起泡混凝土結構性能

起泡混凝土由于輕質多孔，還具有保溫、隔熱、耐火、抗凍性好等材料特性，具有良好的物理力學性能，是很好的建筑節(jié)能材料。其混合漿在成型時可自流平、自密實；施工和易性好、利于泵送和整平，同其它建筑材料都會有良好的相容性，強度可根據(jù)需要調(diào)整。

主要性能體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）輕質性：干體積密度為300~1600kg/m3，相當于普通水泥混凝土的1/5～1/8左右，可減輕建筑物整體荷載，降低結構和基礎的造價，對抗震有利；

（2）熱工性能好：起泡混凝土內(nèi)含有眾多細小孔洞，形成良好的熱工性能，正常的導熱系數(shù)在0.08～0.25W/m*K之間，保溫隔熱隔音效果明顯。在我國三北廣大地區(qū)外墻厚度采用200～250mm的起泡混凝土砌塊，保溫性能相當于490mm（二磚）厚的效果，用于節(jié)能墻體和屋面保溫層更好。

（3）隔熱防火性能好：由于起泡混凝土屬于多孔輕質材料，可用于樓層的向陽隔熱層和沿公路一側的隔音層使用。同時在防火、防水性能方面也具有良好效果。

（4）整體性：可現(xiàn)場澆注施工，與主體結合緊密，不需留界隔縫和透氣管。

（5） 低彈減震性：氣泡混合輕質土的多孔性使其具有低的彈性模量，從而使其對沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。

（6）抗壓性：抗壓強度為0.6~25.0MPa。

（7） 耐水性：現(xiàn)澆氣泡混合輕質土吸水性較小，相對獨立的封閉氣泡及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。

（8）耐久性：與主體工程壽命相同。

（9）施工速度快：只需使用簡單的機器可實現(xiàn)自動化作業(yè)，可實現(xiàn)800米的遠距離輸送，工作量為150~300m3/工作日。

（10）環(huán)保性：氣泡混合輕質土所需原料為水泥和起泡劑，起泡劑為中性，不含苯、甲醛等有害物質，避免了環(huán)境污染和消防隱患。

（11）經(jīng)濟性：充分利用廢棄材料、節(jié)省耕地和能源、降低價格。

起泡混凝土最突出的就是其孔結構特性。在起泡混凝土結構中，存在著兩種孔結構：泡沫氣孔結構和構造孔隙。其氣孔結構的形狀因生產(chǎn)工藝條件不同而分為封閉的圓孔（或多面體孔）、沒有完全封閉的孔和完全貫通的孔三類。其中影響起泡混凝土吸水性能的氣孔，主要是后面兩種。氣孔結構同時也極大的影響著起泡混凝土的強度等力學性能。

構造孔隙，根據(jù)其大小和成因的不同而分為水化產(chǎn)物內(nèi)的膠凝孔、毛細孔以及介于二者之間的過渡孔。其中膠凝孔徑一般小于5nm；毛細孔是原材料水系中沒有被水化產(chǎn)物填充的原來的充水空間，其孔徑一般大于200nm，在上述兩類孔隙之間的，稱為過渡孔。由于在尺寸上，構造孔隙比氣孔結構要小得多，且基本上是獨立的，因此在對起泡混凝土的吸水性能和強度性能的影響都比氣孔結構要小得多。

起泡混凝土是加氣混凝土中的一個特殊品種，它的孔結構和材料性能都接近于加氣混凝土，二者的差別，只是在氣孔形狀和加氣手段上。

加氣混凝土氣孔一般是橢圓形，且采用化學發(fā)氣，通過化學反應，有內(nèi)部產(chǎn)生氣體而形成氣孔；起泡混凝土受毛細孔作用的影響產(chǎn)生變形，形成多面體，且通常是用機械方法將發(fā)泡劑水溶液制備成泡沫，然后再將已制得的泡沫和硅鈣質材料、菱鎂材料或石膏材料所制成的料漿均勻攪拌，經(jīng)澆注成型、養(yǎng)護而成的。

由于生產(chǎn)工藝的不同，起泡混凝土對于產(chǎn)品集料的要求比加氣混凝土更加的寬松，可以實現(xiàn)更小的密度；通過體積比例混合泡沫與混凝土，更便于控制孔隙率及其他性能參數(shù)；養(yǎng)護和澆注方式更加靈活。

（1）用作擋土墻。主要用作港口的巖墻。在岸墻后用作輕質回填材料可降低垂直截荷，也減少了對岸墻的側向載荷。這是因為他是一種粘結性能良好的剛性體，它并不沿周邊對岸墻施加側向壓力，沉降降低了，維修費用隨之減少，從而節(jié)省很多開支。起泡混凝土也可用來增進路堤邊坡的穩(wěn)定性，用它取代邊坡的部分土壤，由于減輕了質量，從而就降低了影響邊坡穩(wěn)定性的作用力。

