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1、学号2015145223郑州成功财经学院毕业论文(设计)泡沫混凝土在施工中的应用院 部 名 称: 建筑工程学院专 业 名 称: 工程管理 学 生 姓 名: 王亚浩 指 导 教 师: 杨慧 讲师 2019年05月摘要目前,为了适应国家节能减排、发展低碳经济的总体战略要求。本文首先就何谓泡沫混凝土进行了说明,进而对泡沫混凝土的分类进行了简要介绍,对泡沫混凝土制品以及相关发展历程做了讨论。由于近几年发生的由建筑保温材料引起的火灾,相关主管部门越来越重视建筑保温材料的防火问题,也陆续出台了一些政策法规来保障施工的安全性。文章主要就泡沫混凝土的一些制品:砌块、板、墙等进行说明,并通过具体的施工案例来突出
2、其优良性能。泡沫混凝土具有施工速度快、轻质、保温隔热、吸声性、耐火性等优良特性,不但可以用在建筑节能上,还可以用在市政工程建筑、建筑内墙等其他领域;并且在建筑工程中,依然有很多泡沫混凝土可以应用的领域可以发展。通过对泡沫混凝土在中原小区屋面工程中应用的研究,突出表达了泡沫混凝土的施工在人力、财力等方面的优势,未来泡沫混凝土的发展势必会越来越好。关键词:泡沫混凝土;轻质;保温隔热;可持续发展AbstractAt present, in order to meet the overall strategic requirements of national energy conservation
3、and emission reduction, and the development of low-carbon economy. This paper first explains what is called foam concrete , and then briefly introduces the classification of foam concrete, discusses the foam concrete products and the related development process.Due to the fire caused by building ins
4、ulation materials in recent years, the relevant authorities have paid more and more attention to the fire prevention of building insulation materials. Some policies and regulations have been promulgated to guarantee the safety of construction. This paper mainly explains some products of foam concret
5、e: block, board, wall and so on, and highlights its excellent performance through specific construction cases. Foam concrete has the characteristics of fast construction, light weight, heat insulation, sound absorption and fire resistance. It can be used not only in building energy efficiency, but a
6、lso in other fields such as municipal engineering construction, building interior wall and so on. In construction engineering, there are still many areas where foam concrete can be applied.Through the study of the application of foam concrete in the Central Plains residential roofing project, the ad
