■宋 寬，袁大偉 ■新鄉(xiāng)學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000

近幾年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平以及人民精神物質(zhì)水平的不斷提高，對生活中的方方面面都提出了更高的要求。就建筑而言，建筑的耗能也越來越嚴(yán)重，特別是空調(diào)的采暖耗能更為嚴(yán)重，成直線上漲趨勢。我國的《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定:要求建筑的節(jié)能率達(dá)到50%。但是目前為止我國的建筑中能達(dá)到這種標(biāo)準(zhǔn)的還不足10%，我國的全國每年的能耗中建筑能耗所占的比例更是達(dá)到了30%。更有逐年增加的趨勢。因此我國政府大力推行墻體材料改革與建筑節(jié)能。所謂聚苯乙烯混凝土，就是由輕質(zhì)顆粒聚苯乙烯、工業(yè)廢渣、水泥、激發(fā)劑以及外加劑等原材料組成，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室研究確定原材料和外加劑的配合比，最后按照普通混凝土生產(chǎn)工藝生產(chǎn)。聚苯乙烯混凝土因其具有輕質(zhì)節(jié)能，熱工性能和力學(xué)性能良好的特性而成為一種節(jié)能利廢的新型墻體材料。

1 聚苯乙烯混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀

鑒于聚苯乙烯諸多的優(yōu)良性能，許多國家都廣泛應(yīng)用聚苯乙烯混凝土。外國的聚苯乙烯混凝土的生產(chǎn)和應(yīng)用尤為廣泛。特別是發(fā)達(dá)國家的環(huán)保意識強(qiáng)烈加強(qiáng)了聚苯乙烯廢料的回收利用。其中大部分應(yīng)用到了建筑材料中。例如:聚苯乙烯保溫涂層、聚苯乙烯砂漿、聚苯乙烯密封膩?zhàn)?、聚苯乙烯輕質(zhì)灰漿、聚苯乙烯混凝土墻板、同時(shí)聚苯乙烯混凝土的應(yīng)用領(lǐng)域還涉及到路面的回填與找平、路基的防凍保護(hù)、屋面的保溫隔熱層、樓面隔音等。

長久以來，由于我們國家的整體環(huán)保意識以及廢物利用意識的缺乏，我國對聚苯乙烯廢料的回收和再生利用重視不夠，對綠色環(huán)保建筑的關(guān)注更是不夠，以至于聚苯乙烯混凝土的應(yīng)用和發(fā)展不夠。但是近年來隨著全民環(huán)保節(jié)能意識的增強(qiáng)，政府對綠色建筑的重視，聚苯乙烯材料在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用研究才稍有起色，主要用于輕骨料混凝土、聚苯乙烯混凝土砌塊、聚苯乙烯混凝土輕質(zhì)墻板、聚苯乙烯混凝土補(bǔ)償?shù)鼗?。與此同時(shí)由于聚苯乙烯混凝土具有良好的特性，其應(yīng)用領(lǐng)域正在被不斷地?cái)U(kuò)大，具體如下。

1.1 聚苯乙烯混凝土輕質(zhì)墻體

聚苯乙烯混凝土在建筑墻體中的應(yīng)用多在制成砌塊，又根據(jù)其使用方式不同分為保溫砌塊和維護(hù)砌塊。保溫砌塊在不同的地方其使用功能也不相同，例如在我國北方，聚苯乙烯混凝土砌塊主要用于墻體保溫，而在我國南方夏季較為炎熱則主要用其隔熱功能。目前我國的聚苯乙烯混凝土砌塊主要用于隔墻、填充墻、保溫外墻等非承重結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)階段研究方向是在保證其物理，熱工等其他優(yōu)點(diǎn)的情況下使其具有更高的強(qiáng)度。

1.2 聚苯乙烯混凝土輕質(zhì)墻板

聚苯乙烯混凝土輕質(zhì)隔墻板是由硅鈣板面板、聚苯乙烯輕集料混凝土為復(fù)合式夾心結(jié)構(gòu)的新型環(huán)保綠色墻體材料，其中硅鈣板是由特種膠凝材料成產(chǎn)而成。其具有許多優(yōu)良特性，例如:輕質(zhì)高強(qiáng)、實(shí)心薄體、防水火、防潮凍、隔聲隔熱、抗老化、抗沖擊能力強(qiáng)、并且其吊掛能力優(yōu)良。鑒于其優(yōu)良的性能，在國內(nèi)同類產(chǎn)品中居于先進(jìn)水平，在國內(nèi)的有許多的應(yīng)用，例如:江西省的移動公司大廈、井岡山博物館等。

1.3 聚苯乙烯混凝土補(bǔ)償?shù)鼗?/h3>

隨著我國建筑設(shè)計(jì)水平與施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，對建筑物的沉降提出了更高的要求，由于建筑物各部分的重度不均勻，易于產(chǎn)生不均勻沉降，產(chǎn)生沉降差，因此為了減小沉降差對建筑結(jié)構(gòu)的這一不利影響，我國設(shè)計(jì)要求在建筑物自重較低的部分其基礎(chǔ)須填鋪軟材料，作為補(bǔ)償?shù)鼗?。聚苯乙烯混凝土因其抗壓?qiáng)度和壓縮率符合要求而常被用做補(bǔ)償?shù)鼗?/p>

