轻质泡沫混凝土配制工艺影响因素的试验研究
发布时间：2017-08-15
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泡沫混凝土的传统定义是指用机械方法将掺有泡沫剂的水溶液制备成泡沫，加入到含硅质材料（砂、粉煤灰）、钙质材料（石灰、水泥）、水及助剂组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、蒸汽养护而成的一种轻质多孔混凝土。搅拌使材料的硬质微粒黏附到泡沫的外壳上面，泡沫的气泡就变为互相隔开的单个气泡。拌合物中的孔洞分布越均匀、尺寸越小，则泡沫混凝土强度越高。这里要特别指出的是泡沫混凝土和加气混凝土之间还是存在一定差别的，从本质上来讲，泡沫混凝土也是一种加气混凝土，它实际上是加气混凝土的一个特殊品种，其孔结构和材料性能都接近于加气混凝土，在主要用途上也很类似。但两者之间还是存在一些不同。第一，加气混凝土气孔是椭圆形球体，而泡沫混凝土气孔既可以是椭圆形也可以是多面体；第二，发泡方法不同，加气混凝土是通过化学反应产生气体，形成气孔，而泡沫混凝土是通过机械制泡将泡沫加入混凝土浆体形成气孔，总的来说，二者的气孔结构和性能没有根本性区别。
泡沫混凝土的突出特点就在于其质轻。泡沫混凝土的干体积密度一般相当于粘土砖的１／３～１／１０左右，普通水泥混凝土的１／５～１／１０左右，也低于一般轻骨料混凝土，因而可以极大的减少建筑物自重。另外一个特点就是保温性能好。由于泡沫混凝土的内部含有大量气泡和微孔，因而有良好的绝热性能。实践证明，我国北方地区用２０ｃｍ厚的泡沫混凝土外墙，其保温效果与４９ｃｍ的粘土砖墙相当，从而增加了建筑物使用面积。除了上述两个特点之外，抗震性能优异、隔音效果好、具有一定的调节室内湿度的作用等也是泡沫混凝土的突出特点，这也是为什么目前国内外对泡沫混凝土的研究非常关注的原因。
除了运用在一般建筑物上，泡沫混凝土最新的运用是作为机场跑道安全阻滞材料。当飞机在起飞降落过程中因事故冲出跑道之时，就会冲入泡沫混凝土形成的阻滞床。由于泡沫混凝土的微孔结构具有吸能作用，可以有效吸收失事飞机的冲击能量，迫使飞机在泡沫混凝土阻滞床中停止滑冲，获得拦阻，从而避免发生事故，
而由于其质轻，即使在飞机冲撞中碎裂飞起，也不会对飞机及人员造成伤害。相比于其它泡沫材料，例如泡沫塑料、泡沫玻璃及泡沫陶瓷等，泡沫混凝土不易老化，环保而且造价低廉，最终被选为合适的机场跑道拦阻材料。
目前在利用泡沫混凝土做机场拦阻材料这一研究领域中，美国是较早开始并且水平较为领先的国家。在１９８６年，美国正式启动研发，最初称之Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ａｒｒｅｓｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ，简称ＥＭＡＳ。经过了几十年的研发过程，形成了一个完整的技术体系和产品标准体系，正式命名为ＧＢＳ系统（Ｇｒｏｕｎｄ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｙｓ－ｔｅｍ）。其中包括泡沫混凝土制动材料的制造、动态力学数值分析方法、仿真软件开发及应用等，并申请了国际专利，初步形成了对这一技术领域的垄断。近年来，随着我国航空业的不断发展，机场建设越来越多，而从国外引入泡沫混凝土阻滞系统费用却相当高昂，所以发展自己的泡沫混凝土阻滞系统就显得迫在眉睫。２０１０年８月，民航总局组织了专家鉴定会，得出结论：我国泡沫混凝土阻滞材料已达到了国外的技术水平，可以在中国机场应用。
《轻质泡沫混凝土配制工艺影响因素的试验研究》是国家大学生创新项目《轻质泡沫混凝土的配制及基本性能的试验研究》中的部分研究内容。本课题在改进传统工艺的基础上，采用发泡剂与胶结料同掺同搅拌新工艺配制出不同表观密度的泡沫混凝土。传统工艺制备泡沫混凝土工艺较为复杂，泡沫破损多，料浆均匀性差影响泡沫混凝土的质量。