（2）修建運動場和田徑跑道。使用排水能力強的可滲性起泡混凝土作為輕質基礎，上面覆以礫石或人造草皮，作為運動場用。起泡混凝土的密度為800~900kg/m3此類運動場可進行曲棍球，足球及網(wǎng)球活動。或者在起泡混凝土上蓋上一層0.05m厚的多孔瀝青層及塑料層，則可作田徑跑道用。

（3）作夾芯構件。在預制鋼筋混凝土構件中可采用起泡混凝土作為內(nèi)芯，使其具有輕質高強隔熱的良好性能。通常采用密度為400~600kg/m3的起泡混凝土。

（4）管線回填。地下廢棄的油柜、管線（內(nèi)裝粗油、化學品）、 污水管及其他空穴容易導致火災或塌方，采用起泡混凝土回填可解決這些后患，費用也少。起泡混凝土采用的密度取決于管子的直徑及地下水位，一般為600~1100kg/m3。

（5）貧混凝土填層。由于使用可彎曲的軟管，起泡混凝土具有很大的工作度及適應性，因此它經(jīng)常用于貧混凝土填層。如對隔熱性要求不很高，采用密度為1200kg/m3左右的貧混凝土填層，平均厚度為0.05m；如對隔熱性要求很高，則采用密度為500kg/m3的貧混凝土填層，平均厚度為0.1~0.2m。

（6）屋面邊坡。起泡混凝土用于屋面邊坡，具有重量輕、 施工速度快、價格低廉等優(yōu)點。坡度一般為10mm/m，厚度為0.03~0.2m，采用密度為800~1200kg/m3的起泡混凝土。

（7）儲罐底腳的支撐。將起泡混凝土澆階在鋼儲罐（內(nèi)裝粗油、化學品）底腳的底部，必要時也可形成一凸形地基，這樣可確保整個箱底的支撐在焊接時年處于最佳應力狀態(tài)，這一連續(xù)的支撐可使儲罐采用薄板箱底。同時凸形地基也易于清潔。起泡混凝土的使用密度為800-1000kg/m3。

（8）用于園林綠化。將起泡混凝土做成容重在600-1000kg/m3，可用于園林假山，垃圾箱，桌凳等。

（9）國防（現(xiàn)代戰(zhàn)爭是用信息和先進機動器械為攻擊工具），該起泡混凝土能用在被敵方轟炸破壞的軍事工程如機場，重要交通公路等實行立即搶修，用我們的設備及工藝能把敵方破壞的工程迅速修復，實驗得來的結果是修復后10分鐘即能用于飛機起降，戰(zhàn)車通過。

（10）高速公路上的應用

1）減輕荷重或土壓

①新建公路橋臺背路基換填：有效解決軟基路段預壓不充分遺留的工程沉降問題；

②舊路改造的橋臺背路基換填：可一次性徹底解決工后沉降引起的橋頭跳車問題；

③道路擴建中的加寬路基填筑：更好解決新舊路基差異變形問題，并可節(jié)省征地，避免拆遷；

④山區(qū)陡峭路段的路基填筑：避免高填高挖帶來的施工技術難題；

⑤用于地下大跨度結構工程的覆土減荷。

2）自流平特性

①倥侗及狹小空間充填；

②采空區(qū)，熔巖區(qū)，建筑基坑，隧道垮塌形成的空洞及地下管線周邊空隙。

起泡器是指一種水流有發(fā)泡的效果及節(jié)約用水的器具。起泡器可以讓流經(jīng)的水和空氣充分混合，有了空氣的加入，水的沖刷力提高不少，從而有效減少用水量，節(jié)約用水。

一般高檔的水龍頭水流如霧狀柔緩舒適，過濾水中的雜質，還不會四處飛濺這就是起泡器所起到的作用。

隨著生活水平的不斷提高，人們越來越重視生活質量．水嘴是人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷乃骺刂崎_關。對于老式水嘴，由于在使用時存在水流快，水量大，易飛濺等缺點，已經(jīng)逐漸被采用了起泡器的新式水嘴所取代。起泡器作為水嘴的關鍵元件，已經(jīng)被廣泛地應用在各種水嘴上。它不僅可以有效的降低水流速度，使水流打到手上而不飛濺，還可以很大程度上節(jié)約生活用水。由于起泡器內(nèi)部流場混合機制的好壞是決定出水效果的關鍵因數(shù)之一。

水嘴起泡器的設計研究工作主要還是采用經(jīng)驗和實驗相結合的方法。該方法不僅工作量大，而且效率也不高。隨著計算機技術的發(fā)展，數(shù)值模擬成為研究氣液兩相流場的一種行之有效的方法。氣液兩相流的數(shù)值模擬技術已經(jīng)廣泛應用在化工、石油、能源、冶金、環(huán)保和輕工等各個工業(yè)領域，并解決了大量工程問題，同時也為理論研究提供指導依據(jù) 。