泡沫混凝土在12大領(lǐng)域的運用

泡沫混凝土是一種輕質(zhì)多孔材料。它與泡沫玻璃、泡沫陶瓷、泡沫鋁并稱(chēng)為四大無(wú)機泡沫材料，是四大無(wú)機泡沫材料中產(chǎn)銷(xiāo)量最大、最有發(fā)展前景的品種。

泡沫混凝土是自水泥混凝土產(chǎn)生100多年來(lái)最重大的科技進(jìn)步之一。它將重質(zhì)的水泥混凝土輕質(zhì)化、功能化，賦予它輕質(zhì)、保溫、隔熱、吸聲、隔聲、耐火、防火、抗滲、防水、抗沖擊波、抗電磁波、透水、透氣、過(guò)濾、抗腐蝕、保水、吸能等幾十種功能。是迄今為止功能最多的大宗無(wú)機輕質(zhì)材料之一。它的發(fā)明與應用，為混凝土開(kāi)辟了一個(gè)特種應用領(lǐng)域。未來(lái)，泡沫混凝土將深刻影響人們的生活，造福于社會(huì )方方面面。其重大意義將會(huì )在日后很快顯現。

1 保溫隔熱應用

泡沫混凝土內部包含大量封閉氣孔，氣孔內不流動(dòng)的空氣是很好的絕熱介質(zhì)，可切斷熱交換。其密度越低、氣孔越多、絕熱性就越好。特別是密度低于500㎏/m3的泡沫混凝土，其導熱系數小于0.09w/m.k。通常把導熱系數低于0.23的材料稱(chēng)為絕熱材料，把低于0.14的絕熱材料稱(chēng)為保溫材料。泡沫混凝土大多數均低于0.14，多數低于0.09，因而是良好的保溫隔熱材料。

1.1 建筑保溫隔熱應用

建筑保溫隔熱是泡沫混凝土主要應用領(lǐng)域，目前占泡沫混凝土總產(chǎn)量的80％用于建筑保溫。它的良好保溫性能與建筑節能的政策拉動(dòng)，促使它在建筑保溫領(lǐng)域開(kāi)始規?；瘧?。目前，開(kāi)發(fā)應用的重點(diǎn)已開(kāi)始向墻體轉移，下一輪應用熱潮，將會(huì )主要是自保溫墻體。各種泡沫砌塊、泡沫墻板、泡沫現澆墻體、各種復合結構外墻外保溫板等已在各地紛紛推出，其規?；a(chǎn)應用已拉開(kāi)了序幕。從全國總體來(lái)看，泡沫混凝土在建筑保溫的應用，已從初期發(fā)展到全面推廣應用階段，在3~5年內將出現應用高峰。

建筑保溫若全部應用泡沫混凝土，包括屋面隔熱保溫層，墻體保溫層，地暖保溫層（或墊層），等于用泡沫混凝土把整個(gè)屋子包起來(lái)，一平米建筑面積大約需要0.2m3～0.5m3泡沫混凝土（屋頂、地面、四壁均以125px保溫層計算），一座1萬(wàn)平米建筑面積的建筑，就需泡沫混凝土2000m3～5000 m3。全國的新建建筑及原有節能改造若均采用泡沫混凝土，其需求量將是天文數字。

1.2 管道及熱工設備保溫

目前，我國熱力管道及熱工設備對保溫材料的需求量為250萬(wàn)m3/年，僅一個(gè)電廠(chǎng)就需保溫材料2-5萬(wàn)m3，北方冬季供暖熱力管道及工廠(chǎng)熱力管道度保溫材料的需求更為驚人。目前的主導產(chǎn)品礦棉類(lèi)無(wú)機纖維使人皮膚瘙癢、吸水性強、價(jià)格高，也急需換代，泡沫混凝土在這一方面也會(huì )大有作為。1957年前后，我國曾利用蘇聯(lián)技術(shù)生產(chǎn)應用了6萬(wàn)m3泡沫混凝土熱力管道保溫外殼，用于大連電廠(chǎng)及峰峰電廠(chǎng)的熱工管道保溫。后因中蘇關(guān)系惡化而停止生產(chǎn)。這表明泡沫混凝土取代無(wú)機纖維棉是可行的。目前，泡沫混凝土尚無(wú)在這一領(lǐng)域應用，急需開(kāi)發(fā)。

熱力管道保溫的主要產(chǎn)品為預制管道保溫外殼及異形材，也有保溫面板。

1.3 冷庫保溫

冷庫保溫現使用泡沫塑料。因泡沫塑料易老化萎縮和易燃，因此發(fā)達國家均改為泡沫混凝土澆筑或砌筑保溫層，我國也已開(kāi)始取代。其主要采用整體現澆，屋面、墻體、地面全部泡沫混凝土現澆，無(wú)冷橋，無(wú)縫隙。

