发泡混凝土问题解决
泡沫混凝土由于其轻质多孔、保温隔热、吸声隔音、减震缓冲等稀奇功能和新拌浆体优胜的流动性和随意浇注性，使其在不仅在房屋建筑，并且在路途、桥梁、堤岸、地道构筑等各种异样的工业范畴都得到广泛的运用。近年来，国内外在泡沫混凝土制备和浇注设备上的疾速开展更是进一步促进了泡沫混凝土运用的疾速推行。可是，在泡沫混凝土运用进程中，尤其是国内，也暴露出许多技能问题，亟待改善。其间泡沫混凝土在运用执役进程中整体性的坚持欠佳，是一个极为遍及的工程质量问题。而泡沫混凝土的整体性坚持欠佳与其体积改变有着密不可分的相关，因而，本文测验从混凝土资料在外力及各种环境要素效果下发作变形和开裂的底子效果机制动身，连系泡沫混凝土的组成、布局和功能特色，剖析泡沫混凝土在运用进程中发作变形和开裂的底子缘由，并在此基础上提出减小泡沫混凝土变形，避免其开裂的能够的技能方法。期望能为泡沫混凝土制作和运用企业的技能人员在工厂制作优质泡沫混凝土，在工程上高效、安全运用混凝土供给技能支持。
1 一般混凝土运用进程中的变形和开裂
变形和开裂是固体资料十分遍及的物理性质，绝大多数的资料在异样外力和环境要素的效果下城市发作程度异样的变形，或缩短或拉伸，乃至开裂。也可以以为，变形实际上是资料发作开裂和损坏的序幕。异样品种的资料对缩短或拉伸的灵敏程度或由此发作的损害性并不相同。具有显着延展性的金属资料，在外部要素的效果下发作缩短或拉伸，可是，在很大程度规模内并不发作裂纹，也不惹起损坏，它们归于弹性资料；而像水泥混凝土资料这类脆性资料就不相同了，在各种外部要素效果下，只需发作少数缩短或拉伸就会引发开裂，进而招致损坏。因而，与金属等弹性资料比拟，混凝土类资料的变形和开裂稀奇遭到研讨和工程界的重视。
1.1 混凝土资料变形的品种
混凝土资料的变形有很多种状况，归纳起来首要有4种，即物理变形，指的是由物理效果惹起的混凝土体积缩短和扩展表象，常见的有混凝土直接受机械力效果下的紧缩拉伸表象和周围温度改变惹起的热胀冷缩表象；化学变形，指的是朴实由于混凝土硬化进程中组分之间发作的各种化学反响前后反响物与生成物之间因密度异样（不思索混凝土内部布局要素）惹起的理论上的体积改变；碳化变形，指的是混凝土资料在运用进程中混凝土内的水化产品因遭到周围环境供给的CO2的碳化效果惹起的混凝土体积改变；湿胀干缩，指的是混凝土在硬化或运用进程中与外部发作水分交流惹起的体积改变。
1）物理变形（热胀冷缩、紧缩拉伸）
与一般的固体资料相同，混凝土资料作为一种固体资料遵守热胀冷缩的底子体积改变规则则，很多试验室研讨证明一般混凝土在必定温度规模内体积改变遵守底子遵守线性联系，若是用线改变来表明混凝土的体积变形，那么混凝土的热胀冷缩随温度的改变成如下正比例联系，
即，Lt=L0 + a′L0′DT
式中，Lt：t温度下混凝土试件的线性长度mm
L0：基准温度下混凝土试件的初始线性长度mm
a：混凝土线性热胀大系数，℃-1
DT：某一温度t与基准温度之间的差值，℃
表1列出的是异样灰砂比混凝土的线性热胀大系数a，表2列出的是异样品种骨料制备的混凝土（灰砂比1：6）的线性热胀大系数。
表1 异样灰砂比混凝土的线性热胀大系数（2年维护龄期）
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灰砂比
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热胀大系数℃-1
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1：0（水泥净浆）
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18.5′10-6
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1：1
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13.5′10-6
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1：3
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11.2′10-6
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1：6
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10.1′10-6
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表2 异样品种骨料制备的混凝土的线性热胀大系数（灰砂比1：6）
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骨料品种
