隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，對建筑物使用功能要求越來越高。建筑節(jié)能是指在保證建筑物原有功能要求前提下，通過采取技術(shù)措施，降低建筑物使用過程中的能源消耗，減少環(huán)境污染和廢棄物排放，從而提高建筑物使用功能。泡沫混凝土是以水泥為膠凝材料，將發(fā)泡劑、水和外加劑等混合攪拌成型并在一定溫度條件下發(fā)泡固化而成的一種輕質(zhì)隔熱保溫材料。由于其具有輕質(zhì)、隔熱、吸音和抗震等性能，已成為近幾年建筑工程領(lǐng)域研究開發(fā)的熱點。

　　本文結(jié)合實際工程案例對泡沫混凝土的性能特點及應(yīng)用進行了分析，以期為泡沫混凝土在我國建筑行業(yè)的推廣應(yīng)用提供參考。

　　泡沫混凝土概述

　　泡沫混凝土是一種多孔結(jié)構(gòu)的多孔性材料，是以水泥為主要膠凝材料的無機非金屬固體物質(zhì)，也是經(jīng)發(fā)泡成型的建筑產(chǎn)品。泡沫混凝土是通過發(fā)泡機的發(fā)泡系統(tǒng)，將發(fā)泡劑用機械方式充分發(fā)泡，并將泡沫與水泥漿和其他外摻材料按一定的比例充分混合均勻，然后經(jīng)過發(fā)泡機的泵送系統(tǒng)進行現(xiàn)場澆筑施工，經(jīng)自然條件下養(yǎng)護所形成的一種含有大量封閉氣孔的輕型填筑材料。

　　泡沫混凝土由水泥、砂、水和發(fā)泡劑組成。在生產(chǎn)的過程中，發(fā)泡劑會在混凝土中形成大量的氣泡，從而使混凝土的密度比普通混凝土低，強度卻要比普通混凝土高。

　　泡沫混凝土具有很多優(yōu)點，如重量輕、隔熱性能好、吸水率低、施工方便等，因此被廣泛應(yīng)用于建筑、隧道、橋梁、地下室、地暖等領(lǐng)域。泡沫混凝土的密度一般在150～300kg/m3，根據(jù)其密度和強度等特性，可以分為普通泡沫混凝土、高強度泡沫混凝土、耐火泡沫混凝土、防水泡沫混凝土等不同類型。

　　泡沫混凝土的發(fā)泡原理及性能

　　泡沫混凝土的發(fā)泡過程是在水泥中摻入一定量的發(fā)泡劑，經(jīng)機械攪拌后，發(fā)泡劑分解產(chǎn)生大量微小氣泡，這些氣泡會在水泥顆粒表面形成一定數(shù)量和密度的泡孔。當外加劑溶液與水混合時，溶液中的固體顆粒表面吸附的水分子在一定程度上會吸收部分水分，這些水分會被水泥顆粒所吸附，從而增大了水泥顆粒表面的孔隙率。

　　當泡沫混凝土澆筑成型后，隨著內(nèi)部氣泡數(shù)量增多，密度增大，體積增大。在水泥水化反應(yīng)過程中，水化產(chǎn)物水化硅酸鈣與水泥顆粒發(fā)生化學反應(yīng)形成硅酸鈣凝膠。泡沫混凝土在凝結(jié)硬化過程中，由于水分逐漸被消耗和蒸發(fā)，加上水化硅酸鈣凝膠的約束作用，使混凝土內(nèi)部形成了大量孔隙結(jié)構(gòu)。泡沫混凝土屬于一種輕質(zhì)多孔材料。在實際應(yīng)用過程中，通常使用兩種方式來制備泡沫混凝土：第一種是將水泥基材料(包括水泥、石膏、水和外加劑)以一定的配比混合攪拌成型后制成泡沫混凝土;第二種是在泡沫混凝土中加入一定量的水和外加劑等物質(zhì)制成泡沫混凝土。這兩種方式都能制備出結(jié)構(gòu)均勻、氣泡細小的泡沫混凝土。由于兩者制備原理不同，制備方法也有所差異，因此制備出的泡沫混凝土性能也有較大差異。在實際應(yīng)用過程中，通常采用第一種方式來制備泡沫混凝土。