7、vantages of foam concrete construction in manpower and financial resources are highlighted, and the development of foam concrete will become better and better in the future.Key Words: Foam concrete;Lightweight;Thermal insulation;Sustainable development25目录1 绪论1.1 研究的背景11.2 研究的意义11.3 国内外研究现状11.3.1 国外
8、的研究现状11.3.2 国内的研究现状21.4 研究的主要内容32 泡沫混凝土的概述2.1 泡沫混凝土的定义42.2 泡沫混凝土的发展42.3 泡沫混凝土的分类52.4 泡沫混凝土的性能52.5 泡沫混凝土的制备63 泡沫混凝土在施工中的应用3.1 泡沫混凝土砌块83.1.1 普通泡沫混凝土砌块83.1.2 泡沫混凝土复合砌块93.2 泡沫混凝土板113.2.1 泡沫混凝土板外墙保温系统113.2.2 泡沫混凝土板防火隔离带133.2.3 泡沫混凝土板屋面保温系统143.3 现浇泡沫混凝土墙体153.3.1 钢筋网架板片墙体153.3.2 现浇轻钢面板夹心墙163.3.3 现浇空心砌块自保温墙
9、体174 泡沫混凝土在中原小区屋面工程施工中的应用4.1 工程概况194.2 施工流程194.3 经济效益21结论22参考文献23致谢25郑州成功财经学院毕业论文(设计)1 绪论1.1研究的背景从我国的改革开放到目前为止,这段期间的变化是中国混凝土行业发展最迅速的40年。在这40年的时间中,中国的混凝土技术行业积累了大量的经验,现在我国的混凝土技术已经能够在不同的领域、不同的性能与结构要求中生产出符合不同要求的混凝土制品,如:泡沫混凝土砌块、泡沫混凝土板、现浇泡沫混凝土墙体等。目前我国建筑废料利用率低下,其中保温材料的使用占建筑行业的主要位置。建筑材料每年的巨大消耗,迫使国家对墙体保温材料泡沫
10、混凝土的研究力度开始加大。研发轻质高强、抗震效果好、废料利用率高、生产效率高的泡沫混凝土将会成为未来历史的发展趋势。泡沫混凝土大部分用于建筑工程作为建筑保温材料来使用,现在我国建筑保温材料的使用则基本用的是EPS等有机材料,大多的建筑都存在一定的安全隐患。泡沫混凝土的主要应用是泡沫混凝土砌块、泡沫混凝土板以及用作屋面工程的保温材料。泡沫混凝土应用在建筑领域都能发挥其优良的特性,满足砌体的力学性能和可持续性能。1.2研究的意义现在泡沫混凝土制品的大部分使用的领域大致可分为:泡沫混凝土砌块、泡沫混凝土板和现浇泡沫混凝土墙体。泡沫混凝土在其发展的几十年中,它的制备方法主要有两种,即物理发泡和化学发泡
11、。针对目前建筑保温材料在工程领域的应用广泛度,突出表达出泡沫混凝土制品的优良特性以及用于建筑工程领域的方便快捷。本论文通过对泡沫混凝土制品的性能描述和研究,将会进一步深入了解泡沫混凝土的一些优缺点等性质,也会使越来越多的人加入使用新型建材的行列,保护环境、减少浪费,解决旧的保温材料带来的危害,促进社会和谐。 1.3国内外研究现状1.3.1国外的研究现状泡沫混凝土在国外的研究历史比较久远,最早是在国外优先出现和发展,其概念最早是在1923年代的时候被提出的。早在2004年,学者M.R.Jones和A.Mc-Carthy通过研究结果表明,砂被未处理的低钙粉煤灰取代掺入到泡沫混凝土中,不仅浆体流动性
12、得到改善,并且制品的后期强度也得到了较大的提升1。而E.P.Kearsleya and P.J.Wainwrightb在2001年时对泡沫混凝土保温性能做了相关研究,研究表明,泡沫混凝土相比于传统膨胀珍珠岩、加气混凝土、陶粒混凝土和炉渣混凝土来说,它的导热系数会有一定的降低。与传统膨胀珍珠岩的导热系数相比低20%-60%,与加气混凝土砌块导热系数相比低40%-60%,与陶粒混凝土和炉渣混凝土相比低70%以上2。泡沫混凝土的制备方法是在2014年的时候被提出的,分析了泡沫混凝土的两种制备方法化学发泡、物理发泡,论证了采用两种发泡方式,两种发泡技术的优点都能够发挥出来,效果是比较好的3。2018年
