泡沫混凝土与绿色建筑、被动房

  “十三五”规划纲要指出要“推广绿色建筑，建成一批示范性绿色城市”。而早在2012年，财政部和住建部便联合发布了《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》，提出到2020年绿色建筑占新建建筑比重超过30%的主要目标。2013年1月1日，办公厅转发了国家发改委和住建部联合起草的《绿色建筑行动方案》，明确了发展绿色建筑的重点任务。2015年1月1日，GB/T 50378-2014《绿色建筑评价标准》正式实施，为绿色建筑评价提供了详细的评分细则参考，并将被动式能耗建筑（被动房）列为等级的三星级绿色建筑。泡沫混凝土作为节能、利废、可工厂化预制的绿色建材，在绿色建筑中有着较广阔的应用空间，而将轻质保温防火的泡沫混凝土应用于装配式被动房将会是绿色建筑的发展方向之一。

  被动房，即不通过主动采暖和空调方式便可实现全年室内温度舒适性的建筑，其节能率通常在90%以上。被动房要求外围护结构具有优异的保温隔热性能，目前通常的做法是在混凝土墙体和屋面外侧做外保温，粘贴200-300mm厚度的岩棉、挤塑板等保温材料。较厚的保温层不仅增大施工难度，工程造价高，而且对抵抗风荷载、地震荷载带来不利影响。山西泓钰节能建材有限公司开辟了利用泡沫混凝土建造被动房的先河，以泡沫混凝土为芯材制成自保温复合墙板，然后将其应用于被动房围护结构，形成结构保温一体化建筑，在已经完成的示范性住宅项目中，经测算节能率接近90%，通过调整墙板厚度可达到90%以上。并且经过计算，达到同等节能率时，该建筑墙体比传统被动房墙体构造厚度小3cm，为今后泡沫混凝土在被动房建设中的更大范围应用提供了宝贵的实践经验。

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泡沫混凝土与海绵城市建设

  2013年12月12日，在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调：“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。

  2015年10月办公厅印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》，部署推进海绵城市建设工作，明确提出从2015年起，城市新区要全面落实海绵城市建设要求。出台不久的“十三五”规划纲要中提出要“完善城市排水防涝与调蓄设施，支持海绵型建筑与小区、道路与广场、公园和绿地建设”。海绵城市建设涉及到大量基础设施新建和改造，对建筑材料的需求量十分巨大，尤其是在关键的“渗、滞、蓄、净、用、排”六大环节需要多种特殊工程材料，其中，透水性铺装材料的研发和有效利用成为重中之重。而开发具有透水性的泡沫混凝土材料，最有希望成为本行业进军海绵城市建设领域的切入点。

  国内关于透水型泡沫混凝土材料的研究开展时间不长，但已取得了一些关键性的进展和成果，目前包括建筑材料工业技术监督研究中心、河南华泰新材科技股份有限公司等科研机构和企业已经制备出具有良好透水性的泡沫混凝土材料。透水型泡沫混凝土具有开放的、相互连通的内部孔结构，它是通过采用具有特定性能的发泡剂制备而成。较高的孔隙率保证了该材料具有较快的排水速度，同时具有较好的蓄水能力。透水泡沫混凝土应用于海绵城市建设具有其特殊优势，可制成透水砖等制品形式，也可采用现浇施工，形成整体性较好的连续透水面层；而其密度低且可调节的特性，更是相比于传统碎石透水混凝土的主要优势，应用于对承重荷载有限制的基层时能够发挥其轻质减荷的长处。泡沫混凝土材料具有较好的保温和吸音特性，使透水泡沫混凝土应用时能够兼具多重功能，河南华泰开发的透水泡沫混凝土绿化屋面应用技术，便是利用了该材料兼具透水和保温功能，从而简化了绿化屋面系统构造。

  但是，该材料目前仍然存在一些关键技术问题需要解决，比如在抗冻融和抗收缩开裂性能方面急需改善，否则将严重限制其在路面铺装工程中的应用。在透水泡沫混凝土中引入轻骨料也许是可行的技术方案之一，有待开展更深入的研究。泡沫混凝土涉足海绵城市建设时并不局限于只利用其透水特性，在大量的地下管网工程建设中，泡沫混凝土作为优良的轻质回填材料将大有用武之地，同样具有广阔的应用前景。