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热胀大系数℃-1
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砂 砾
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13.1′10-6
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花岗岩
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9.5′10-6
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石英岩
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12.8′10-6
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玄武岩
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9.5′10-6
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砂 岩
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11.7′10-6
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石灰石
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7.4′10-6
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高炉矿渣
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10.6′10-6
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胀大矿渣
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12.1′10-6
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由表1可以看出，混凝土的热胀大系数一般动摇于11′10-6℃-1至20′10-6℃-1之间，并且对灰砂比（即骨料配比）比拟灵敏。别的，不含骨料的水泥净浆的热胀大系数，跟着骨料配比的进步，混凝土热胀大系数变小。这就是泡沫混凝土为什么一般体现出比拟大的温度体积效应的缘由之一，泡沫混凝土一般不含骨料，尤其是粗骨料。其次，混凝土中运用骨料的品种的异样也会影响其热胀大系数。
混凝土在外加压力的效果下也体现出线性缩短，并且在必定规模内体现出弹性改变特征，可是，这种弹性规模很小。混凝土随外加压力载荷的改变而惹起的线性缩短，依据混凝土合作比和强度巨细有所异样，一般状况下可以用以下曲线图来表明。
图2 混凝土受压力效果下的线性缩短状况
一般混凝土的弹性变形系数约为20-30GPa，轻质混凝土的弹性变形系数约为16-20GPa，泡沫混凝土的弹性变形系数一般为0.8-12GPa。这表明在相同外力效果下，与一般布局混凝土比拟，泡沫混凝土愈加简单变形，将发作更大的变形。如上所述，混凝土在受拉状况下也会发作弹性扩展，可是，由于混凝土的描绘准则，一般不接受拉力效果，尤其是泡沫混凝土，很少思索拉伸的状况。
实际上，混凝土的变形归根到底是由于其内部应力惹起的，热胀冷缩也是应力巨细改变的成果。固体资料受热时资料内局部子能量添加轰动起伏增大引发张应力招致胀大，相反，受冷时资料内局部子能量削减轰动起伏减小引发缩短应力招致缩短。
2）化学变形
混凝土的组成从动身资料看一般首要有水泥、石子和砂子，还有少数各式各样的外加剂，从硬化体看首要有水泥水化产品、石子和砂子。在整个硬化进程中，石子和砂子底子上不参加化学反响，因而也底子上不发作化学变形。而水泥中的各种水硬性矿藏城市参加与水的化学反响生成各种水化产品。依据理论核算和实测成果，水泥水化产品的体积大于水泥体积，可是小于水泥+水的体积，这就构成水泥混凝土的化学缩短。所以，混凝土的化学变形实质上是一种化学减缩，即化学缩短。表3列出的是一般硅酸盐水泥中几个首要矿藏水化硬化前后的化学减缩量的核算成果。
表3 硅酸盐水泥中几个首要矿藏水化硬化前后发作的体积改变
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No
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反响方程式