13、,Guang B等人通过实验研究了聚乙烯醇纤维对碱矿渣泡沫混凝土容重、强度、吸水率和干缩率的影响。结果表明,这种纤维的掺入对制品干密度影响不大;如果聚乙烯醇纤维含量在0.6-1.2kg/m3之间时,可以提高制品的抗弯强度;纤维的加入降低了制品的吸水率;当纤维含量大于0.6kg/m3的时候,制品的干缩随着纤维含量的增加而减小4。1.3.2国内的研究现状我国对泡沫混凝土的研究相对于国外来说比较晚一点,在当时由于我国的仪器设备相对于国外比较落后一点,这种情况相对国内来说就阻碍了其一定的发展速度。2009年,熊传胜等研究了粉煤灰对水泥基泡沫混凝土性能的影响。研究结果显示,水泥被等量的品质较好的粉煤灰取
14、代以后,除了制品的干密度和导热系数有所降低之外,而且在同样的条件下泡沫混凝土的强度也相应得到了一定的提升;同时研究了泡沫混凝土的抗压强度、干密度、导热系数和泡沫掺量之间的联系。结果表明,泡沫混凝土的干密度、抗压强度和导热系数随着泡沫掺量的增大而降低5。之后周栋梁等通过试验研制出一种新的水泥基泡沫吸声制品,该试验是以基于泡沫混凝土的成型工艺,然后添加一定材料研制而成。结果表明,制品的吸声性能主要取决于材料密度、厚度以及复合引发剂的用量6。随着新型材料的不断发展,吕正航研究了聚丙烯纤维和环氧树脂对泡沫混凝土性能的影响,结果表明,聚丙稀纤维的加入不仅可以减小泡沬混凝土的干缩,而且可以提高制品的强度。
15、对环氧树脂泡沬混凝土进行的研究表明,其对泡沬混凝土的增强有一定的帮助。泡沫混凝土孔隙率降低导致后期干缩提高,吸水率减小7。2017年,刘登贤等通过实验对影响泡沫混凝土强度的因素进行研究,研究因素主要包括密度、水灰比、水泥强度和增稠剂等。结果表明,在研究的四种因素中,对制品强度影响的最大的因素是密度;高强度的水泥等级和较小的水灰比对泡沫混凝土得到强度提升有积极作用;对于长时间静置浆体制备的泡沫混凝土外加剂的加入对制品强度的提升有积极作用8。1.4研究的主要内容通过查阅文献以及咨询导师的意见等方法,针对泡沫混凝土的轻质、保温隔热、高流态、抗震性能好以及环保无毒无害的特点进行研究介绍,主要写了泡沫混
16、凝土砌块、泡沫混凝土板以及现浇泡沫混凝土墙体在施工中的具体方法,应用在工程领域的时候的注意事项和生产流程。2泡沫混凝土的概述2.1泡沫混凝土的定义依据泡沫混凝土的传统定义的方法,它是使用物理的方法把泡沫剂制备成泡沫,然后再将把泡沫加入到由水泥、骨料、掺合料以及外加剂和水制成的浆料中,经过混合、搅拌、浇筑成形、养护而形成的轻质微孔混凝土9。泡沫混凝土在其发展的历程中,经过了时代的不断更新,已经发展出很多不同的品种和类型,其制备方法、原材料和形态构造也远远超出了传统的定义范围,比如说近年来通过国内科研人员和工程界人士的努力,我国出现了一种新型的化学发泡制备泡沫混凝土的方法,该方法制备的泡沫混凝土在
17、降低密度、提高抗压强度以及改善外观等方面,与物理发泡方法相比有其自身的优势,因此近年来已经逐渐被学术界和工程界所接受。2.2泡沫混凝土的发展从我国的改革开放到现在的40余年中,泡沫混凝土的技术体系日趋成熟,其发展历程可表示为如图2-1所示。图2-1 泡沫混凝土的发展历程2.3泡沫混凝土的分类泡沫混凝土的分类方法比传统的加气混凝土更加的细致,种类更多。主要可按胶凝材料、填充种类、密度等级等进行分类10。具体的分类方法如表2-1所示。表2-1 泡沫混凝土的分类分类方法种类按胶凝材料水泥泡沫混凝土菱镁泡沫混凝土石膏泡沫混凝土按填充种类粉煤灰泡沫混凝土秸秆泡沫混凝土陶粒泡沫混凝土按密度等级200kg/