　　泡沫混凝土的基本性能主要包括密度、強度和導熱系數(shù)三個方面。密度是衡量材料性能的重要指標之一，它可以直接反映材料的密度大小、抗壓強度、吸水率和隔聲等性能;強度是指材料抵抗外力破壞的能力;導熱系數(shù)是指單位面積內(nèi)材料與空氣或其他介質(zhì)(如水)接觸時的傳熱速率。通過對這三個性能指標進行綜合分析可確定不同用途和要求的泡沫混凝土最優(yōu)配合比。一般來說，密度越小、抗壓強度越高、吸水率越低、導熱系數(shù)越小，則其綜合性能越好。由于密度與強度呈反比關(guān)系，因此密度較大的泡沫混凝土強度較低;導熱系數(shù)與強度呈正相關(guān)關(guān)系，因此導熱系數(shù)較大的泡沫混凝土其隔熱性能也就相對較好。綜合考慮建筑使用功能、經(jīng)濟成本和節(jié)能要求等因素，通常選擇密度在800～1200kg/m3、強度在30～40MPa、導熱系數(shù)在0.055～0.03W/(m·K)的泡沫混凝土作為建筑材料使用。

　　泡沫混凝土的應(yīng)用案例

　　1.應(yīng)用工程概述

　　某建筑工程項目建筑面積為8.39×104m2，其中地上建筑面積為6.58×104m2，地下建筑面積為1.81×104m2，在建造過程中，需從經(jīng)濟效益、安全、進度等方面入手進行全面考慮。在地下室承重結(jié)構(gòu)和平屋面找坡施工中采用泡沫混凝土，為更加全面清晰地闡述泡沫混凝土的應(yīng)用要點，本文主要結(jié)合平屋面找平層施工進行探討。

　　2.屋面找坡施工對泡沫混凝土的性能要求

　　案例工程屋面找坡坡度在2%～3%，為提升屋面找坡質(zhì)量，本工程采用了現(xiàn)澆泡沫混凝土的施工技術(shù)，泡沫混凝土的級別為700，干體積密度應(yīng)控制在650～750kg/m3，抗壓強度不應(yīng)小于2.5MPa，導熱系數(shù)不應(yīng)超過0.140W/(m·K)，吸水率不應(yīng)超過20%，保證泡沫混凝土為不燃燒體。

　　3.泡沫混凝土應(yīng)用的工藝技術(shù)

　　(1)施工前的準備工作。在屋面找坡施工中應(yīng)用泡沫混凝土時，對施工的連續(xù)性有很高的要求，需要切實做好施工前的準備工作。就案例工程而言，由于泡沫混凝土的用量比較大，施工準備是否到位直接關(guān)系到最終的施工質(zhì)量和應(yīng)用效果。對此，該工程在應(yīng)用泡沫混凝土之前，從以下幾個方面同時入手，以實現(xiàn)屋面找坡不間斷施工，取得良好的施工效果。

　　按照泡沫混凝土施工現(xiàn)場條件和施工進度的要求，切實做好施工人員、施工設(shè)備、施工材料的準備工作。對參與泡沫混凝土施工的人員進行全方位的技術(shù)交底，確保每位施工人員都能明確設(shè)計意圖，對用于泡沫混凝土施工的設(shè)備進行定期維護檢修，保障每臺機械設(shè)備都處于良好的工作狀態(tài)。并對泡沫混凝土配制原材料的性能和質(zhì)量進行檢測，滿足設(shè)計要求后方可使用。

　　在泡沫混凝土施工之前，需要對屋面基層上的雜物進行清理，若發(fā)現(xiàn)基層存在裂縫、蜂窩等問題，需用水泥砂漿進行封堵處理，保證基層平整、無裂縫、無蜂窩后方可進行泡沫混凝土施工。

　　需充分結(jié)合工程屋面找坡的施工要求和設(shè)計目的，切實做好泡沫混凝土試驗配比工作，從多次配比試驗中找到最佳的配比，以保證泡沫混凝土的性能能夠滿足實際施工的要求。明確水泥、外加劑、發(fā)泡劑、水的添加量，以便為后期泡沫混凝土配制拌和提供良好的參考和指導。

