1.1  國(guó)內(nèi)泡沫混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀

近些年，我國(guó)相關(guān)部門愈發(fā)重視建筑節(jié)能，并出臺(tái)相關(guān)政策以推動(dòng)其高速發(fā)展。建筑節(jié)能材料產(chǎn)業(yè)隨著建筑節(jié)能的高速發(fā)展也逐漸興起。泡沫混凝土作為一種建筑節(jié)能材料有諸多優(yōu)點(diǎn)，如：生產(chǎn)施工方便、保溫隔熱性能好、具有大量的封閉氣泡及微氣孔、可大量利用工業(yè)廢渣、密度較小及耐火性好等。這種材料應(yīng)用范圍甚廣，特別是節(jié)能墻材方面。

1.1.1  現(xiàn)澆屋面泡沫混凝土保溫層

作為節(jié)能型保溫材料，其優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便，整體在熱工方面的性能優(yōu)異。良好的吸水及保水性能也是其優(yōu)勢(shì)所在，缺陷在于吸取的水分被充當(dāng)為屋面結(jié)構(gòu)、防水層的源頭，屋面滲漏就由此被造成[2]。

2.1.2  泡沫混凝土塊材

（1）蒸壓泡沫混凝土磚。在國(guó)內(nèi)的南方一帶，技術(shù)人員主要利用泡沫混凝土砌塊輕質(zhì)和強(qiáng)度高的優(yōu)良性能，使其作為建筑物框架結(jié)構(gòu)填充墻中的填充塊材。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，廣東省使用泡沫混凝土砌塊的年用量在60萬(wàn)m3以上。

（2）填芯砌塊。由于收縮開(kāi)裂、強(qiáng)度低、吸水率高等缺點(diǎn)，泡沫混凝土砌塊目前還沒(méi)得到規(guī)范化地生產(chǎn)和應(yīng)用，該產(chǎn)品主要在北方被用作外墻自保溫體系。外墻自保溫體系是我國(guó)當(dāng)前建筑外墻保溫節(jié)能的三種主要方式之一，另外兩種方式是：外墻內(nèi)保溫體系和外墻外保溫體系。填芯砌塊產(chǎn)品技術(shù)的應(yīng)用可以使泡沫混凝土砌塊的強(qiáng)度顯著提高，同時(shí)整體的保溫隔熱性能有了質(zhì)的改變[28]。

（3）陶粒砌塊。在國(guó)內(nèi)學(xué)者的不斷深入研究努力下，利用陶粒集料的增強(qiáng)性、抗縮性和泡沫混凝土的固結(jié)性，創(chuàng)新地將輕集料與泡沫混凝土結(jié)合形成的一種新型復(fù)合輕質(zhì)材料。輕集料與泡沫混凝土的互相結(jié)合以達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的效果，復(fù)合產(chǎn)品性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了單一材料的性能[29]。

2.1.3  泡沫混凝土外墻保溫板

泡沫混凝土可適用于外墻的保溫和防火隔離。主要因其不以物理發(fā)泡并將硫鋁酸鹽水泥作為膠凝材料所制得，另外保溫性優(yōu)異、耐久性好及能夠防止火災(zāi)等優(yōu)勢(shì)，并且集泡沫混凝土外墻保溫板于一體。

1.1.4  泡沫混凝土現(xiàn)澆墻體

泡沫混凝土在墻體的外墻和內(nèi)墻中用處廣泛。例如，在外墻現(xiàn)場(chǎng)澆筑可省去保溫層就可達(dá)到保溫的效果；在內(nèi)墻現(xiàn)場(chǎng)澆筑也可達(dá)到隔聲、吸音減噪的效果。在國(guó)內(nèi)，承載重量及非承載重量的隔音內(nèi)墻、自保溫外墻的現(xiàn)場(chǎng)澆筑等范疇的技術(shù)創(chuàng)新已被相關(guān)企業(yè)發(fā)展并對(duì)其進(jìn)行大面積地推廣應(yīng)用。

1.1.5  泡沫混凝土集成化住宅

依據(jù)我國(guó)基本國(guó)情，建設(shè)部從實(shí)際出發(fā)提出了住宅產(chǎn)業(yè)化以實(shí)現(xiàn)住宅生產(chǎn)方式和住宅功能的改革。在集成化住宅中，泡沫混凝土因其具有自保溫和節(jié)能的特點(diǎn)，成為了許多開(kāi)發(fā)商關(guān)注的焦點(diǎn)。其一般是由輕質(zhì)的鋼材作為屋架以及泡沫混凝土制得的板塊復(fù)合而成的結(jié)構(gòu)體系，該體系與普通的集成化住宅相比，它除了可以自保溫，它還擁有造價(jià)低、安裝的速度快及抗震性較好的優(yōu)點(diǎn)。

1.1.6  泡沫混凝土機(jī)場(chǎng)跑道阻滯系統(tǒng)

