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        泡沫混凝土在管線中的應用
        瀏覽: 發布日期:2017-12-20

        [摘  要] 泡沫混凝土又稱為發泡水泥、輕質混凝土等,是一種利廢、環保、節能、低廉且具有不燃性的新型建筑節能材料。輕質混凝土(泡沫混凝土)是通過化學或物1理的方式根據應用需要將空氣或氮氣、二氧化碳氣、氧氣等氣體引入混凝土漿體中,經過合理養護成型,而形成的含有大量細小的封閉氣孔,并具有相當強度的混凝土制品。輕質混凝土(泡沫混凝土)的制作通常是用機械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫,再將泡沫加入到含硅質材料、鈣質材料、水及各種外加劑等組成的料漿中,經混合攪拌、澆注成型、養護而成的一種多孔材料。

        [關鍵詞] 泡沫混凝土   

         泡沫混凝土屬于新型無機輕質保溫隔熱材料,是一種內部含有大量細小、封閉、均勻氣孔的泡沫狀混凝土材料,又稱為發泡水泥、發泡混凝土等。泡沫混凝土內部球形氣孔呈封閉狀態,互不連通,氣孔內雖然有大量的空氣存在,但不能形成空氣的對流循環;同時混凝土內部被氣孔所隔離,各氣孔被固化的水泥漿膜包圍,空氣又與其它材料相比熱惰性能最佳,從而使得氣孔對熱能穿透形成了巨大阻力。由此可見,泡沫混凝土具有極強的隔熱隔音性能。

        泡沫混凝土以水泥、水、發泡劑為主要材料,并選用粉煤灰、礦渣粉、石粉、陶粒等集料,經混合、稀釋、發泡后澆筑形成。其生產及施工工藝可見圖1。

         泡沫混凝土具有以下性能和優點:

        保溫、隔熱、防腐

        泡沫混凝土內部含有大量封閉的氣孔,空氣與其它材料相比熱惰性能最佳,大大降低了泡沫混凝土材料的導熱性能。所以在節能領域,泡沫混凝土經常被用作保溫、隔熱材料。泡沫混凝土為硅酸鹽水泥制品,具有極好的耐久、防腐蝕性能。保溫、防凍、防腐,有效地延長結構物的使用壽命。

        我們將泡沫混凝土其他幾種傳統的外墻保溫材料按表1進行了對比,其優越性顯而易見:

        1  保溫材料及系統性能對比

        序號

        對比項

        珍珠巖保溫系統

        擠塑板保溫系統

        噴涂聚氨酯發泡保溫系統

        泡沫混凝土保溫系統

        1

        吸水性

        吸水率大,水分積累在珍珠巖內

        施工保護層時,水分會滲入防水層并保留在其內

        施工保護層時,水分會滲入防水層并保留在其內

        通過水泥水化可消耗自身水分

        2

        直接投入

        增加保護層、

        增加保護層

        增加保護層

        一次澆筑成型

        3

        荷載

        150-160kg/m2

        144-156kg/m2

        146-158kg/m2

        30-72kg/m2

        4

        工期

        工序多,施工慢

        工序多,施工慢

        工序多,施工慢

        工序少,施工快

        5

        隔熱效果

        內外溫差7-8℃

        內外溫差7-8℃

        內外溫差7-8℃

        內外溫差7-8℃

        6

        防火性能

        耐高溫性差

        B級阻燃材料

        B級阻燃材料

        A1級不燃材料

        7

        環保性能

        有機材料有一定毒性

        有機材料有一定毒性

        有機材料有一定毒性

        無機材料安全無毒

        8

        后續費用

        保護層表面易產生裂縫

        抹面層表面易產生裂縫

        返修極不方便

        表面基本無裂縫,費用少

        9

        總結

        保溫性能不太可靠,成本高,自重大,利用率低

        保溫性能可靠但成本高

        保溫性能可靠但成本高,施工對四周造成污染,成品保護困難

        保溫性能可靠,成本低,工期短,重量輕,

         由于泡沫混凝土良好的施工便捷性,保溫防火,在鋪設好得管道回填泡沫混凝土,利用其高流動性對管道外側進行包裹,保持原油的溫度,具有較好的抗壓強度和抗老化性。傳統有機隔熱材料的耐壓強度和抗老化性能較差,泡沫混凝土試塊的抗壓強度最高可達到7.5MPa以上,可提高保溫層的穩固性能和壽命。

        高流動性、填充壓力小

        由于泡沫混凝土不含水泥混凝土的粗集料,其流動性遠較水泥混凝土高(當水灰比為0.5時,流值為180mm左右),施工中具有自流平的特性;實際施工時可通過軟管泵送:最大水平泵送距離可達900m。

        廢棄的礦井、坑、油柜、管線(內裝粗油、 化學品)、污水管及其它空穴容易導致火災或塌方,采用泡沫混凝土回填可解決這些后患,費用也少。泡沫混凝土采用的密度取決于管子的直徑及地下水位,一般為5001100kg/m3。

         

        填充自密實

        由于泡沫混凝土的制作點與現場施工澆筑點可分離,且澆注點占的施工空間極小,可在狹小空間內施工;結合泡沫混凝土自流平的特性,填充自密實,無須振搗碾壓,施工便捷高效。是狹窄空間及地下空洞填筑的極好材料。

        密度和強度可調節性

        通過調整泡沫混凝土中氣泡的含有率,可控制泡沫混凝土干密度在300~1200kg/m3之間,控制強度在0.3~5Mpa范圍內調節(工程上強度主要應用范圍為0.3~1.5Mpa)。

        可壓縮、低彈抗震:

        深埋隧洞在施工完成后仍會產生蠕變變形,易因變形壓力過大而對結構體發生破壞。由于泡沫混凝土具有較高壓縮性和良好延性,使其在發生較大的變形之后,不發生整體破壞。在管道和道路交匯地方采用泡沫混凝土作為管道內的填充材料,可承擔、吸收變形壓力,改善結構體受力大小。

        地震發生時,泡沫混凝土密度低,受到的水平慣性力小;同時泡沫混凝土彈性模量低,沖擊能量吸收性能好,對管道的具有很好的軟墊特性,保護管道體不受到地震破壞。

        靜水壓縮破壞試驗,試樣中部的壓縮量略大于兩端。

        試驗后泡沫混凝土進入塑性屈服狀態,體積壓縮明顯,但沒有發生整體破壞,承受吸收了變形壓力,充分說明泡沫混凝土:高壓縮性、良好延性和低彈性的特性。

        耐久性

        泡沫混凝土屬水泥類材料,使用壽命與水泥混凝土同等,具備極好的耐久性。

        優越的環保特性

        泡沫混凝土對土壤、水、空氣等自然環境均無污染作用;同時泡沫混凝土應用于填充工程施工中,可避免高填高挖等對環境的破壞,對保護自然生態環境意義重大,環保優勢明顯。

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