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固相体积改变/％
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系统体积改变/％
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4
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C3A + 6H2O === C3AH6
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68.89
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-23.79
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1
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C3A + 3C
H2 + 25H2O === C3A×3C
×32H2O
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129.55
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-6.15
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2
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2C3S + 6H2O === C3S2H3 + 3CH
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65.11
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-5.31
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5
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CaO + H2O === CH
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97.92
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-4.54
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3
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2C2S + 4H2O === C3S2H3+3H2O+CH
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85.32
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-1.97
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依据试验测验成果，每100g硅酸盐水泥彻底水化后化学减缩量约为7-9cm3，若是以每立方混凝土水泥用量300kg预算，则混凝土硬化后理论上发作21′103-27′103cm3的化学减缩量，折合体积减缩率为2.1-2.7％。
3）碳化缩短
空气中一般富含0.03％的CO2，在有水汽存在的条件下CO2可以和水泥硬化体内的Ca(OH)2发作化学反响，生成CaCO3和H2O。水泥硬化体中的水化硅酸钙也能与CO2发作化学反响。这种反响进程称为碳化，碳化随同体积减缩，称为碳化缩短。碳化缩短对周围环境的相对湿度和CO2浓度比拟灵敏，当相对湿度为25％-50％之间，CO2浓度也比拟高时，碳化反响比拟显着。一般状况下，碳化只会效果混凝土的外表，很少构成实质性的损害。
4）湿胀干缩
混凝土的枯燥缩短可以细分为两种状况即内部自枯燥缩短和环境湿胀干缩，前者指的是混凝土试样在水化硬化进程中阻隔与外界的水分交流，由于内部水硬性矿藏水化反响耗费浆体中的水分惹起浆体内吸效果进而招致浆体缩短的表象，自枯燥缩短表象首要发作在早期，彻底水化硬化后的老练混凝土试样内没有自枯燥缩短；后者指的是混凝土硬化之后由于周围环境的湿度较低，惹起内部孔隙中水分由内向外搬迁，结尾经过外外表蒸腾，然后招致硬化体缩短的表象，环境枯燥缩短表象则随同于混凝土整个寿数工夫之内。彻底老练的混凝土的枯燥缩短首要指的是环境枯燥缩短。相反，当周围相对湿度较高或处于湿气饱满环境，混凝土试样会从环境中吸收水分，发作胀大。