1.4 工業(yè)爐窯保溫

其主要產(chǎn)品為耐火保溫磚。

鋼鐵廠(chǎng)、玻璃廠(chǎng)、陶瓷廠(chǎng)、有色金屬冶煉廠(chǎng)、水泥煅燒窯等大型工業(yè)爐窯，為降低能耗，在耐火磚外側，需砌筑一層保溫耐火磚。原多使用漂珠磚、氧化鋁泡沫磚，價(jià)格極高，我國已開(kāi)始采用泡沫混凝土耐火磚取代高價(jià)傳統產(chǎn)品，價(jià)格不到其一半，很有競爭力。

2 吸聲隔聲應用

開(kāi)孔泡沫混凝土是極好的吸聲材料，而閉孔泡沫混凝土又是極好的隔音材料，二者都有極大的市場(chǎng)，特別是吸音材料，前景更好。

通常把平均吸聲系數大于0.2的材料稱(chēng)為吸聲材料。其傳統產(chǎn)品有兩類(lèi)：纖維類(lèi)（巖礦棉板等）及多孔類(lèi)（泡沫塑料及泡沫玻璃等）。泡沫混凝土屬新型多孔類(lèi)吸聲材料，它的平均吸聲系數為0.8~1.4，屬強吸聲材料，可達一級或二級標準。它在以下幾個(gè)方面的應用有很大的市場(chǎng)及競爭優(yōu)勢。

2.1 室外吸音材料（公路、鐵路吸音屏障）

泡沫混凝土室外吸音材料市場(chǎng)主要是高速公路及鐵路兩旁的吸聲屏障。我國未來(lái)大力發(fā)展鐵路公路，吸聲屏障至少有3000萬(wàn)m3以上的需求。目前道路用吸聲屏障主要是碎木屑水泥板及泡沫玻璃板。前者吸聲系數很低，不能滿(mǎn)足高速鐵路的需要，且不美觀(guān)，后者價(jià)格太高。而泡沫混凝土吸聲性能好，可滿(mǎn)足任何道路吸聲要求，而價(jià)格卻很低，我們應不失時(shí)機開(kāi)發(fā)。

2.2 室內墻面吸聲

室內吸聲有吸聲吊頂及吸聲墻面。泡沫混凝土在墻面吸聲上有很大市場(chǎng)優(yōu)勢。它與巖礦棉等纖維吸聲板相比，沒(méi)有切割安裝時(shí)讓渾身刺癢的缺點(diǎn)，且強度好，價(jià)格也低。在地鐵墻面，本產(chǎn)品將大有市場(chǎng)，在大型商場(chǎng)、車(chē)站候車(chē)室、影劇院、會(huì )議廳等其他建筑墻面也有極大的市場(chǎng)。

2.3 隔聲夾芯復合板（隔斷薄板）

現有的室內隔斷均是在木龍骨兩側安裝5~10㎜的紙面石膏板，墻內是空的，不隔聲，也不堅固，還無(wú)法釘釘子。泡沫混凝土復合隔聲板5㎝厚，占空間小，兩表面為彩色裝飾面層，中間為4㎝厚泡沫混凝土，隔斷作用與隔聲作用兼有，安裝快一倍，受到消費者歡迎。

3 吸能功能應用

3.1 機場(chǎng)防護吸能應用

泡沫混凝土具有極強的抗沖擊性能。用大錘能把普通混凝土砸破，但難以砸破泡沫混凝土。利用它的這種吸能性，國外已經(jīng)研發(fā)和應用了一批高附加值產(chǎn)品，如飛機場(chǎng)安全防護泡沫塊、賽車(chē)場(chǎng)安全防護泡沫塊、公路事故易發(fā)地帶安全防護泡沫塊等。當飛機、汽車(chē)因失控沖出跑道或道路時(shí)，進(jìn)入發(fā)泡塊防護帶，由于泡沫塊的沖擊力吸收性能，使其停滯并保護飛機或車(chē)輛無(wú)損。

3.2 射擊和爆炸吸能防護在軍事上的應用

泡沫混凝土對子彈沖擊波及爆炸沖擊波具有良好的吸收作用，可大大降低射擊及爆炸的破壞力。在抗爆炸方面，具有開(kāi)發(fā)意義的產(chǎn)品有軍用、民用兩類(lèi)：

