高强隔热的良好性能。通常采用密度为400~600kg/m3的起泡混凝土。

（4）管线回填。地下废弃的油柜、管线（内装粗油、化学品）、 污水管及其他空穴容易导致火灾或塌方，采用起泡混凝土回填可解决这些后患，费用也少。起泡混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位，一般为600~1100kg/m3。

（5）贫混凝土填层。由于使用可弯曲的软管，起泡混凝土具有很大的工作度及适应性，因此它经常用于贫混凝土填层。如对隔热性要求不很高，采用密度为1200kg/m3左右的贫混凝土填层，平均厚度为0.05m；如对隔热性要求很高，则采用密度为500kg/m3的贫混凝土填层，平均厚度为0.1~0.2m。

（6）屋面边坡。起泡混凝土用于屋面边坡，具有重量轻、 施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为10mm/m，厚度为0.03~0.2m，采用密度为800~1200kg/m3的起泡混凝土。

（7）储罐底脚的支撑。将起泡混凝土浇阶在钢储罐（内装粗油、化学品）底脚的底部，必要时也可形成一凸形地基，这样可确保整个箱底的支撑在焊接时年处于最佳应力状态，这一连续的支撑可使储罐采用薄板箱底。同时凸形地基也易于清洁。起泡混凝土的使用密度为800-1000kg/m3。

（8）用于园林绿化。将起泡混凝土做成容重在600-1000kg/m3，可用于园林假山，垃圾箱，桌凳等。

（9）国防（现代战争是用信息和先进机动器械为攻击工具），该起泡混凝土能用在被敌方轰炸破坏的军事工程如机场，重要交通公路等实行立即抢修，用我们的设备及工艺能把敌方破坏的工程迅速修复，实验得来的结果是修复后10分钟即能用于飞机起降，战车通过。

（10）高速公路上的应用

1）减轻荷重或土压

①新建公路桥台背路基换填：有效解决软基路段预压不充分遗留的工程沉降问题；

②旧路改造的桥台背路基换填：可一次性彻底解决工后沉降引起的桥头跳车问题；

③道路扩建中的加宽路基填筑：更好解决新旧路基差异变形问题，并可节省征地，避免拆迁；

④山区陡峭路段的路基填筑：避免高填高挖带来的施工技术难题；

⑤用于地下大跨度结构工程的覆土减荷。

2）自流平特性

①倥侗及狭小空间充填；

②采空区，熔岩区，建筑基坑，隧道垮塌形成的空洞及地下管线周边空隙。

起泡器是指一种水流有发泡的效果及节约用水的器具。起泡器可以让流经的水和空气充分混合，有了空气的加入，水的冲刷力提高不少，从而有效减少用水量，节约用水。

一般高档的水龙头水流如雾状柔缓舒适，过滤水中的杂质，还不会四处飞溅这就是起泡器所起到的作用。

随着生活水平的不断提高，人们越来越重视生活质量．水嘴是人们日常生活中最常见的水流控制开关。对于老式水嘴，由于在使用时存在水流快，水量大，易飞溅等缺点，已经逐渐被采用了起泡器的新式水嘴所取代。起泡器作为水嘴的关键元件，已经被广泛地应用在各种水嘴上。它不仅可以有效的降低水流速度，使水流打到手上而不飞溅，还可以很大程度上节约生活用水。由于起泡器内部流场混合机制的好坏是决定出水效果的关键因数之一。

水嘴起泡器的设计研究工作主要还是采用经验和实验相结合的方法。该方法不仅工作量大，而且效率也不高。随着计算机技术的发展，数值模拟成为研究气液两相流场的一种行之有效的方法。气液两相流的数值模拟技术已经广泛应用在化工、石油、能源、冶金、环保和轻工等各个工业领域，并解决了大量工程问题，同时也为理论研究提供指导依据 。