劉雪麗　焦雙健　王振超

摘要：綜述了發(fā)泡劑的分類、發(fā)泡劑在各個領域的應用，并概括了泡沫混凝土的研究現(xiàn)狀，同時簡要論述了泡沫混凝土在發(fā)展過程中存在問題和解決方法，最后對泡沫混凝土今后的發(fā)展進行了展望。

關鍵詞：發(fā)泡劑；泡沫混凝土；應用領域；發(fā)展現(xiàn)狀

0引言

制備高性能的混凝土一直以來都是我們工作的重中之重。泡沫混凝土就是普通混凝土改進的一種，傳統(tǒng)的混凝土自重較大，在混凝土中加入泡沫，可形成輕質(zhì)高強、保溫隔熱性能良好的泡沫混凝土。

1混凝土發(fā)泡劑的分類

泡沫混凝土發(fā)泡劑的種類繁多，目前，發(fā)泡劑主要有兩種，物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑。

1.1物理發(fā)泡劑

松香類、合成表面活性劑、蛋白類和復合型4類是物理發(fā)泡劑的主要種類。發(fā)泡劑是制備高性能泡沫混凝土的核心因素，故發(fā)泡劑的好壞決定了泡沫混凝土的質(zhì)量。

①松香類發(fā)泡劑。松香類發(fā)泡劑主要有兩種，松香皂和松香熱聚物類。松香皂是經(jīng)過皂化反應制得的，它的制造成本較低，容易制得，但是發(fā)泡倍率低，發(fā)泡出來的泡沫穩(wěn)定性低。

②合成表面活性劑類發(fā)泡劑。這類發(fā)泡劑是一種優(yōu)良試劑，由于表面活性離子性質(zhì)的不同，可分為陰離子型、陽離子型、非離子型和兩性離子型。陰離子表面活性劑，由于其發(fā)泡倍數(shù)高、發(fā)泡速率也高，故廣受青睞。

③蛋白類發(fā)泡劑。植物蛋白發(fā)泡劑和動物蛋白發(fā)泡劑是蛋白類發(fā)泡劑的兩種。目前，國內(nèi)外比較認可的是動物蛋白發(fā)泡劑。動物蛋白類發(fā)泡劑產(chǎn)生的泡沫非常穩(wěn)定，同時具有較厚的泡壁和較高的發(fā)泡倍率，它完全消泡的時間大于24小時。但是這種蛋白類發(fā)泡劑很容易受到外界因素影響。

④復合型發(fā)泡劑。它是由多種組分復合而成，蛋白質(zhì)與表面活性劑復合而成的復合型發(fā)泡劑，解決了單一組分發(fā)泡性能不佳的問題。與前面3種起泡劑相比，復合型發(fā)泡劑具有明顯的優(yōu)勢。

1.2化學發(fā)泡劑

化學發(fā)泡劑是通過物質(zhì)發(fā)生化學反應而釋放出新的氣體產(chǎn)生泡沫?；瘜W發(fā)泡劑與物理發(fā)泡劑相比最突出的特點是不需要借助發(fā)泡機，通過自身與材料的反應就能達到發(fā)泡的目的。這種發(fā)泡方法方便、快捷，對與配制低密度、吸水率性能優(yōu)良的泡沫混凝土有較大的優(yōu)勢。缺點是氣泡穩(wěn)定性差，若不是借助水泥等材料的水化產(chǎn)物作為基材便不能存在。且氣泡泡徑大小也會隨各種條件不同而變化，難以控制。

2發(fā)泡劑的應用

發(fā)泡劑以其特殊的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的性能，廣泛的應用于塑料橡膠、驅(qū)油采礦和建材領域，并起著日益重要的作用。

2.1發(fā)泡劑在塑料橡膠中的應用

目前，發(fā)泡劑在塑料橡膠行業(yè)中扮演著日益重要的角色，已成為塑料橡膠生產(chǎn)不可缺少的原料。這主要取決于發(fā)泡劑特殊的結(jié)構(gòu)，發(fā)泡劑經(jīng)過一定的發(fā)泡工藝可以產(chǎn)生大量的氣體，這些氣體在塑料和橡膠內(nèi)形成多孔結(jié)構(gòu)，滿足了橡膠制品質(zhì)量輕、隔熱性、隔音性和機械阻尼性較好的要求。

2.2發(fā)泡劑在驅(qū)油采礦領域中的應用

發(fā)泡劑在驅(qū)油采礦方面也占有一席之地，在地質(zhì)條件比較復雜的地區(qū)，發(fā)泡劑以其低密度、高彈性的特點顯示了較大的優(yōu)勢。在石油開采方面，泡沫鉆井技術的使用不但對油氣的采取率有很大的提高，而且還有效降低了開采過程中對油氣層的污染。