枯燥缩短与周围环境湿度和硬化体内部水分丢失量有着亲近的联系，一般地，环境相对湿度越低，丢失水分越多，硬化体干缩越大。图3出示的是硅酸盐水泥硬化体在异样相对湿度环境下放置后发作的失水量和枯燥缩短。
图3 水泥净浆枯燥缩短与环境相对湿度和失水量之间的联系
水泥混凝土在枯燥进程中发作的枯燥缩短首要与其间的孔布局和水化产品的高比外表积有关，其间孔隙的标准和连通性与枯燥缩短联系尤为亲近。存在于水泥硬化体内细小标准（小于毛细孔）孔隙中的水分在逸出的还招致孔隙内部水弯月曲面半径变小，孔隙内外表外表张力增大，恰当于孔壁指向中间的压应力增大，招致体积紧缩，然后体现为枯燥缩短，反之则发作胀大。
在混凝土中，由于骨料的孔隙率十分低，在枯燥进程中底子不发作水分逸出，因而，不发作枯燥缩短。也就是说，混凝土的枯燥缩短首要来自于水泥硬化水泥浆体。这也就是混凝土的枯燥缩短值大大低于水泥净浆枯燥缩短值的缘由地点。
依据试验测验成果，一般状况下水泥净浆、水泥砂浆、混凝土和泡沫混凝土的枯燥缩短值的动摇规模如下：
水泥净浆：1500～3000′10-6
水泥砂浆：900～1500′10-6
水泥混凝土：600～900′10-6
泡沫混凝土：1000～3500′10-6
可见，泡沫混凝土的干缩值，水泥净浆次之，水泥砂浆再次，水泥混凝土最小。
1.2 混凝土资料的开裂
如上所述，混凝土资料归于脆性资料，因而，当变形抵达必定数值，超越基体接受能力之后就能够引发开裂。变形的发作根源于应力的发作，不管这种应力来自于化学要素，仍是物理要素，或者是直接机械外力要素。混凝土资料受应力效果发作变形抵达发作开裂的程度并不是彻底固定的，与自在变形或束缚变形，均匀变形或非均匀变形，有着亲近的联系。一般状况下，自在变形比束缚变形有更大的答应应力和缩短值，均匀变形比非均匀变形有更大的答应应力和变形限值。
无论如何，应力是混凝土发作开裂的底子缘由，变形只不过是效果于混凝土上的力的一种外观显现，而开裂则是变形开展到必定极限的损坏性外观体现。
此外，与缩短惹起的开裂异样的是拉应力的效果相同能够招致混凝土扩展，结尾惹起开裂损坏，局部的不均匀胀大也会招致混凝土开裂损坏。剧烈热振、机械力冲击、冻融循环等外部效果也城市招致混凝土开裂损坏。
2 泡沫混凝土运用进程中的变形和开裂
与布局混凝土相同，泡沫混凝土在运用进程中也饱尝来自环境的各种物理、化学或机械等效果，惹起其体积变形，当变形超越必定极限，结尾招致开裂损坏。所异样的是泡沫混凝土在绝大多数状况下被用于非布局场合，因而，直接机械力效果，尤其是耐久载荷，招致的变形和开裂损坏状况相对较少。泡沫混凝土在运用进程中的开裂损坏以枯燥缩短、热胀冷缩、化学减缩、非正常外界冲击等惹起的体积变形最为常见。
2.1 泡沫混凝土与一般混凝土的异同
泡沫混凝土与一般布局混凝土同归于水泥基资料，同归于脆性资料，这是它们之间的底子共同之处。它们之间的异样首要在于组成的异样，一般布局混凝土中包括石子、砂子等粗细骨料，而泡沫混凝土中一般不含骨料；其次在于内部布局的异样，一般布局混凝土之内很少富含毫米标准以上的大孔，一般以毛细孔（0.01-10mm）和凝胶孔（<0.01mm）为主，孔隙率也比拟低，而泡沫混凝土内部则富含恰当局部毫米标准的孔隙，并且这些毫米孔底子上是关闭的球形孔，孔隙率高达40％以上；再次是体现为功能上的异样，布局混凝土密度大，强度高，弹性模量大，导热系数大，缩短小，而泡沫混凝土密度小，强度低，弹性模量小，导热系数小，缩短大。
上述有关混凝土体积变形和开裂方面的缘由和开裂损坏机制底子上适用于泡沫混凝土。连系上述混凝土体积变形类型和开裂状况和缘由的剖析，不难揣度，招致泡沫混凝土整体性欠安的底子缘由在于组成上以水泥为主，布局上多孔和功能上强度低。
如上所述，骨料在混凝土硬化进程中实际上改变很小，在运用进程中也很少改变，除非受冷热效果会发作较显着的体积改变。化学减缩、碳化缩短、枯燥缩短等都来自于水泥浆，泡沫混凝土以水泥为首要组成资料，不含骨料，就底子决议了其大的缩短量。其次，泡沫混凝土在初始维护期间强度开展比拟慢，而其低热传导功能又使水化发作的热量难以及时向外界排出，往往招致初始泡沫混凝土温度急剧升高，招致体积胀大，在冷却进程中就会在内部发作温度应力和裂缝。泡沫混凝土即便在彻底硬化之后强度也处于较低的水平（一般不高于10MPa），因而，任何非正常外来的机械效果力也城市惹起其变形乃至开裂损坏。
3 减小泡沫混凝土缩短操控开裂的能够的技能方法
根据上述混凝土在水化硬化进程中和运用进程中体积变形表象和内涵缘由剖析和对泡沫混凝土与一般布局混凝土在组成、布局和功能方面的异同点的剖析，连系泡沫混凝土制备和运用中能够呈现的状况，就如何减小泡沫混凝土缩短操控开裂本文提出以下几点能够的技能方法。
1）选用快硬低发热水泥作为泡沫混凝土用胶凝资料；
2）添加过量细骨料，挑选合理的水泥、砂子合作比；
3）加强早期维护和及时散热，削减人为非正常外来机械冲击；
4）引进适合和过量的胀大组分，补偿体积缩短；
6）采纳恰当办法，削减空间束缚，添加自在变形成分；