　　充分結(jié)合建筑屋面坡度和設(shè)計指標，設(shè)計好泡沫混凝土施工厚度，提前做好拉線沖筋操作。若在泡沫混凝土施工中遇到較為干燥的天氣，為控制施工裂縫，需及時灑水潤濕，但應(yīng)控制好灑水量，不能出現(xiàn)積水情況。

　　(2)施工工藝控制。按照設(shè)計配制比向發(fā)泡瓶中加入發(fā)泡劑，并經(jīng)稀釋加壓處理之后，加入配制好的水泥漿液，通過機械高速攪拌，形成泡沫混凝土。發(fā)泡瓶反應(yīng)罐和空壓機連接成一個整體后，及時關(guān)閉所有的閥門，再開啟空壓機，持續(xù)加壓4～6min后，再開始下一道工序施工。在此環(huán)節(jié)施工中需要注意，保證空壓機一直處于工作狀態(tài)，直到所有材料全部使用完成后，方可關(guān)閉進氣閥，開啟減壓閥進行減壓，減壓到指定的壓力之后，再開始下一次進料操作。在實際施工中，為有效提升泡沫混凝土施工效率，應(yīng)盡量采用分段流水作業(yè)模式。泡沫混凝土澆筑施工中，應(yīng)控制虛鋪厚大于設(shè)計厚度的1.2～1.3倍，泡沫混凝土澆筑后及時用鋁合金刮杠刮平。

　　待泡沫混凝土完全凝固后，使用專用的切割設(shè)備，在屋面上精準地切割出分隔縫作為排氣槽，這些分隔縫將作為屋面的通風渠道。控制相鄰切割縫之間的間距在6m左右，這樣的距離既能保證通風效果，又不會過于密集。將分隔縫的寬度嚴格控制在50mm左右，縫體保持平滑、整齊，以確保其通風效果和整體美觀度。切割完成后，及時覆蓋厚度在120mm左右的水泥壓力板，以保護切割后的泡沫混凝土表面。同時，順著屋面邊沿布置排氣管道，確保排氣管道的布置與屋面邊緣平滑過渡，避免突兀和不平整的情況出現(xiàn)。排氣管的雙向間距嚴格控制在20m以內(nèi)，以確保屋面的通風效果和整體美觀度。

　　在案例工程中，為了充分發(fā)揮泡沫混凝土的優(yōu)勢和作用，需高度重視天氣變化情況。若當外界溫度不足5℃，或者是超過35℃時，應(yīng)停止施工，以避免因溫度不適宜而影響泡沫混凝土的施工質(zhì)量。此外，若遇到陣雨天氣，或者是大風天氣，為防止出現(xiàn)裂縫，也需停止施工，并采取有效的防雨措施，以降低雨水對泡沫混凝土施工質(zhì)量造成的不良影響。始終堅持嚴格的質(zhì)量控制和精細的施工管理，以確保泡沫混凝土在案例工程中發(fā)揮出最大的作用和效益。

　　(3)泡沫混凝土的養(yǎng)護。和傳統(tǒng)混凝土相比，泡沫混凝土具有重量輕、隔熱性能好、吸水率低、施工方便等特點，但水泥依然是主要材料。水泥和水相遇后會發(fā)生水化反應(yīng)，釋放出熱量，若水化熱得不到有效散失，則會導致泡沫混凝土內(nèi)部和外部出現(xiàn)溫度差，形成溫度應(yīng)力，從而引起溫度裂縫，影響屋面施工質(zhì)量和抗?jié)B能力。因此，必須做好養(yǎng)護管理工作。本工程規(guī)模大，工期長，為追趕施工進度在一年四季都有施工。不同季節(jié)外界氣溫差異較大，需采用有針對性的養(yǎng)護方法。比如，夏季氣溫高，干燥炎熱，為防止泡沫混凝土出現(xiàn)裂縫，每天需要澆2次水進行保濕控溫養(yǎng)護;冬季氣溫低，不能采取灑水養(yǎng)護的方法，需要覆蓋上草席、土工布、棉織物等進行保溫養(yǎng)護。在配制泡沫混凝土時使用的水泥種類不同，養(yǎng)護時間也不相同。若采用普通硅酸鹽水泥，則養(yǎng)護時間應(yīng)控制在7d以上;若采用礦物質(zhì)水泥，或者是加入外加劑，則養(yǎng)護時間需要控制在14d以上。在整個養(yǎng)護期間都要做好管理工作，嚴禁在屋面養(yǎng)護層上堆積其他重物和人員行走，以免破壞泡沫混凝土內(nèi)部氣泡結(jié)構(gòu)。養(yǎng)護工作結(jié)束后，及時開展砂漿找平層施工，形成一層封閉的保護膜，保護泡沫混凝土免受破壞。

