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目前已得到成功应用的墙体现浇系统主要有以下几种:

(1)现浇泡沫混凝土轻钢龙骨复合墙体系统这种墙体是以轻钢龙骨(C 形钢或方管组合格子结构形钢)和横向断桥龙骨为纵横支撑,以固定于龙骨上的免拆除无机面板为覆盖材料,形成墙体空腔,然后向空腔内现场浇筑泡沫混凝土浆体,浆体硬化后与龙骨面板一起,形成完整一体的夹心复合墙体。主要应用于高层框架结构非承重外墙和内隔墙、低层轻钢结构住宅承重外墙和内墙以及钢结构工业化厂房非承重外墙及内隔墙。这种体系中断桥结构,开口龙骨提高了建筑性能,实现了建筑自保温,解决建筑保温及防火的矛盾。按施工工艺分类可分为物理制泡现浇复合墙体和化学发泡现浇复合墙体。
(2)泡沫混凝土现浇薄壁型钢低层住宅
这种建筑是泡沫混凝土现浇复合墙体技术的发展和延伸。以薄壁型钢为主要受力支撑体,以固定在薄壁型钢两侧的覆盖面板为辅助受力支撑体并传递载荷,以浇注于型钢和面板组成的空腔内的泡沫混凝土为保温隔声防火功能结构层,三者共同形成这种新型住宅的主体。主要技术特征:墙体、楼层、屋面三大部分均由泡沫混凝土浇筑而成。是一种新型自保温防火抗震生态低碳建筑,国内外唯一的全泡沫混凝土结构保温住宅。
(3)空心砌模浇注泡沫混凝土自保温复合墙体系统
大连正锐建筑节能股份有限公司开发出“空心砌模浇注泡沫混凝土自保温复合墙体系统”,简称空心砌模自保温墙体,是采用空心砌模错位砌筑成墙体,并在其相互贯通的内腔中现场浇注泡沫混凝土浆料,梁、柱部位采用无机保温材料喷涂处理,进而形成具有自保温功能的墙体系统。采用现场浇注的方式,解决了传统外墙保温存在的脱落、防火、耐久性等问题,一劳永逸,具有良好的经济效益和社会潜力。
3.3 泡沫混凝土在其他土建工程中的应用
现浇泡沫混凝土在我国的应用最初主要集中于建筑屋面、地面节能保温工程,而随着其他领域对该材料优良特性认知度的逐渐提升,其应用范围正在迅速扩大,在我国市政道路、地下结构、港口水利、矿山回填等工程中的应用量逐年上升。
3.3.1 市政道路工程
(1)道路新建工程
泡沫混凝土在道路新建工程中主要应用于软土路堤、桥头路堤、台背填筑等。利用泡沫混凝土的轻质特性,在深厚软土地区修建路堤,可有效降低基底附加应力,减少路基沉降,使路基沉降被控制在允许范围内;应用于桥头路堤时,可减少桥梁与桥头路基的沉降差,提供较舒适的行车条件;在挡墙台背填筑工程中,利用泡沫混凝土的轻质性及自立性,能够减小挡土墙的侧向压力,可减小挡土墙的墙身尺寸,降低挡土墙对地基承载力的要求。
(2)道路改扩建工程
泡沫混凝土在道路改扩建工程中一般用于软土地区的高等级道路路基拓宽,利用泡沫混凝土的轻质性,减少新路基与老路基的沉降差异。
(3)道路维修养护工程
在道路维修养护工程中,泡沫混凝土因自身的轻质性、流动性、耐久性、易施工性等优点,可用于路堤滑移治理、桥头跳车治理、基础脱空区治理、管涵基础病害治理、废弃管道回填等。
3.3.2 地下工程
在城市地下工程中,利用泡沫混凝土轻质性可发挥补偿基础作用,减小地下结构的附加应力,保证工程结构的安全性。如在地下隧道工程中,隧道结构设计要求其覆土荷重必须在结构能够承受的范围内,如实际覆土荷重超过结构承受能力,则必须对上覆填土进行减荷。采用现浇泡沫混凝土进行换填,则较对地下隧道结构进行再次加固要简单便捷得多,且造价低廉,具备明显的技术经济优势。
3.3.3 港口水利工程
采用泡沫混凝土作为港口重力式码头挡土墙材料,不仅能够满足基床顶面抗滑稳定要求,而且能够满足对挡墙前趾的抗倾覆稳定要求,同时泡沫混凝土挡土墙基底应力更小,对于承载力较小的地基,尺寸较大的挡土墙具有较好的应用性。在水利工程护岸墙加高加固工程中,泡沫混凝土近来成为墙后回填材料的热门选择,充分利用其容重小、强度高、施工速度快、施工简单的特点,有效减少了墙后填土对护岸墙的荷载,把加高加固处理对护岸墙的影响降到了最低。
3.3.4 充填工程