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行业新进展—新成果、新产品、新应用

  2017是“十三五”的第二年，面对经济新常态，经济下行压力持续加大，需求严重不足，我国泡沫混凝土行业同仁逆势而上，锐意进取，开拓创新，在很多领域获得了突破性的发展，这是全体泡沫混凝土人凝聚智慧、创新发展的结果。

  3.1现浇泡沫混凝土自保温复合墙体及住宅

  现浇泡沫混凝土在我国的应用最初主要集中在屋面保温、地暖绝热层、垫层回填等工程。近年来，泡沫混凝土现浇复合墙体在我国得到得到迅猛发展，已经成为行业发展的新亮点。据不完全统计，目前至少有100多家企业在从事泡沫混凝土复合墙体现浇施工和技术开发，累计完成的建筑面积超过1300万平方米。CCPA泡沫混凝土分会专家委员会闫振甲主任编着出版了《现浇泡沫混凝土复合墙体技术》一书，2015年又代表分会推动制定了中国工程建设协会标准CECS:2015《现浇泡沫混凝土轻钢龙骨复合墙体应用技术规程》。在上述着作和标准的引领和推动下，近两年来，泡沫混凝土现浇复合墙体进入了新一轮发展热潮。泡沫混凝土现浇复合墙体，具有防火（A级）、保温、轻质、抗震、隔音、节能、环保、耐久性好、施工简便等优点；其耐火极限大于4小时，节能率达到75%以上。

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现浇泡沫混凝土轻钢龙骨复合墙体系统

  这种墙体是以竖向轻钢龙骨（C型钢等冷弯薄壁型钢、方管组合格子结构型钢、组合钢管龙骨）和横向断桥龙骨为纵横支撑，以固定于龙骨上的免拆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料，浆体硬化后与龙骨面板一起形成完整的夹心复合墙体，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。目前，所采用的外墙围护面板有：免拆纤维水泥板、陶瓷板、石材板，也有用轻集料泡沫混凝土墙板作面板、钢网抹灰层取代面板（模板加钢网抹灰体系、网模现浇无模板体系）。为解决免拆模板复合墙体的空鼓问题、拆模板墙体的开裂问题，可内掺陶粒、聚苯颗粒轻集料或添加抗干缩剂等。

  针对墙体现浇，集佳绿色建筑科技有限公司研发了现浇泡沫混凝土复合墙体智能灌注机，是国内首例集自动化、智能化、多配方于一体的智能灌注机，实现了连续作业，使综合施工效率提高了50%以上，并制定了GB/T32990-2016《现浇泡沫混凝土复合墙体智能灌注机》，于2017年9月1日正式实施。此次标准的发布实施，将统一现浇泡沫混凝土复合墙体智能灌注机的制造标准，规范行业，确保泡沫混凝土墙体施工质量，提高施工速度，降低建筑成本，能够大力推动现浇泡沫混凝土复合墙体在全国范围内实施应用。

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钢网模构架泡沫混凝土复合墙体系统

  针对目前泡沫混凝土现浇墙体的技术难题—拆模墙体的干缩开裂问题和免拆模板的空鼓、面板板缝开裂问题，行业精英从已有的钢网构架混凝土住宅建筑结构体系中获得灵感，创造性地将拉伸钢网模引入现浇泡沫混凝土墙体系统，发明了全新的钢网模构架泡沫混凝土复合墙体系统，解决了困扰行业已久的墙体空鼓开裂问题。该技术堪称2017年泡沫混凝土行业亮点。

  该墙体系统以固定在开孔冷弯薄壁型钢支撑结构上的拉伸钢网替代传统的现浇墙体模板，形成墙体空腔，再向墙体空腔浇筑入经过特殊处理的泡沫混凝土浆料（如加入聚苯乙烯颗粒等轻集料），泡沫混凝土浆料从钢网表面少量渗出，经过刮平处理及硬化后，在钢网外形成一层泡沫混凝土薄层，使钢网与泡沫混凝土墙体表面牢固结合成复合墙体表面。通过钢网的有效约束，墙体表面不会开裂，可直接进行装饰面施工，解决了现浇泡沫混凝土墙体空鼓、开裂的问题。钢网模构架泡沫混凝土复合墙体系统还能应用于低层、多层建筑的楼板、屋面的一体化建造，大大提高了施工效率。