18、m3400 kg/m3600 kg/m3按发泡方法物理发泡化学发泡按使用功能保温型保温结构型结构型按生产工艺现场浇筑泡沫混凝土泡沫混凝土预制构件按应用领域房建泡沫混凝土园林泡沫混凝土工业泡沫混凝土按养护方式自然养护蒸汽养护蒸压养护按孔径大小微孔泡沫混凝土中孔泡沫混凝土大孔泡沫混凝土2.4泡沫混凝土的性能(1)质量强度高、重量轻。能够减轻施工中建筑荷载,可以用于框架结构中减轻荷载。(2)良好的保温隔热效果。泡沫混凝土里面含有非常多的封闭的小气孔,因此它具有特别好的保温隔热的效果,而这正好是普通混凝土不具备的性质。(3)较好的抗压性能。可用于建筑结构中大大承重抗压部位,抗压强度大于0.6MPa,最
19、大抗压强度可达超过11MPa。(4)抗震性能好。泡沫混凝土制品对受到地震强烈冲击的载荷有很好的吸收能力和扩散的优势,而且泡沫混凝土轻质、重量相对普通混凝土轻很多,突出表现出能降低建筑物的载荷,建筑物载荷越小,抗地震本领就越高。(5)耐水性能好。泡沫混凝土材料的渗水率一般不超过10%,和其他的墙体保温材料相对比差别很大。(6)环保、无毒无害。新型建材减少能耗,不毁田、且可以利用工业灰砂和地方资源,品种多、用途广、综合性能好。(7)高流态性。因为泡沫混凝土中掺入的泡沫性质是水膜性的,所以在它和沙泥浆搅拌的时候,一部分的泡沫将会出现开裂变成水。因此它具有很高的流动性能,自身密实度比较大。2.5泡沫混
20、凝土的制备泡沫混凝土在施工过程中的应用十分的广泛,它不仅可以用在各种墙体中,而且还可以进行屋顶的浇筑。其制备的方法主要两种:一种是物理发泡,另一种是化学发泡。(1)物理发泡物理发泡的方法是采用机械的方法先把发泡剂制备成泡沫之后,然后再将已制得的泡沫和硅酸钙质材料等其他材料匀速进行拌和,来制成泡沫混凝土所需泡沫。搅样使这几种材料的坚硬部分的微小颗粒吸附到泡沫的外部表面上,泡沫的气孔就改变成相对隔离的单一气孔11。泡沫混凝土的气孔形状在毛细血管影响中能够改变自己的形态进而变成多个面的气体。拌和物中的细孔分散度分散的得越均匀、尺寸越小,则泡沫混凝土稳定性越高。在蒸发养护或一般养护条件下,这些材料间互
21、相产生作用,生成水化硅酸盐以及水化铝硅酸这两种材料或其他一些胶凝材料。由于这种类型的泡沫混凝土上面的泡沫是从外部加入的,所以习惯把这种发泡方法叫做外发泡。物理发泡的方法出现的最早,其制作的方法也最为纯属。物理发泡的制备流程图如图2-2所示。(2)化学发泡化学发泡的方法是把发泡剂直接加入到预先已经制备好的胶凝材料浆体中之后,再开始搅拌使得发泡剂在浆体中能够均匀分散,通过温度或催化作用使浆体中的发泡剂发生化学反应生成气体,这些气体使胶凝材料浆体膨胀,待发泡浆体凝结硬化之后而制成泡沫混凝土(也称发泡水泥)由于化学发泡是在胶凝材料浆体内部生成气泡,所以有人称之为内发泡12。化学发泡制备的泡沫混凝土孔径
22、一般大于物理发泡所制备的,孔径大多为24mm。化学发泡的制备流程图如图2-3所示。图水发泡剂发泡机泡沫发泡剂稀释液上料机浆料混泡机模具浇筑泵车现浇养护成品输送设备集料和填料胶凝材料外加剂水静停成品脱模养护2-2 物理发泡生产工艺流程胶凝材料上料机外加剂浆料搅拌机发泡剂水现浇泵车养护输送设备集料和填料脱模模具浇筑养护成品静停切割成品图2-3 化学发泡生产工艺流程3泡沫混凝土在施工中的应用泡沫混凝土制品目前大部分应用领域为:泡沫混凝土砌块、泡沫混凝土板、现浇泡沫混凝土墙体。并且这三种泡沫混凝土制品在建筑领域中也各有其优点。泡沫混凝土制品在工厂中进行生产,原材料来源稳定,养护条件、施工环境都比较优越
23、。因此,泡沫混凝土制品在施工中应用越来越广泛。3.1泡沫混凝土砌块泡沫混凝土砌块根据形式的划分主要分为两种:一种是普通混凝土砌块,是在施工前将泡沫混凝土各种材料灌注到事先制定好的样板中,经培养、凝结成型、进行机切而制成的较轻的多气孔混凝土砌块;另一种泡沫混凝土复合砌块,是以混凝土空心砌块作为模具,将泡沫混凝土料浆浇筑到砌块空腔中作为保温芯料,经养护、硬化成形之后,泡沫混凝土芯料与空心砌块结合形成一种有保温功能的新型复合砌块13。搅拌机搅拌机浇筑浇筑泵注浆二次搅拌发泡机这两种泡沫混凝土砌块有一定的共同点,如:都具有自保温功能,都是以泡沫混凝土作为保温材料等,但是两种砌块也有自身的差异,这从二者的
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