　　4.泡沫混凝土施工質(zhì)量控制措施

　　泡沫混凝土是一種輕質(zhì)、高強度、保溫隔音性能良好的建筑材料，具有非常明顯的優(yōu)勢。然而，在實際施工中，影響施工質(zhì)量和效果的因素比較多，因此需要嚴格把控好每個施工細節(jié)，方可保障施工質(zhì)量。在本工程屋面找坡施工中應(yīng)用泡沫混凝土時，采取了以下施工質(zhì)量控制措施。

　　首先，對原材料的質(zhì)量進行了嚴格的控制。確保所使用的水泥、砂、水和發(fā)泡劑等原材料符合相關(guān)標準和規(guī)定，并在施工前進行了檢驗和驗收。對于發(fā)泡劑的控制，按照規(guī)定的比例和時間加入混凝土中，并嚴格控制發(fā)泡劑的用量。

　　其次，注重對施工工藝的控制。在施工過程中，控制混凝土的攪拌時間和攪拌強度，確保混凝土的均勻性和穩(wěn)定性。同時，注意控制混凝土的坍落度和澆筑速度，以避免出現(xiàn)空洞和裂縫等質(zhì)量問題。再次，采取了有效的養(yǎng)護措施。在混凝土澆筑后，及時進行養(yǎng)護，包括覆蓋保濕、噴水養(yǎng)護等措施，確保混凝土在硬化過程中不受外界環(huán)境的影響。

　　最后，進行檢驗驗收的控制。在施工完成后，對混凝土強度、密實度、空洞率等指標進行了質(zhì)量驗收，確保施工質(zhì)量符合相關(guān)標準和規(guī)定。

　　通過以上措施的實施，可成功保障泡沫混凝土在本工程屋面找坡施工中的質(zhì)量和效果。這些措施不僅有助于提高施工質(zhì)量，也有助于增強建筑物的保溫隔音性能和安全性。

　　5.效益分析

　　該工程在屋面找坡施工中采用了泡沫混凝土，取得了極佳的施工效果。與常規(guī)混凝土屋面找坡相比，泡沫混凝土展現(xiàn)了其卓越的保溫隔熱性能，同時，由于其自重較輕，使得隔音、防水、防滲漏等效果也得以顯著提升。這一選擇不僅有效地降低了建筑工程主體結(jié)構(gòu)的荷載，還對整體建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及耐久性起到了積極的提升作用。此外，泡沫混凝土的應(yīng)用也充分符合可持續(xù)發(fā)展理念下的節(jié)能減排要求，實現(xiàn)了良好的經(jīng)濟效益、社會效益及環(huán)保效益。泡沫混凝土在本工程施工中的成功應(yīng)用經(jīng)驗，無疑為類似工程應(yīng)用泡沫混凝土提供了寶貴的參考和指導。

　　結(jié) 語

　　本文結(jié)合理論實踐，分析泡沫混凝土的性能及應(yīng)用，結(jié)果表明，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，建筑業(yè)在國民經(jīng)濟中所占比例將越來越大。因此，在保證建筑質(zhì)量的前提下，降低建筑工程能耗，提高建筑物使用功能，成為急需解決的問題。泡沫混凝土材料的研究開發(fā)及應(yīng)用是目前建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個重要方面，也是我國建筑節(jié)能工作中的一個重要方面。在實際應(yīng)用中，為最大化發(fā)揮出泡沫混凝土的作用和價值，需要切實做好施工前的準備工作，加強每道工序的控制，保證各項指標和性能滿足建筑工程施工要求。（董 攀 劉 群）