2。3發(fā)泡劑在公路輕質(zhì)回填土中應用

將發(fā)泡劑加入土中之后的輕質(zhì)土具有自流平特性，這種高流動性的輕質(zhì)土便具有了良好的可泵性，通過泵送可以將其填進較為狹小的空間，這樣便可避免常規(guī)填料不飽滿的缺陷。當其用于公路橋臺背路基回填時，可以很好地解決軟基路段由于預壓不充分造成的工后沉降、橋頭跳車等問題。

2.4發(fā)泡劑在砌塊及各種輕質(zhì)板材中應用

框架結(jié)構(gòu)是目前我國建筑結(jié)構(gòu)中應用最多的結(jié)構(gòu)形式，而填充墻主要使用砌塊。加入發(fā)泡劑的填充砌塊，以其輕質(zhì)、保溫隔熱、防潮隔音的物理性能，表現(xiàn)出較大的優(yōu)勢并得到廣泛的應用。在南方主要用于隔熱層使用，北方主要用于墻體保溫，高低溫的地方均可以使用，最大特點是使用發(fā)泡劑后砌塊隔熱保溫特長。

2.5發(fā)泡劑在泡沫混凝土中應用

將發(fā)泡劑加入混凝土中，形成輕質(zhì)高強的泡沫混凝土。由于泡沫混凝土內(nèi)部孔隙較多，節(jié)約了水泥用量并且降低了自身重量，從而達到了降低能耗、保護環(huán)境的目的。發(fā)泡劑在我國開始應用始于建筑節(jié)能政策的推廣，并且首先用于輕質(zhì)隔墻板和泡沫混凝土，并在研究使用的過程中形成了自己的技術體系。

3泡沫混凝土的研究現(xiàn)狀

3.1泡沫混凝土在國外的研究現(xiàn)狀

國外對泡沫混凝土的研究較早，人類第一次使用泡沫混凝土是在5000多年前的古埃及。對泡沫混凝土的研究早期在歐洲，Hofman將鹽酸與碳酸鈉混合使其反應生成氣體加入混凝土中制作出了泡沫混凝土。Jenny L.Hitch等研究了美國地區(qū)的應用于外墻保溫工程和地面保溫工程的泡沫混凝土。美國的Yamads等在油田固井方面引入泡沫混凝土的使用，將泡沫混凝土的應用向其他領域擴展。英國鄧M.R.Jones和A.McCarthy通過在泡沫混凝土中摻入低石灰煤灰的方法，提高了泡沫混凝土抗壓強度和抵抗變形能力。目前，泡沫混凝土在全球的應用越來越廣泛，在民用、工業(yè)、軍事等20多個領域都有涉及。

3.2泡沫混凝土在國內(nèi)的研究現(xiàn)狀

我國對于泡沫混凝土的研究起步較晚，于20世紀50年代由前蘇聯(lián)開始傳入并得到發(fā)展的。中南大學王少武通過試驗對泡沫混凝土的抗壓強度等進行了一系列的研究，并得出了強度、導熱系數(shù)與其配合比三者之間的關系。中國建筑材料科學研究總院的張磊蕾通過試驗研究它的組成與熱力學性能和孔隙結(jié)構(gòu)之間的關系，并得出了密度和導熱系數(shù)、抗壓強度之間的關系。呂正航從解決泡沫混凝土的低強、易裂、易塌陷、吸水性大、收縮性大等問題方面出發(fā)，研究了不同的外加劑對泡沫混凝土的影響。2008年《現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土技術規(guī)程》的頒布，將我國對于泡沫混凝土的應用推進了一大步。2011年超輕泡沫混凝土開始在我國產(chǎn)生，此后各種生產(chǎn)工藝設備在全國涌現(xiàn)出來。

4泡沫混凝土存在問題及對策

市場上發(fā)泡劑良莠不齊，沒有統(tǒng)一的標準。國家應多研發(fā)質(zhì)量好適于生產(chǎn)的發(fā)泡劑，并盡快制定泡沫混凝土發(fā)泡劑使用方面的標準規(guī)范。國內(nèi)對于泡沫混凝土的研究大都集中在泡沫混凝土的抗壓強度、密度等方面，還應多進行對于泡沫混凝土收縮性能、吸水性、塌陷性和耐久性的研究，使泡沫混凝土的研究走向全面成熟。市場上的生產(chǎn)機械、生產(chǎn)廠家眾多，卻沒有統(tǒng)一標準。我國應盡快研發(fā)標準化自動化的生產(chǎn)設備，并對一些不合格的企業(yè)進行整頓。我國泡沫混凝土的研究生產(chǎn)與國外相比，規(guī)模較小、水平不高，所以我國還應加強泡沫混凝土及其制品的技術革新。

5結(jié)語

泡沫混凝土以其優(yōu)異的環(huán)保性能和經(jīng)濟性在全球范圍內(nèi)廣受歡迎。在大力倡導生態(tài)節(jié)能、資源綜合利用的現(xiàn)階段，泡沫混凝土以其優(yōu)良性能較好的綜合效益前景十分廣闊，是一種值得推廣的綠色材料。endprint