在土建工程中,对于一些狭小地下空间,如建筑基坑及地下管道工程的周边空隙,由于人和机械无法进行作业或作业空间过于狭小无法回填密实,使其成为工程建设的一大难点。利用现浇泡沫混凝土可由软管泵送,浇筑施工点所占空间极小,浇筑时具有高流动性,浇筑完后可固化且不需机械碾压或振捣的优势,回填这些特殊空洞,可达到施工简便且能回填密实的效果,为解决空洞回填的难题提供了一种全新的技术手段。
采用现浇泡沫混凝土充填矿山采空区,发挥泡沫对流动性的特殊作用,使充填具有高结实率、高充填率和高接顶率的明显优势,可显着提高充填效率及充填体质量。这些优势,使现浇泡沫混凝土技术可大面积应用于充填采矿及老采空区充填治理工程领域。
3.4 泡沫混凝土新材料
3.4.1 相变储能调温泡沫混凝土
相变储能调温泡沫混凝土是由建筑材料工业技术监督研究中心研发出的一种新型节能建筑材料,它是利用真空吸附方式使相变材料稳定担载于多孔载体内,并采用改性聚合物薄膜进行封装,确保相变材料长效存储不渗漏,然后通过材料改性及配合比优化实现与泡沫混凝土基材的完美结合,集储能、调温、保温、隔热、吸音等多种功能于一体。可通过化学发泡方式制备成板材、砌体等制品,也可通过物理发泡方式进行现浇施工,应用于建筑屋面、外墙面等结构部位时可在夏季有效减少传入室内的太阳辐射热量,发挥显着的隔热效果;应用于室内隔墙、地面等部位时能够通过相变材料的吸热- 放热作用调节室温,维持室内环境处于人体舒适温度范围,显着降低空调及采暖能耗。
3.4.2 碱激发矿渣泡沫混凝土
湖南科技大学、武汉理工大学等研究单位近期制备出碱激发矿渣泡沫混凝土,以一定模数的水玻璃作为激发剂,以矿渣部分或全部取代水泥进行发泡,制备出的碱激发矿渣泡沫混凝土抗压强度明显大于同密度等级的硅酸盐水泥泡沫混凝土,为高强度泡沫混凝土的制备提供了一条新途径。并且通过引入陶粒、聚丙烯纤维等材料,一定程度上解决了碱激发矿渣泡沫混凝土收缩形变大的问题,提高了该材料应用于实际工程时的可靠性。
3.4.3 再生泡沫混凝土
针对目前泡沫混凝土生产企业大量废脚料堆存,以及未来建筑工程等领域泡沫混凝土服役期满后将产生大量废弃物的事实,建筑材料工业技术监督研究中心、武汉理工大学等科研单位开展了废弃泡沫混凝土胶凝化再生利用研究。将废弃泡沫混凝土破碎、粉磨至一定细度,通过特殊的热处理方式使其生成β-C2S矿物相,进而使废弃粉体重新具有胶凝特性,28天胶砂强度大于20MPa,可60%替代普通水泥进行发泡,所制备的再生泡沫混凝土抗压强度与目前常见的30%粉煤灰:70%普通水泥配合比泡沫混凝土相当,但材料成本显着降低,具有可观的经济效益和社会效益。
4 前景展望
建筑产业现代化是继住宅产业化和新型建筑工业化之后我国政府提出的新的建筑业发展战略,既涵盖了住宅产业化、建筑工业化的内涵,又从更高的行业角度进行了诠释,是推进绿色建筑行动计划的重要支撑,代表了我国建筑业未来转型升级的发展方向。实现住宅构配件生产工厂化、施工现场装配化是建筑产业现代化的核心内容,应用生态节能、资源循环利用的绿色建材是发展绿色建筑的重要组成,而泡沫混凝土凭借其轻质、保温、防火、耐久、抗震、吸音、利废等优点,以及易于预制、便于运输等特征,必将在推行建筑产业现代化和绿色建筑的浪潮中迎来高速发展的契机。
泡沫混凝土在现浇施工领域则具有更加广阔的发展空间。随着泡沫混凝土的优良特性逐渐被认知,其应用范围将进一步获得拓展。除了目前已应用在道路工程、地下工程、回填工程等领域外,未来还将在园林工程、军事工程、海上工程、核设施工程、空港工程等诸多领域获得应用。因此,应加强泡沫混凝土相关基础研究,挖掘其发展潜力,逐步向高技术领域迈进,充分发挥其使用价值。
泡沫混凝土材料自身仍存在一定的性能不足,在导热系数、吸水率、抗冻性等方面需要获得更大的改善,否则将严重限制该材料进一步的发展应用。调整产业结构,推进转型升级,坚持科技创新,寻求技术突破,是泡沫混凝土行业跨越发展壁垒,实现可持续发展的必由之路。建筑产业现代化和绿色建筑的不断推进,为泡沫混凝土行业带来了新的发展机遇,随着技术水平的不断进步、配套装备的不断升级、标准体系的逐步完善,泡沫混凝土必将在未来的国民经济和生活中扮演愈发重要的角色。

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