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钢网模构架泡沫混凝土复合墙体系统不但解决了困扰现浇泡沫混凝土墙体的瓶颈难题，而且因其施工快捷简便、性价比高，自问世以来，发展十分迅速。以浙江正合建筑网模有限公司、常州市米尼特机械有限公司等为代表的企业，在2017年已完成大量应用钢网模构架泡沫混凝土复合墙体系统的建筑工程，而且还将其推广到国外应用。钢网模构架泡沫混凝土复合墙体系统将迅速成为现浇泡沫混凝土自保温复合墙体的主流技术体系。

  （3）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，国内外的全泡沫混凝土结构保温住宅。

  （4）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。该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。

  3.2聚苯颗粒泡沫混凝土（现浇与制品）

  聚苯颗粒泡沫混凝土（简称泡粒混凝土）是在水泥基浆料中加入一定体积（体积分数≥20%）聚苯乙烯泡沫颗粒，再以物理方式引入气泡，经搅拌后浇筑成型、自然养护而成的轻质多孔混凝土。多用于现浇屋面保温层、墙体或预制成复合墙板等，低密度时也可以作为外墙保温板使用。某公司不同密度聚苯颗粒泡沫混凝土技术性能测试数据如下：

  由于引入聚苯颗粒，它比传统泡沫混凝土导热系数更低，即保温效果更好；密度更小，更轻质；聚苯颗粒的引入显着改善了泡沫混凝土收缩开裂的缺陷，作为一种轻质弹性体，聚苯颗粒在泡沫混凝土基体中发挥骨料支撑作用的同时，能够优化内部应力分布，减少基体裂缝的产生，同时解决了普通泡沫混凝土的塌模问题。沈阳金铠公司等企业将其应用于浇筑屋面保温层，整体性好，大尺寸情况下不留伸缩缝而不开裂。沈阳金铠公司制作的泡粒混凝土同时展现出良好的防水性能，体积吸水率低达5%左右。为泡沫混凝土开辟了新的应用领域。

  3.3陶粒泡沫混凝土（现浇与制品）

  将陶粒添加在泡沫混凝土中，混合搅拌、浇筑成型、养护而成的轻质多孔混凝土称之为陶粒泡沫混凝土。陶粒与泡沫混凝土应当说是“好搭档”。泡沫混凝土料浆可通过气泡加入的多少来调整密度，当其密度与陶粒密度相近时，可避免（普通陶粒混凝土中存在的）陶粒上浮问题，改善匀质性；同时用陶粒坚硬、抗收缩，可弥补了普通泡沫混凝土干缩开裂、强度不足等缺点，两者优势互补，复合产品性能超过了单一材料，显着改善泡沫混凝土材料的物理力学性能。多用于做成砌块，也用于现浇墙体自保温系统或制成墙板。陶粒泡沫混凝土墙体具有较好的保温、防火、隔音效果。

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泡沫混凝土自保温砌块及填芯砌块

  泡沫混凝土自保温砌块是一种自身具有优良保温性能的砌块，主要技术特征是用其砌筑的墙体、屋面在不采用其他保温形式的情况下，结构自身热工指标即可达到现行建筑节能标准要求，是节能与结构一体化建筑体系的重要一员。泡沫混凝土自保温砌块密度通常低于700kg/m3，导热系数低于0.15W/（m·K），厚度为200mm～400mm时，可满足不同气候地区建筑节能标准要求，实现自保温。此外，自保温砌块还具有降低建筑自重、增加建筑使用面积、减少墙体开裂、易施工等优点，具有良好的推广前景。

  填芯砌块给泡沫混凝土穿上坚硬的外壳，可有效克服泡沫混凝土自身存在的弱点。目前国内的填心技术，有些采用化学发泡，强度相对较高，但成本也高、工艺要求高。也有些企业开发成功采用普硅水泥物理发泡填心技术，芯材泡沫混凝土干密度为200kg/m3左右，实现了泡沫混凝土对空心砌块低成本填心的技术突破。另外，它像泡沫混凝土均质砌块一样，不燃、保温、隔热、耐久、可与建筑同寿命。

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泡沫混凝土复合墙板、屋面板

  以干密度200～500kg/m3左右的泡沫混凝土芯材与面板复合，若必要再辅以钢框为骨架或内置轻钢龙骨，制成复合墙板和屋面板，匹配轻钢结构可制成装配化住宅。多采用“轻钢屋架-泡沫混凝土复合板”结构体系，组装速度快，抗震性强，可实现自保温，造价较低。主要用于中高档别墅、小康住宅等。

