泡沫混凝土屋面保温相对优势分析

摘要：泡沫混凝土也可以被称之为发泡混凝土、发泡水泥，在国内外市场已经具

有多年的使用历史，其技术以及市场都比较成熟。泡沫混凝土同其他保温材料相

比具有诸多优势，受到市场的青睐，基于此，本文论述了泡沫混凝土屋面保温的

技术优势分析。

关键词：泡沫混凝土；屋面保温；优势分析

中图分类号：TV331文献标识码： A

引言

泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡并将泡

沫加入到由水泥、骨料、掺合料、外加剂和水制成的浆料中，经混合搅拌然后经过泵送系统进行现浇施工或模具成型，经养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质高强保温材料。是一种利废、环保、节能、低廉且具有不燃性的新型建筑节能材料。

1、不同工艺泡沫混凝土的技术状况

泡沫混凝土的发泡工艺主要分为物理发泡和化学发泡两种，因发泡剂种类不

同，成型机理不同，不同工艺制备的泡沫混凝土性能差异显著。

1.1、物理发泡

物理发泡制备方法用机械搅拌的方法将泡沫剂水溶液制成泡沫，再将泡沫加

入含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，制备泡沫混凝土的方法称为物理发泡法。

1.1.1、物理发泡成型机理

物理发泡成型机理物理发泡的原理是依靠表面活性剂或表面活性物，在溶剂

中形成一种双电子层的结构，包裹住空气形成气泡。从分子的微观结构来看，表面活性剂和表面活性物是由性质截然不同的两部分组成的，一部分是亲油基（也称憎水基），另一部分为亲水基（也称憎油基）。基于表面活性剂和表面活性物的这种结构特点，在表面活性剂和表面活性物溶解于溶剂中后，亲水基受到水分子的吸引，而亲油基受到水分子的排斥。为了达到稳定状态，表面活性剂或表面活性物只有占据在溶液的表面，亲油基伸向气相中，亲水基深入到水中，在混凝土发泡剂溶于水后，经机械搅拌引入空气形成气泡，再由单个的气泡组成泡沫。

1.1.2、蛋白类发泡剂

蛋白类发泡剂是一类表面活性物质，泡沫特别稳定，完全消泡的时间大于

24h，发泡倍率高。蛋白类发泡剂分为植物蛋白和动物蛋白两类，植物蛋白发泡剂包括茶皂素型和皂角苷型，它们均属于非离子型表面活性物，泡沫稳定性好。动物蛋白发泡剂包括水解动物蹄角、水解废动物毛和水解血胶三类。蛋白质类发泡剂发泡速度快，泡沫尺寸均匀，稳定性好，是制备泡沫混凝土的优良发泡剂，但蛋白质类发泡剂容易受温度和pH值等外部因素影响而变性，且其原材料资源不如植物蛋白广泛，因此生产规模和用量都不如植物蛋白。

1.2、化学发泡法

用化学方法发泡的泡沫混凝土成型的关键在于发泡剂的发泡速率与料浆凝

结硬化速率相一致，达到一种动态平衡。首先，将发泡剂加入料浆并适当搅拌使发泡剂均匀分散，在激发剂的作用下发泡剂持续发生化学反应产生气体，形成无数均匀分布的独立的气源；随后，气源周围部分区域逐渐产生气压，当气体压力大于料浆的极限剪切应力（黏滞阻力和静水压力之和）时，气源开始迅速膨胀，形成一个个独立的气泡，料浆开始膨胀。在气源膨胀过程中，由于胶凝材料水化，料浆稠度不断增加，因此膨胀所要克服的阻力也不断增大，同时，随着反应物质的消耗，膨胀的潜在动力也在变小，所以，膨胀的过程实际上是一个从加速到平缓、减慢，并逐渐趋于停滞的过程。最终，膨胀结束，泡沫混凝土发泡完成。

2、泡沫混凝土的优势分析

2.1、轻质性。

泡沫混凝土的密度较低，常用泡沫混凝土的密度等级300—1200kg/m3，实际

工程中泡沫混凝土的密度可以降至200—700kg/m3，比普通混凝土表观密度（约

2200—2400kg/m3）小很多。由于泡沫混凝土的密度小，在建筑物的内外墙体、

屋面、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，有些可达结构物总重的40%。

2.2、保温隔热性能好。

由于泡沫混凝土的内部充满大量封闭、均匀、细小的圆形孔隙。这些气孔可

以最大程度地固定空气，因此制品导热系数极低，一般在0.1W/(m·K)左右，远远低于普通水泥混凝土的0.15W/(m·K)和黏土砖0.81W/(m·K)。从而作为建筑物墙体及屋面材料，具有良好的保温隔热性能，即良好的节能效果。