3.2.1 軍用

泡沫混凝土可用于各種地下或地上軍事工程、彈藥庫等。在其工程墻體和頂部增加幾十厘米泡沫混凝土（現澆或砌筑）可降低爆炸破壞力。目前已在我軍開(kāi)始應用。另外，組裝式泡沫混凝土防震指揮所、戰地醫院用房屋，具有極大開(kāi)發(fā)價(jià)值。

3.2.2 民用

抗爆泡沫混凝土主要應用于炸藥庫、易爆化工原料庫、易爆設備廠(chǎng)房，當其發(fā)生事故時(shí)，可減少爆炸破壞力，降低損失。

4 抗電磁輻射的應用

泡沫混凝土是優(yōu)異的電磁屏蔽材料，可吸收和消除電磁波。近來(lái)，它開(kāi)始在電磁輻射較大的軍事及民用建筑中使用，其產(chǎn)品為防輻射板，需求量較大，特別是在軍工方面。估計目前的國內市場(chǎng)需求約每年50萬(wàn)㎡，其出口市場(chǎng)會(huì )更大，因發(fā)達國家需求很大（我們有美國樣品）。

5 透水及過(guò)濾功能的應用

開(kāi)口率達80％以上的泡沫混凝土具有優(yōu)異的透水及過(guò)濾功能，使它應用前景廣闊。

5.1 透水透氣應用

透水透氣可使植物在泡沫混凝土地面下生長(cháng)，并穿過(guò)孔隙長(cháng)到地面上，形成綠化植被。美國利用這一點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了泡沫混凝土垃圾場(chǎng)現澆覆蓋、公路鐵路及堤壩河岸的護坡現澆覆蓋、沙土地防沙覆蓋。用泡沫混凝土澆筑后仍可長(cháng)草，解決了覆蓋混凝土與綠化長(cháng)草的矛盾。

5.2 過(guò)濾應用市場(chǎng)

5.2.1 河沙水過(guò)濾

全國各地從河水中撈砂者甚多，撈出的砂子要讓水盡快濾除。采用泡沫混凝土作濾水層，又快又好，在全國有很大的推廣應用價(jià)值。其他如水淬礦渣、工業(yè)殘渣等均可使用此過(guò)濾板。

5.2.2 工業(yè)機械過(guò)濾層

將泡沫混凝土制成過(guò)濾機的濾芯，成本低，濾水效果好，可取代價(jià)高而難制的泡沫陶瓷濾芯。

6 防火功能的應用

6.1 防火門(mén)

防火門(mén)是中高層建筑為切斷火災蔓延而設的大型提升門(mén)，為建筑規范所必不可少的防火構造，我國現有建筑每年約有六億元的市場(chǎng)需求。2009年3月實(shí)行的新的防火門(mén)標準，把防火等級提高，原有產(chǎn)品都不符合標準，各廠(chǎng)家均在研發(fā)泡沫混凝土防火門(mén)芯。這一市場(chǎng)目前急需供貨而尚沒(méi)有滿(mǎn)意產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)前景特別看好。

6.2 防火板

發(fā)泡防火板，防火性更強，發(fā)泡后密度降至800㎏/m3，輕質(zhì)性突出，具有很大市場(chǎng)優(yōu)勢。北京、山東等地一些企業(yè)，均使用我方發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)防火板，十分成功，有推廣意義。

7 抗滲防水功能的應用

閉孔性泡沫混凝土具有憎水性，滴上水呈荷葉露珠效應，因此其抗滲防水優(yōu)異。這種泡沫混凝土有兩大應用市場(chǎng)：

7.1 建筑防水及工程防水

在建筑所有需要防水的部位如屋面、地下室、衛生間等澆筑或砌筑泡沫混凝土，可省去防水劑，且達到永久防水，克服防水涂料易脫落失效的缺點(diǎn)。用其代替防水材料，成本低、壽命長(cháng)，更具競爭性。在水利工程如水渠、水池、水塔、游泳池、地下軍事工程、隧道、堤岸、魚(yú)塘、人工湖等防水抗滲方面，均可使用泡沫混凝土砌筑或澆筑，省去所有防水材料，它既是結構材料，又是防水材料有很大優(yōu)勢。

7.2 地下及水中工程抗氯離子侵蝕應用

在氯離子含量大的土壤內或水中，混凝土工程的基座、基樁、橋墩等，都可能遭受氯離子侵害。假如在這些工程結構的外部砌筑或澆筑一層泡沫混凝土保護層，由于泡沫混凝土不透水，氯離子就不會(huì )由水攜帶侵蝕混凝土。目前這一技術(shù)在我國已有應用。

