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泡沫混凝土在管线中的应用
浏览: 发布日期:2017-12-20

[摘  要] 泡沫混凝土又称为发泡水泥、轻质混凝土等,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。轻质混凝土(泡沫混凝土)是通过化学或物1理的方式根据应用需要将空气或氮气、二氧化碳气、氧气等气体引入混凝土浆体中,经过合理养护成型,而形成的含有大量细小的封闭气孔,并具有相当强度的混凝土制品。轻质混凝土(泡沫混凝土)的制作通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中,经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。

[关键词] 泡沫混凝土   

 泡沫混凝土属于新型无机轻质保温隔热材料,是一种内部含有大量细小、封闭、均匀气孔的泡沫状混凝土材料,又称为发泡水泥、发泡混凝土等。泡沫混凝土内部球形气孔呈封闭状态,互不连通,气孔内虽然有大量的空气存在,但不能形成空气的对流循环;同时混凝土内部被气孔所隔离,各气孔被固化的水泥浆膜包围,空气又与其它材料相比热惰性能最佳,从而使得气孔对热能穿透形成了巨大阻力。由此可见,泡沫混凝土具有极强的隔热隔音性能。

泡沫混凝土以水泥、水、发泡剂为主要材料,并选用粉煤灰、矿渣粉、石粉、陶粒等集料,经混合、稀释、发泡后浇筑形成。其生产及施工工艺可见图1。

 泡沫混凝土具有以下性能和优点:

保温、隔热、防腐

泡沫混凝土内部含有大量封闭的气孔,空气与其它材料相比热惰性能最佳,大大降低了泡沫混凝土材料的导热性能。所以在节能领域,泡沫混凝土经常被用作保温、隔热材料。泡沫混凝土为硅酸盐水泥制品,具有极好的耐久、防腐蚀性能。保温、防冻、防腐,有效地延长结构物的使用寿命。

我们将泡沫混凝土其他几种传统的外墙保温材料按表1进行了对比,其优越性显而易见:

1  保温材料及系统性能对比

序号

对比项

珍珠岩保温系统

挤塑板保温系统

喷涂聚氨酯发泡保温系统

泡沫混凝土保温系统

1

吸水性

吸水率大,水分积累在珍珠岩内

施工保护层时,水分会渗入防水层并保留在其内

施工保护层时,水分会渗入防水层并保留在其内

通过水泥水化可消耗自身水分

2

直接投入

增加保护层、

增加保护层

增加保护层

一次浇筑成型

3

荷载

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

隔热效果

内外温差7-8℃

内外温差7-8℃

内外温差7-8℃

内外温差7-8℃

6

防火性能

耐高温性差

B级阻燃材料

B级阻燃材料

A1级不燃材料

7

环保性能

有机材料有一定毒性

有机材料有一定毒性

有机材料有一定毒性

无机材料安全无毒

8

后续费用

保护层表面易产生裂缝

抹面层表面易产生裂缝

返修极不方便

表面基本无裂缝,费用少

9

总结

保温性能不太可靠,成本高,自重大,利用率低

保温性能可靠但成本高

保温性能可靠但成本高,施工对四周造成污染,成品保护困难

保温性能可靠,成本低,工期短,重量轻,

 由于泡沫混凝土良好的施工便捷性,保温防火,在铺设好得管道回填泡沫混凝土,利用其高流动性对管道外侧进行包裹,保持原油的温度,具有较好的抗压强度和抗老化性。传统有机隔热材料的耐压强度和抗老化性能较差,泡沫混凝土试块的抗压强度最高可达到7.5MPa以上,可提高保温层的稳固性能和寿命。

高流动性、填充压力小

由于泡沫混凝土不含水泥混凝土的粗集料,其流动性远较水泥混凝土高(当水灰比为0.5时,流值为180mm左右),施工中具有自流平的特性;实际施工时可通过软管泵送:最大水平泵送距离可达900m。

废弃的矿井、坑、油柜、管线(内装粗油、 化学品)、污水管及其它空穴容易导致火灾或塌方,采用泡沫混凝土回填可解决这些后患,费用也少。泡沫混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位,一般为5001100kg/m3。

 

填充自密实

由于泡沫混凝土的制作点与现场施工浇筑点可分离,且浇注点占的施工空间极小,可在狭小空间内施工;结合泡沫混凝土自流平的特性,填充自密实,无须振捣碾压,施工便捷高效。是狭窄空间及地下空洞填筑的极好材料。

密度和强度可调节性

通过调整泡沫混凝土中气泡的含有率,可控制泡沫混凝土干密度在300~1200kg/m3之间,控制强度在0.3~5Mpa范围内调节(工程上强度主要应用范围为0.3~1.5Mpa)。

可压缩、低弹抗震:

深埋隧洞在施工完成后仍会产生蠕变变形,易因变形压力过大而对结构体发生破坏。由于泡沫混凝土具有较高压缩性和良好延性,使其在发生较大的变形之后,不发生整体破坏。在管道和道路交汇地方采用泡沫混凝土作为管道内的填充材料,可承担、吸收变形压力,改善结构体受力大小。

地震发生时,泡沫混凝土密度低,受到的水平惯性力小;同时泡沫混凝土弹性模量低,冲击能量吸收性能好,对管道的具有很好的软垫特性,保护管道体不受到地震破坏。

静水压缩破坏试验,试样中部的压缩量略大于两端。

试验后泡沫混凝土进入塑性屈服状态,体积压缩明显,但没有发生整体破坏,承受吸收了变形压力,充分说明泡沫混凝土:高压缩性、良好延性和低弹性的特性。

耐久性

泡沫混凝土属水泥类材料,使用寿命与水泥混凝土同等,具备极好的耐久性。

优越的环保特性

泡沫混凝土对土壤、水、空气等自然环境均无污染作用;同时泡沫混凝土应用于填充工程施工中,可避免高填高挖等对环境的破坏,对保护自然生态环境意义重大,环保优势明显。

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