2.3、吸声隔音性能好

泡沫混凝土属多孔材料，当声波传播到泡沫混凝土时，会引起孔隙中的空气振动，并与混凝土骨料发生磨擦，由于黏滞作用，使声波转换为热能而消耗。因此具有良好的吸声隔音性能，在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为吸声隔音层2.4、耐火性能好泡沫混凝土是以水泥为主料，砂子和碎石为辅料，故属于无机质材料，不易燃烧，可以达到AL级防火标准。耐火极限可以达到2.7h，隔声性能可以达到20db，抗冲击性可以达到100次，是一种优质隔音耐火材料。从而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。

2.4、减震性能好

由于泡沫混凝土具有特殊的多孔性结构，密度小、质量轻、弹性模量低。

在承受地震荷载时所承受的地震力小，震动波的传递速度也比普通混凝土结构慢很多。根据震动学原理，建筑结构的自震周期越长，对冲击能量的吸收也就越快。因此，泡沫混凝土具有优异的减震效果。耐久性好。与普通混凝土相比，泡沫混凝土中由于含大量气孔，起到缓冲作用，从而具有较好的抗冻融性及抗硫酸盐腐蚀性等性能。

2.5、其他性能

泡沫混凝土还具有施工过程中可泵性好，可大量利用工业废渣，价格低廉、

变废为宝、利于环保，可大大降低泡沫混凝土成本等优点。

3、泡沫混凝土应用研究新方向

3.1、降低成本，研究生产新工艺

目前有些地方泡沫混凝土的生产工艺还不完善，尤其是混凝土发泡剂的研发。作为泡沫混凝土的主要组成部分，经济、高性能发泡剂的研制和开发，对于泡沫混凝土的性能和应用具有关键性的作用。所以我们要加强对混凝土发泡剂的研究，使泡沫混凝土完全适用于家庭居室和大型公共场所，真正实现低成本、安全、舒适、节能、环保理念。

3.2、研究影响其性能的因素

进一步研究泡沫混凝土的各种性能及影响其性能的因素，解决气泡均匀问

题。研究原料与复合外加剂的选用配比以及其对混凝土性能的影响。

3.3、优化工艺流程及设备

结合墙体材料革新和建筑节能政策的推行，利用无熟料技术开发生产高性能

泡沫混凝土砌块、墙板等产品。进一步扩大其应用范围。

4、应用建议

为改善泡沫混凝土的性能，笔者认为有以下几种途径：第一、选择适宜的配

合比、使用高效减水剂并控制适宜的水灰比以提高泡沫混凝土的强度。掺加纤维，纤维在泡沫混凝土中形成无规则的乱向支撑结构，对泡沫有保护作用，泡沫与料浆混合搅拌时，破裂程度就会降低，从而料浆的稳定性就会提高。加强早期养护、优化养护制度。掺适量膨胀水泥，以减少泡沫混凝土收缩，防止混凝土开裂。添加少量憎水剂或防水剂以降低混凝土的吸水率。掺加改性材料，采用高质量发泡剂，提高泡沫。

5、结语

随着节能环保全球化，我国现阶段正大力推进符合绿色环保!资源综合利用

等节能要求的建筑材料的研究和开发，目前，国内对于泡沫混凝土的研究又有了新进展，如利用PVA对泡沫混凝土进行改性，将活性磨细煤矸石粉掺入泡沫混凝土中提高其性能，超轻EPS复合泡沫混凝土性能的研究，脱硫石膏泡沫混凝土砌块的性能研究，以及憎水剂和水料比等对泡沫混凝土性能的影响，这些研究都取得了一定的成果，对今后泡沫混凝土在建筑材料中的应用起着关键性作用。结合墙体材料革新和建筑节能政策的推行，泡沫混凝土优良性能的开发和利用将越来越受到重视。

参考文献：

[1].泡沫混凝土屋面保温相对优势分析[J].建材发展导向,2013,06:105.

[2]张英,杨小芳,赵芊,于水军.泡沫混凝土在屋面保温工程中的应用[J].新型建筑材料,2011,09:19-21.

[3]段忠星.泡沫混凝土屋面保温施工工艺[J].山西建筑,2012,24:124-125.

[4]杨小芳,赵芊,兰长贵.泡沫混凝土的应用与质量控制[J].四川建材,2012,04:25-27.