  行业领军企业—北京太空板业股份有限公司生产的发泡水泥复合板，是以周边钢围框、内置桁架与发泡水泥芯材及面层复合而成的轻质构件产品，具有承重保温一体化、节能环保、一级防火、抗震等特点。 太空板装配式住宅产品及建造技术于2008年5月通过由北京市建委组织的“科技成果”。广泛应用于大跨度工业厂房、大型公用设施及装配式住宅，年产量大约120万m2，主要应用工程有：长江三峡左右岸电厂厂房、沈阳飞机（苏-27）项目、921卫星组装厂、西航发动机430厂房、昌河武装直升机厂房等。

  3.6泡沫混凝土保温装饰一体板

  泡沫混凝土保温装饰板是将泡沫混凝土裸板与加强层、防水层、装饰层进行深加工结合，制成的集保温、防水、装饰等多功能于一体的新型墙材，可实现产品的预制化、标准化、组合多样化、施工装配化，可以干挂、粘贴或粘锚施工。保温装饰一体化体系克服了传统外墙外保温系统手工施工效率低、容易破损、开裂、装饰性差等缺点，是一种综合性价比优良的外墙外保温节能产品，具有很好的市场发展前景。

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泡沫混凝土防火门芯

  防火门芯填充材料在防火门中起防火隔热、安全保护作用。根据GB/T 12955-2008《防火门》国家标准要求，防火门填充材料应为对人体无毒无害的防火隔热材料，燃烧性能达到A1级要求，产烟毒性危险分级达到ZA2级要求。泡沫混凝土材料非常适合用于制备防火门芯，不仅在燃烧性能和烟毒性方面满足标准要求，而且耐燃温度高达1000℃以上，导热系数0.05~0.07W/（m·K），在提供安全防护的同时兼具保温、吸声等效果。

  3.8机场拦阻系统

  2012年中国民航科学技术研究院研发的第套国产拦阻系统应用于云南腾冲机场，拦阻材料采用泡沫混凝土，其拦阻原理是以数十厘米厚度泡沫混凝土铺设在跑道延长线上，形成长度在几十米到100多米之间的拦阻床。飞机一旦冲出跑道即进入其中，泡沫混凝土在机轮的碾压下破碎，以此吸收飞机动能，直至使飞机静止。目前，我国已经有云南腾冲机场、西藏林芝机场、澳门机场、天津机场等多家机场应用或即将应用泡沫混凝土跑道拦阻系统。

  3.9现浇泡沫混凝土在土建工程中的应用

  现浇泡沫混凝土在我国的应用最初主要集中在屋面保温、地暖绝热层、垫层回填等工程，随着人们对该材料优良特性认知度的逐渐提升，其在其他领域的应用正在迅速扩大，在土建领域（公路扩建、高铁路基、桥梁减跨、治理桥头跳车、地下结构减载等）、矿山及采空区回填等领域的应用日趋成熟，工程应用量逐年上升。

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（1）道路扩建及维修养护工程泡沫混凝土

  质轻、流动性好、具有良好的施工性、固化后具有自立性，用在道路加宽扩建工程中，具有以下优势：扩建路基可垂直填筑，节省土地资源，避免或减少建筑的拆迁；软基路段扩建路堤可大幅减荷，有效减少新老路基的差异沉降及附近建筑物的附加沉降破坏；施工便捷，施工工期短。河南华泰新材科技股份有限公司采用泡沫混凝土还进行了高铁路基的填筑。

  在道路维修养护工程中，泡沫混凝土可用于路堤滑移治理、基础脱空区治理、管涵基础病害治理、废弃管道回填等。

  （2）软基路堤桥头跳车处治

  桥头跳车源于桥台与路基结合部出现不同程度的沉降开裂。在此部位采用泡沫混凝土构筑适当形状的过渡段，利用其轻质性、固化后的自立性，可减少不均匀沉降，彻底消除台背路堤填料本身的工后沉降；避免桥头跳车病害并大幅减少工后台背维修费用。

  （3）桥梁减跨

  采用现浇泡沫混凝土填筑桥台台背，固化后对结构物的侧压力极小且可直立填筑，可解决土压力和台前锥坡放坡问题，将桥台优化为简单的单排桩桩柱式桥台并减少因锥坡放坡而增加的桥跨，大幅降低工程造价。