8 輕質(zhì)降密填筑功能的應用

8.1 輕質(zhì)填筑應用

道路回填如引橋填筑、軟基路段填筑、橋臺臺背填筑、斜坡路基代土填筑、道路加寬填筑、凍土地帶地基填筑、橋面兩側人行道填筑、溶巖覆蓋層填筑、抗凍保溫澆筑、橋墩基坑回填等幾十項應用。這方面的應用，日本非常發(fā)達，美歐也很廣泛。我國已從日本引進(jìn)技術(shù)，廣東冠奧路橋公司在國內已做了大量道路工程，交通部積極推廣，其發(fā)展態(tài)勢良好。如市場(chǎng)開(kāi)發(fā)起來(lái)，工程量很大。

建筑回填已應用的有補償地基，地下室及地下廣場(chǎng)的頂層覆蓋回填，樓層輕質(zhì)地面墊層等。其中，樓面墊層工程量最大，它主要用于澆筑覆蓋室內地面管線(xiàn)（電視、空調、電腦、照明、音響、電話(huà)等線(xiàn)路），原使用焦渣墊層，現已改為泡沫混凝土。不做地暖的多層建筑都要有墊層，一棟樓就要有幾萬(wàn)㎡的澆筑量。奧運期間，我們曾承接了國家郵電會(huì )議中心大樓的地面墊層工程。另外，地下工程的頂層回填工程量也很大，奧運工程地下通道頂層就回填了8000m3泡沫混凝土。

9 輕質(zhì)裝飾材料及園林制品的應用

這方面的應用附加值很高，是泡沫混凝土利潤較大的應用領(lǐng)域之一，且市場(chǎng)面大、產(chǎn)品多、生產(chǎn)者少、非常有前景。

9.1 室內輕質(zhì)裝飾品

泡沫混凝土的輕質(zhì)性，使它很適合生產(chǎn)仿金仿銀仿古壁畫(huà)、掛件，藝術(shù)裝飾板、室內擺件等。這些制品原使用石膏生產(chǎn)，強度差，后改為樹(shù)脂、菱鎂，但重量大。許多廠(chǎng)家以發(fā)泡降密減重，南京、福建、廣東等許多裝飾品公司都生產(chǎn)發(fā)泡工藝品。

9.2 外墻輕質(zhì)裝飾磚

這方面已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品有：大理石或花崗巖飾面泡沫混凝土裝飾外墻掛板、瓷磚（3㎜）飾面泡沫混凝土掛板、藝術(shù)混凝土飾面泡沫混凝土掛板、鋁塑板飾面泡沫混凝土掛板。

9.3 輕質(zhì)園林制品

這類(lèi)產(chǎn)品主要有：仿木仿竹葡萄架、仿木仿竹建筑構件、仿木仿石露天桌凳、仿木仿橋石、仿木仿石欄桿、仿木仿石花池、透氣藝術(shù)高檔花盆、微孔假山石及假山，可漂浮于水面的景觀(guān)荷花燈、仿真王蓮和荷葉、漂浮假山等。其中，透氣花盆有較大的出口前景。

10 漂浮性能的應用

10.1 海上漂浮操作平臺

國外已利用泡沫混凝土制造海上石油鉆井平臺及其它操作平臺，具有造價(jià)低，不易發(fā)生沉沒(méi)事故等優(yōu)點(diǎn)。2008的年冬，廣東某石油企業(yè)曾就此向我們進(jìn)行過(guò)技術(shù)咨詢(xún)，擬建海上平臺。隨著(zhù)海上石油開(kāi)采業(yè)及國防建設的快速度發(fā)展，我國的工業(yè)及軍事海上泡沫混凝土平臺將會(huì )在未來(lái)獲得應用。

10.2 海上風(fēng)力發(fā)電機漂浮基座

目前國外大力發(fā)展海上風(fēng)力發(fā)電。其海上風(fēng)力發(fā)電機已廣泛采用泡沫混凝土漂浮基座。我國目前也正在發(fā)展海上風(fēng)力發(fā)電，泡沫混凝土企業(yè)應積極配合，開(kāi)發(fā)其漂浮基座。圖1為國外以泡沫混凝土為基座的海上風(fēng)力發(fā)電機。

10.3 水上漂浮住宅和漁村

國外在水災多發(fā)地區，大量應用泡沫混凝土基礎平臺，建造水上住宅（見(jiàn)圖2）。這種住宅的房屋在遭遇水災時(shí)可漂浮在水面上，保護居民安全。另外，我國的水上漁村大多以船為家，幾百艘甚至幾千艘漁船排成水上街巷，漁民生活艱苦，建議新漁村建設采用泡沫混凝土建造，使漁民有一個(gè)漂浮式的固定住宅。

