预拌现浇泡沫混凝土的配制与生产工艺介绍

刘治宁，栾晓风

（1. 青岛海大建设工程检测鉴定中心，山东　青岛　266000；2. 青岛泰昊工程测试有限公司，山东　青岛　266000）

预拌现浇泡沫混凝土的配制与生产工艺介绍

刘治宁1，栾晓风2

（1. 青岛海大建设工程检测鉴定中心，山东青岛266000；2. 青岛泰昊工程测试有限公司，山东青岛266000）

预拌现浇泡沫混凝土在混凝土搅拌站生产，通过搅拌车运输到施工现场，不需要现场发泡，直接可以泵送施工，突破了传统的现浇泡沫混凝土生产方式，实现了产品的绿色生产。这种生产方式解决了传统的现浇泡沫混凝土在施工现场存在的粉尘污染、效率低下、产品质量波动大的问题。本文通过加入引气剂和稳定剂的方式配制出了干密度1100～1300kg/m3的预拌现浇泡沫混凝土，容重在2h 内基本保持不变，具有可靠的施工性能。

预拌；现浇泡沫混凝土；引气剂；抗压强度

自2011年3月14日公安部消防局发布了对民用建筑保温材料使用防火等级为 A 级之后，泡沫混凝土因具有轻质、保温、隔热、隔音等优异性能，且施工方便、大量利用工业废渣，对建筑节能及环保具有重要意义。目前的应用方式有两种：一是制品，二是现浇。2006年以后我国以现浇为代表的泡沫混凝土进入了蓬勃发展的时代，现浇企业在2009年已达到上千家[1-3]。与此同时，传统的现浇泡沫混凝土在施工现场存在的粉尘污染、效率低下、产品质量波动大的问题。预拌现浇混凝土施工可以解决传统生产方式的弊端。

本文以普通硅酸盐水泥、矿粉、粉煤灰、尾矿砂或细河沙、引气剂、稳泡剂、减水剂制备了干密度1100～1300kg/m3的预拌现浇泡沫混凝土，并对其强度、工作性、干密度、吸水率进行了研究。

1　原材料和试验方法

1.1原材料

水泥：即墨中联 P·O42.5水泥，密度3.1g/cm3，比表面积365kg/m2，28d 抗压强度49.2MPa。

粉煤灰：青岛电厂的Ⅱ级粉煤灰，细度21.2%，需水量比101%，烧失量3.45%。

矿粉：日钢生产的 S95级矿渣粉，比表面积410m2/kg，流动度比99%。

砂：尾矿砂，细度模数2.2，表观密度2720kg/m3，石粉含量8%。

减水剂：脂肪族减水剂，固含量26%，密度1.13g/cm3。引气剂：上海花王 E227S。

稳泡剂：山东省方达康有限公司生产的 HPMC。水：青岛自来水。

1.2试验方法

（1）抗压强度试验参照 JG/T266—2011《泡沫混凝土》。

（2）干密度试验参照 GB/T11970—1997《加气混凝土体积密度、含水率和吸水率试验方法》及 JG/T266—2011《泡沫混凝土》。

本文以普通硅酸盐水泥、矿粉、粉煤灰、尾矿砂、引气剂、稳泡剂、减水剂通过搅拌制备泡沫混凝土，并测其湿容重经时变化。试验配合比见表1。

2　试验结果与讨论

2.1新拌泡沫混凝土的工作性能

本文对预拌泡沫混凝土的稳定性保持通过湿容重变化来表征，随时间变化容重不变大，表明气泡的稳定性好；对于泵送泡沫混凝土的流动性有要求，现借助砂浆稠度来表征。

表2　工作性能检测结果

从表2中可以看出，泡沫混凝土的湿容重初始到1h，容重变小，在1h 与2h 之间容重基本不再变化，这表明从出厂到工地之后，泡沫混凝土的泡沫达到了稳定状态，这满足预拌泡沫混凝土的泵送施工性能；泡沫混凝土的稠度在2小时内没有变化，表明泡沫混凝土的流动性基本没有变化，符合泵送的要求。

本文中泡沫混凝土的凝结时间在10h左右。同时，由于掺加了尾矿砂作为细集料，可以有效减少泡沫混凝土的收缩，保证了泡沫混凝土的体积稳定性[4]。

2.2硬化泡沫混凝土的力学性能混凝土力学性能检测结果见表3。

表3　力学性能检测结果

从表3中可以看出，随矿粉的加入，泡沫混凝土的容重和强度略有下降；粉煤灰掺量的增加，使泡沫混凝土的强度和容重下降明显。泡沫混凝土内部结构以封闭性气孔为主，连通孔很少，气孔大小均匀，绝大多数气孔小于2mm，因此具有隔热、隔音、防潮等优异性能。1#、2# 泡沫混凝土的28d 强度大于10MPa，可用于集承重和保温墙材一体的现浇工程[5]。以上泡沫混凝土可以替代 LC7.5陶粒混凝土，并拥有其不具备的良好的施工性。

3　预拌现浇泡沫混凝土生产方式

泡沫混凝土的生产工艺流程主要包括：搅拌、发泡、混泡及成型四部分[6]。目前大部分泡沫混凝土生产企业通常采用的生产方式是将袋装水泥在现场直接进行连续式投料、搅拌、输送、浇筑，即四个工序同时进行，无法保证计量，很多工地都是边上料边进水，抽走的浆体无法保证其正好是混匀的部分，而且其与泡沫混合比例全凭经验，这样得到的泡沫混凝土根本没有配合比可言[7,8]。因此，目前大部分的现浇泡沫混凝土在施工现场存在的粉尘污染、效率低下、产品质量波动大，最终会导致施工中存在安全隐患。而预拌泡沫混凝土因为完全采用混凝土搅拌站工业化生产方式，可以解决上述问题。泡沫混凝土的生产完全在搅拌站进行，然后通过搅拌车运输到现场直接进行泵送施工，这不仅保证了泡沫混凝土生产的连续性，而且能克服传统方式造成的质量不稳定的缺陷。

