泡沫混凝土是水泥基輕質(zhì)多孔混凝土的一種，通常是由硅質(zhì)材料、鈣質(zhì)材料、水及泡沫劑或發(fā)泡劑等通過物理或化學方式發(fā)泡，澆筑、養(yǎng)護、固化成型的一種多孔材料。因其自身的結(jié)構(gòu)特點，泡沫混凝土具有輕質(zhì)、保溫隔熱、隔音、防火等諸多優(yōu)點，應用廣泛[1]。根據(jù)生產(chǎn)工藝和用途一般分為兩種，一種是采用化學發(fā)泡：將化學發(fā)泡劑、水與水泥基材料一起混合攪拌均勻成漿體，在靜停過程中通過化學反應產(chǎn)生氣泡，料漿逐漸膨脹至一定體積，常壓潮濕養(yǎng)護、固化成型，一般用于制作泡沫混凝土制品；另一種是采用物理方式發(fā)泡：將泡沫劑水溶液通過物理方式（或機械方式）預先制備出泡沫，同時將水泥基材料加水攪拌成漿體，泡沫與漿體再攪拌成泡沫漿料，澆筑、養(yǎng)護、固化成型，一般用于泡沫混凝土現(xiàn)澆應用[2~3]。目前，泡沫混凝土現(xiàn)澆約占其使用總量的三成左右。
隨著我國城市建筑節(jié)能65%標準的全面實施，對建筑圍護結(jié)構(gòu)部分的節(jié)能技術(shù)措施也有了更高的要求，除了需要考慮傳統(tǒng)的墻體保溫系統(tǒng)、門窗系統(tǒng)、幕墻遮陽系統(tǒng)等外，樓層地面保溫系統(tǒng)也被納入其中。目前，就武漢市而言，絕大部分商品房建筑已經(jīng)設計了樓層地面保溫，受層高及利用空間限制，一般設計厚度為3~5cm。樓層地面保溫層比較常見的施工方式有兩種，一是現(xiàn)澆泡沫混凝土，二是陶粒骨料輕質(zhì)混凝土，二者之間性能對比如表1所示。
1 現(xiàn)澆泡沫混凝土的配制
1.1原材料
減水劑：高性能減水劑，固含量：13.0%，減水率27.50%。
發(fā)泡劑：發(fā)泡劑是決定泡沫混凝土質(zhì)量關(guān)鍵之一，目前可用于現(xiàn)澆泡沫混凝土的物理發(fā)泡劑主要有四種，分別是松香類、合成類表面活性劑、蛋白類和復合型四種。前兩種發(fā)泡劑因其自身缺點，已逐步被淘汰使用；蛋白類發(fā)泡劑因其發(fā)泡倍數(shù)大及泡沫穩(wěn)定性好，被國外發(fā)達國家廣泛使用；復合類發(fā)泡劑為第四代發(fā)泡劑，是發(fā)泡劑未來研究發(fā)展方向，目前技術(shù)上尚待探索，產(chǎn)品較少，北京亞設YS-901復合型發(fā)泡就是其中的佼佼者。
1.2配制實驗
泡沫混凝土配合比設計應滿足抗壓強度、密度、和易性及保溫性能指標的要求，需著重考慮幾個方面的問題： 1）水膠比：會對泡沫混凝土強度以及其流動性有較大影響。2）泡沫的摻量：泡沫的摻量與泡沫的穩(wěn)定性有較大關(guān)系，直接影響到泡沫混凝土的密度和強度。3）減水劑等添加劑的摻量。本實驗設計的干密度為700kg/m3，粉煤灰摻量為30%。首先，通過以下公式計算確定用水量及各膠凝材料用量：
ρd=Sa（mc+mm）
mw=B（mc+mm）
式子中ρd為泡沫混凝土設計干密度；Sa為質(zhì)量系數(shù)，這里取1.2；mc、mm、mw分別為1m3泡沫混凝土水泥用量、粉煤灰用量及用水量；B為水膠比值。
然后，計算所摻入的泡沫體積：
V1=mc/ρc+mm /ρm+mw /ρw
V2=K(1-V1)
式中，V1為料漿總體積(m3)；ρc為水泥密度，取3100 kg/m3；ρm為粉煤灰密度，取2200 kg/m3；ρw為水的密度，取1000 kg/m3；V2為泡沫體積(m3)；K為富余系數(shù)，這里取1.2.
最后，通過摻入的泡沫體積，計算發(fā)泡劑的用量：
mf=my/(β+1)
my=V2ρf
式中mf為1m3泡沫劑混凝土泡沫劑用量(kg)；my為形成泡沫液質(zhì)量(kg)；β為泡沫劑稀釋倍數(shù)，這里取30；ρf為按此稀釋倍數(shù)發(fā)泡的泡沫密度，實測為36 kg/m3。
根據(jù)《泡沫混凝土應用技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T31-2014），當泡沫混凝土中摻入減水劑時，水膠比應通過實驗來確定。根據(jù)經(jīng)驗，本實驗初步設定水膠比分別為0.3、0.4、0.5，外加劑摻量統(tǒng)一為0.8%，按照上述計算方法，得到如下配合比：
將上述三個配合比配制后，按照《泡沫混凝土應用技術(shù)規(guī)程》標準方法測試了其流動性指標；成型40*40*160mm試樣用于測試其導熱系數(shù)（導熱系數(shù)測定儀測定）；成型100*100*100mm試樣測試其干密度及抗壓強度值。實驗結(jié)果如表5所示：
由表5可以看出，水膠比為0.30時，泡沫混凝土流動度小，實驗反映就是比較稠，流速慢且不易流平，這會導致施工時不易找平，試塊成型后干密度和導熱系數(shù)均超過A07等級設計值，但28d強度值較好。水膠比為0.50時，泡沫混凝土流動度很好，漿體較“稀”，粘稠度不夠，內(nèi)部氣泡的穩(wěn)定性變差，成型后會發(fā)生一定的“坍縮”， 強度也下滑很快。本實驗的最佳水膠比為0.40，拌合物流動度適中，試樣導熱系數(shù)小于0.18 W/（m·K），干密度符合A07的要求，強度值能達到FC2等級。
根據(jù)《泡沫混凝土應用技術(shù)規(guī)程》，在計算出泡沫混凝土配合比后，需要通過改變水泥用量來對配合比進行調(diào)整和校正。在實際生產(chǎn)中，根據(jù)泵送施工的情況，又對配合比進行了一定的微調(diào)和優(yōu)化，形成了最佳配合比，如表6所示。
在施工現(xiàn)場，對泵送至樓層面的泡沫混凝土進行了取樣送檢，檢測結(jié)果如表7所示。