1.4 用作擋土墻

主要是用于港口的巖墻，聚苯乙烯混凝土是一種剛性體，并且粘結(jié)性良好。它并不沿周邊對岸墻施加側(cè)向壓力，同時(shí)在岸墻后用作輕質(zhì)回填材料可以降低垂直荷載。沉降降低了，之后的維修費(fèi)用也相應(yīng)減少。所以聚苯乙烯混凝土常被用作擋土墻。

1.5 聚苯乙烯混凝土屋面保溫隔熱層

聚苯乙烯混凝土屋面保溫隔熱層是保溫隔熱屋面必不可少的一部分，其工藝流程大致為:將聚苯乙烯混凝土經(jīng)過屋面施工，必要的養(yǎng)護(hù)硬化后，得到一種與屋面成為一體的保溫隔熱層。

1.6 修建運(yùn)動場和田徑跑道

鑒于可滲性聚苯乙烯混凝土的強(qiáng)排水能力，聚苯乙烯混凝土可作為輕質(zhì)基礎(chǔ)使用，可作為運(yùn)動場的輕質(zhì)基礎(chǔ);若是想將其作為田徑跑道使用的話，則可經(jīng)過簡單的施工完成。例如可在聚苯乙烯混凝土上蓋上一層多孔瀝青層和塑料層等。

2 聚苯乙烯混凝土的特點(diǎn)

2.1 與普通混凝土相比

輕質(zhì)、保溫隔熱性能好、隔音耐火性能好、抗震效果好、可泵性好，價(jià)格低。在同樣的養(yǎng)護(hù)條件下，聚苯乙烯混凝土與普通混凝土具體的力學(xué)性能比較見圖表1。

表1 聚苯乙烯混凝土與普通混凝土的性能比較

2.2 與加氣混凝土相比

低密度、低吸水率、可現(xiàn)澆施工、成本低、工藝靈活、品種多。

3 聚苯乙烯混凝土存在的問題和解決途徑

3.1 強(qiáng)度偏低問題

由于聚苯乙烯混凝土中加入了聚苯乙烯顆粒而增加了孔隙率，強(qiáng)度隨之降低。一般的聚苯乙烯混凝土密度為800kg/m3-850kg/m3，強(qiáng)度一般小于2.0MPa。并且隨著聚苯乙烯顆粒摻入量的增加，孔隙率越大，聚苯乙烯混凝土強(qiáng)度隨之降低，但是輕質(zhì)、保溫隔熱性能隨之提高，解決其強(qiáng)度偏低問題就是在聚苯乙烯混凝土強(qiáng)度和其輕質(zhì)保溫隔熱性能之間尋找平衡的問題。

提高聚苯乙烯混凝土強(qiáng)度可以從以下幾個(gè)方面入手:選擇合適的配合比、降低水灰比、加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)、加強(qiáng)早期保水、摻入適量的膨脹水泥、憎水劑，防止其開裂和吸水等。

3.2 容重問題

目前在實(shí)驗(yàn)室中聚苯乙烯混凝土的容重可以達(dá)到300kg/m3-1200kg/m3，相比普通混凝土有很大的優(yōu)勢，但是在實(shí)際施工中很難攪拌500kg/m3以下的聚苯乙烯混凝土，因?yàn)榈腿葜鼐郾揭蚁┰跐{體中的分散性較差，同時(shí)強(qiáng)度也低。因此為了解決這一問題，需要解決水泥漿體和聚苯乙烯顆粒的和易性問題。

3.3 聚苯乙烯混凝土孔結(jié)構(gòu)問題

雖然目前聚苯乙烯混凝土的應(yīng)用廣泛，但是對于其成孔物質(zhì)、氣孔結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)性能之間的關(guān)系研究的很少，給聚苯乙烯混凝土的性能進(jìn)一步改善造成了限制，因此可通過現(xiàn)代分析手段對聚苯乙烯混凝土的亞微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察尤其要對孔結(jié)構(gòu)及其分布狀況進(jìn)行研究。

3.4 吸水率問題

聚苯乙烯混凝土在其生產(chǎn)時(shí)進(jìn)入了大量氣泡，使其吸水率和收縮率提高，同時(shí)也易于引起凍融現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了其使用空間，為了解決這一難題，可以在聚苯乙烯混凝土表面涂抹防水材料等。

4 發(fā)展前景與研究方向

隨著我國大力發(fā)展綠色節(jié)能建筑，提倡資源綜合利用率高的建筑材料的研究和發(fā)展，聚苯乙烯混凝土因其輕質(zhì)高強(qiáng)、保溫隔熱隔聲等優(yōu)點(diǎn)而具有廣闊的應(yīng)用前景，成為備受青睞的建筑保溫隔熱材料。

今后的研究方向:研究切實(shí)可行的方法進(jìn)一步提高聚苯乙烯混凝土的強(qiáng)度;通過優(yōu)化生產(chǎn)加工過程降低其價(jià)格;進(jìn)一步研究聚苯乙烯混凝土各種性能和影響其性能的因素等。