（1）预拌现浇泡沫混凝土生产

预拌现浇泡沫混凝土与普通商品混凝土生产方式基本相同，利用与商品混凝土相同的称量及搅拌设备和系统，不需对搅拌站进行其他改进，不出现成本增加的情况。目前商品混凝土搅拌站的各方面技术已经非常成熟，原材料的称量（包括引气剂的称量）、浆料搅拌等程序都控制准确，提升了泡沫混凝土的稳定性和均质性[9]。

（2）预拌现浇泡沫混凝土的运输及浇筑成型

预拌现浇泡沫混凝土可以直接通过搅拌站的现有搅拌车进行泵送，泡沫混凝土的流动度大，方便装载和卸料。现浇泡沫混凝土的泵送施工对流动度有要求，借助砂浆稠度的测试方法来表征混凝土的流动性，通常流动性能保持2h 以上。预拌泡沫混凝土的凝结时间在10h 左右，15h 后可以上人行走。

（3）预拌现浇泡沫混凝土的优势

预拌现浇泡沫混凝土采用搅拌站工业化生产，生产完全移到搅拌站，大幅度减少了现场的作业量和场地占用，无粉尘污染，机械化程度高、节省劳动力，同时材料的称量准确度高、质量稳定性好、生产速度快。

4　工程应用

2013年，预拌泡沫混凝土在青岛华润中心悦府（图1）和华润万象城两个项目中得到广泛的应用，主要用于屋面找平和保温隔热层以及车库顶板的保温和减轻回填土的重量，这是预拌现浇泡沫混凝土产品首次在青岛应用，这两个项目的现浇泡沫混凝土总用量约3000m3。

图1　预拌现浇泡沫混凝土在华润悦府项目车库顶板的应用

与传统屋面保温材料（陶粒混凝土）相比，泡沫混凝土具有轻质、保温隔热效果好、憎水性能好、与基层结合力强、整体性好、与建筑物同寿命等优势；同时在施工方面，泡沫混凝土施工快捷方便，将保温层、找坡层、找平层三合为一，解决了传统找坡、找平工序无法解决的问题，降低了施工机械和劳动强度，不受施工场地的限制，加快了施工进度，而且施工造价相对较低[9]。

与蒸气加气块墙体相比，现浇泡沫混凝土墙体具有轻质、高强、保温、耐久、施工快捷的特点。作为单一墙体材料可以满足节能设计的要求，综合造价低，如：硬化过程中固定在混凝土中其闭孔率达到70%～80%，可以有效隔绝热量的出入，从而达到保温、隔音、隔热的效果，在保证建筑墙体结构强度不变的前提下，提高墙体自身的保温性能和隔音性能；浇筑墙凝固后表面光洁平整，内墙面可省去抹灰工序，直接打毛，批腻子，上涂料，贴墙砖，减少建筑墙体二次外保温施工，大幅度降低建筑墙体施工成本；整体浇筑后和基础结构牢固，不会出现空鼓、脱皮、凹凸、塌陷、开裂等质量通病；一次浇筑无缝隙和间断，和现浇楼板、砂浆层、柱体、梁底等结构能够完全形成一个整体；垂直输送200米，水平输送800 米，一般的建筑物只需一两个工作点即可完成整栋楼的浇注工程。

5　结论

本文介绍通过加入引气剂和稳定剂的方式配制出了干密度1100～1300kg/m3的预拌现浇泡沫混凝土，容重在2h 内基本保持不变，具有可靠的施工性能和体积稳定性。

利用粉煤灰、尾矿砂生产泡沫混凝土，降低了生产成本，符合国家对“生态建材”、“绿色建材”的要求，具有较大的经济效益和社会环境效益。

在生产方式上，预拌泡沫混凝土采用搅拌站工业化生产，是对传统泡沫混凝土生产方式的一大突破，实现了绿色生产。

[1] 牛云辉，卢忠远，严云，等．外加剂对泡沫混凝土性能的影响[J]．混凝土与水泥制品，2011(3):9-11．

[2] 周明杰，王娜娜，赵晓艳，等． 泡沫混凝土的研究和应用最新进展[J]．混凝土，2009(04)：104-107．

[3] 闫振甲．泡沫混凝土发展状况与发展趋势[J]．混凝土世界，2009(05):48-55．

[4] 潘志华．现浇泡沫混凝土常见质量问题分析及对策[J]．建筑石膏与胶凝材料，2004(1):4-7．

[5] 牛云辉，卢忠远，严云，等． 泡沫混凝土整体现浇墙体工程应用研究[J]．新型建筑材料，2011(3):25-29．

[6] 刘阳，王晴，许峰，等．泡沫混凝土的制备及多功能性[J].混凝土，2012(12):120-121．

[7] 范丽．泡沫混凝土的搅拌与混泡工艺浅析[J]．科技信息，2011(17):763．

[8] 扈士凯，李应权，徐洛，等．高性能泡沫混凝土的组成、性能与生产[J]．墙材革新与建筑节能，2011(02)：23-25．

[9] 张晓利．预拌现浇泡沫混凝土的研究与应用[J]．建筑材料，2013(8):748-750．

［通讯地址］山东省青岛市崂山区松岭路238号（中国海洋大学崂山校区）（266000）

刘治宁（1984—），男，毕业于济南大学材料科学与工程学院，先后担任过商品混凝土公司的实验室主任、技术部经理等职务。