1、泡沫混凝土為基座的海上風(fēng)力發(fā)電機 2、漁民水上漂浮住宅

10.4 漂浮人工島

在香港，澳門(mén)及我國其它沿海土地緊缺地區，現在主要的造地方式是填海，工程量大。若改用泡沫混凝土建造漂浮人工島，造價(jià)要遠低于填海，且不存在淹沒(méi)及水災問(wèn)題。這方面的應用將會(huì )大有作為。

10.5 水上賓館、水上餐廳、水上游樂(lè )園

國外已開(kāi)發(fā)應用泡沫混凝土基礎平臺及建筑結構的水上賓館、水上餐廳、水上游樂(lè )園等各種水上商業(yè)建筑，在我國則仍為空白。目前我國的水上餐廳、水上賓館、水上樂(lè )園多為鐵船或木船，不耐老化且造價(jià)高，應大力推動(dòng)泡沫混凝土在這方面的應用。

11 煤井及其它礦井的應用

11.1 礦井巷道頂板冒落空洞充填

我國此項技術(shù)的應用早在上世紀九十年代初期已經(jīng)開(kāi)始。開(kāi)灤礦業(yè)集團當時(shí)就曾成功應用這一技術(shù)治理了錢(qián)家營(yíng)礦特大冒頂事故。此項技術(shù)最初是由我國煤炭科學(xué)研究院北京開(kāi)采研究所從國外引進(jìn)技術(shù)，并根據我國國情加以改進(jìn)，在在煤礦冒頂治理中推廣應用的。

11.2 煤礦采空區回填

和以前的砂土回填及普通混凝土回填相比，泡沫混凝土回填具有充填速度快，材料用量少，回填成本低，填充穩定性好等綜合優(yōu)勢。特別是在采空需搬遷村鎮區，可避免搬遷，回填成本只相當于搬遷成本的十分之一，具有很突出的經(jīng)濟效益。一個(gè)千人村鎮，搬遷費往往數億元，而采用泡沫混凝土邊采邊回填，則只需幾千萬(wàn)元。

11.3 礦井支護制品

煤礦礦井的泡沫混凝土支護墩柱，是近年發(fā)達國家開(kāi)發(fā)應用的高技術(shù)支護制品，在美國、澳大利亞已獲得廣泛的應用。目前，這一技術(shù)在我國也已經(jīng)應用，山西等地在中國礦大劉文濤博士指導下開(kāi)始生產(chǎn)并用于礦井。將來(lái)有望在礦井巷道支護中大規模采用。

11.4 煤井密封墻體

煤井廢棄巷道不但會(huì )成為瓦斯氣體的危險散布通道，還降低井下的通風(fēng)效果，必須予以密封。目前多采用修筑密封泡沫混凝土墻體。墻厚0.5～1m，可采用泡沫混凝土現澆，也可采用泡沫混凝土砌塊砌筑。目前，我國已有不少煤礦已采用此項新技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是密封性好，用料少，可適應礦井圍巖的彈性變形。

11.5 礦井堵水

礦井下的堵水一直是一個(gè)技術(shù)難題，傳統堵水材料皆不是很理想。近年，國外已開(kāi)始采用泡沫混凝土注漿堵水。由于泡沫混凝土閉孔率高，材料本身不透水，而且其彈性可吸收井壁的變形，因而堵水效果較好，是一項堵水新技術(shù)。

12 油田應用

在上世紀九十年代初期，美國將泡沫混凝土技術(shù)引入油氣田開(kāi)采并獲得成功，并迅速在世界各地油田獲得應用，我國也在上世紀末引進(jìn)此項技術(shù)，并在國內各大油氣田先后采用，成為一項重要的油氣開(kāi)采技術(shù)。

12.1 泡沫混凝土固井

以泡沫混凝土取代高價(jià)漂珠混凝土固井，具有成本低、泵送性好、施工速度快、密度任意可調、硬化體密實(shí)性好、不透氣、不透水、抗侵蝕能力強等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前，這項技術(shù)已被世界各國認同，是未來(lái)固井的主要技術(shù)手段，我國也已在各大油田采用。

12.2 泡沫鉆井堵漏

在地層裂縫發(fā)育地區，油氣井的鉆井漏失，需要良好的堵漏技術(shù)。近年，采用微泡沫鉆井液提高鉆進(jìn)速度，并利用粗泡沫堵漏，成為一項令人矚目的新技術(shù)，在我國也已開(kāi)始應用。