泡沫混凝土是一種多孔結(jié)構(gòu)的混凝土，不但能吸收沖擊波的能量，而且可以緩解對(duì)主體材料的損壞。在CAAC（中國(guó)民用航空局）的有關(guān)的技術(shù)鑒定下，其作為一種特殊工程材料在EMAS(飛機(jī)跑道攔阻系統(tǒng))的使用加以認(rèn)可。泡沫混凝土機(jī)場(chǎng)跑道阻滯系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)首個(gè)附加值、技術(shù)含量雙高的泡沫混凝土產(chǎn)品并且在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位[29]。

隨后，王建軍等[30]對(duì)輕質(zhì)泡沫混凝土吸能特性及其壓潰流動(dòng)應(yīng)力方程可以很好的描述泡沫混凝土相關(guān)的力學(xué)特征、破壞及變形機(jī)理。

1.2  國(guó)外泡沫混凝土的應(yīng)用進(jìn)展

近年來(lái)，歐美及亞洲的一些國(guó)家對(duì)泡沫混凝土的優(yōu)良性能運(yùn)用廣泛，其應(yīng)用領(lǐng)域在工程建筑中持續(xù)拓寬。工程進(jìn)度加快的同時(shí)，工程質(zhì)量方面也滿足要求[31]。針對(duì)國(guó)外泡沫混凝土工程的應(yīng)用進(jìn)展情況，扈士凱、李應(yīng)權(quán)等人進(jìn)行了深入的調(diào)查和總結(jié)[1]。

1.2.1  空洞填充工程

根據(jù)泡沫混凝土低成本和高流動(dòng)度的特點(diǎn)，當(dāng)前國(guó)外普遍地將泡沫混凝土用來(lái)作為大空洞的填充物。一般如大型的油罐、廢舊建筑的地下室、枯井、私人地窖或者廢棄的下水道等地方應(yīng)用廣泛。

1.2.2  路橋建設(shè)

泡沫混凝土在路橋建設(shè)中得到重用，為了降低沉陷風(fēng)險(xiǎn)和減輕結(jié)構(gòu)側(cè)壓力，工程師將泡沫混凝土對(duì)橋墩的后面進(jìn)行填充施工。另外，它在橋拱結(jié)構(gòu)間的空洞、橋貼面以及最后的橋面也十分適用。

1.2.3  耐火窯爐

國(guó)外有部分學(xué)者針對(duì)泡沫混凝土的優(yōu)良保溫隔熱性能，他們嘗試將其作為能夠經(jīng)受高溫火烤并能隔熱的材料并運(yùn)用于窯爐的修建工程當(dāng)中。Nhi Tuan Pham[32]等基于地質(zhì)聚合物法結(jié)合H2O2產(chǎn)生泡沫的粉煤灰制備泡沫混凝土，特別是當(dāng)用Geopolymer法合成泡沫混凝土?xí)r，產(chǎn)品的耐熱性可高達(dá)1000℃。泡沫混凝土可作為窯爐的耐火隔熱材料，在耐火隔熱領(lǐng)域中廣闊的市場(chǎng)前景為其打開(kāi)。

1.2.4  海上鉆井平臺(tái)

在客觀條件作用下，海上鉆井作業(yè)常因震動(dòng)而對(duì)海上鉆井平臺(tái)結(jié)構(gòu)造成破壞。國(guó)外使用泡沫混凝土材料來(lái)澆筑海上鉆井平臺(tái)結(jié)構(gòu)以構(gòu)筑抗沖擊層來(lái)防止泥漿泵、鉆頭、鉆管掉落。這一是源于泡沫混凝土質(zhì)輕，二是因其含有的大量泡沫而具有吸能減震的功效。

1.2.5  房屋建筑工程

鑒于泡沫混凝土保溫隔熱性能，且能預(yù)制及現(xiàn)場(chǎng)澆筑，所以被技術(shù)人員廣泛應(yīng)用于房屋建筑方面。應(yīng)用的主要方式有預(yù)制產(chǎn)品的安裝砌筑、屋面的現(xiàn)場(chǎng)澆筑、墻體的現(xiàn)場(chǎng)澆筑等。例如，泡沫混凝土在中遠(yuǎn)東地區(qū)、南非及俄羅斯等地被應(yīng)用到了建筑房屋、屋面找坡和屋面隔熱的領(lǐng)域。

1.2.6  軍事工程

軍用領(lǐng)域上，技術(shù)人員利用泡沫混凝土結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生比較大的阻尼和消散能量，以此對(duì)射擊靶場(chǎng)和地下抗爆坑道兩方面進(jìn)行建設(shè)。歐美國(guó)家針對(duì)實(shí)彈演練研究開(kāi)發(fā)了纖維增強(qiáng)泡沫混凝土，主要原因是對(duì)比于普通混凝土，泡沫混凝土除了可以使子彈不易腐蝕外，還可防止子彈受到碰撞帶來(lái)的噪音污染。

1.2.7  聲屏障工程

日常生活中，交通噪音始終困擾著生活在路旁居民。因此，國(guó)外某些聲屏障工程利用泡沫混凝土優(yōu)質(zhì)的吸音功能，現(xiàn)場(chǎng)澆筑泡沫混凝土墻體以此來(lái)達(dá)到隔音的效果。