一种新型轻质高强泡沫混凝土支护材料研究
泡沫混凝土性能研究报告
泡沫混凝土性能研究报告
泡沫混凝土是一种轻质高性能混凝土，由水泥、砂、水和稳泡剂组成，其内部充满了气泡。
其独特的结构使得泡沫混凝土具有比普通混凝土更轻、更绝热、更吸音等优点。
为了研究泡沫混凝土的性能，我们进行了一系列的试验。
首先，我们研究了泡沫混凝土的密度与强度的关系。
我们制备了不同密度的泡沫混凝土试件，并测定了它们的抗压强度。
实验结果表明，泡沫混凝土的密度与抗压强度呈负相关关系，即密度越大，抗压强度越低。
这是因为泡沫混凝土内部的气泡可以减少混凝土的密实度，从而降低了其强度。
其次，我们研究了泡沫混凝土的导热性能。
我们测定了不同密度的泡沫混凝土样品的导热系数，并通过计算得出了泡沫混凝土的导热性能。
实验结果表明，泡沫混凝土的导热系数随着密度的增加而降低，即密度越大，导热性能越好。
这是由于泡沫混凝土内部的气泡可以减少热传导的路径，从而提高了其绝热性能。
最后，我们研究了泡沫混凝土的吸音性能。
我们测定了不同密度的泡沫混凝土样品的吸声系数，并通过计算得出了泡沫混凝土的吸音性能。
实验结果表明，泡沫混凝土的吸声系数随着密度的增加而提高，即密度越大，吸音性能越好。
这是由于泡沫混凝土内部的气泡可以吸收声波的能量，从而减少了声波的反射和传播，提高了其吸音性能。
综上所述，泡沫混凝土具有较低的密度、较好的绝热性能和吸
音性能。
它在建筑、隔声、装饰等领域具有广泛的应用前景。
但是，由于其强度较低，使用时需要注意加强结构设计，以确保其安全可靠性。
同时，还需进一步研究泡沫混凝土的耐久性和工程应用技术，以推动泡沫混凝土的工程应用和推广。
《泡沫混凝土力学性能及其弹塑性损伤本构研究》范文
《泡沫混凝土力学性能及其弹塑性损伤本构研究》篇一一、引言泡沫混凝土作为一种新型的建筑材料，因其具有轻质、高强、保温隔热等优异性能，在现代建筑中得到了广泛应用。
随着科技的不断进步和研究的深入，其力学性能及其弹塑性损伤本构模型成为了研究热点。
本文将着重对泡沫混凝土的力学性能及其弹塑性损伤本构模型进行研究。
二、泡沫混凝土力学性能泡沫混凝土的力学性能主要表现在其抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等方面。
首先，抗压强度是衡量泡沫混凝土力学性能的重要指标之一，它反映了混凝土在受到压力作用时的抵抗能力。
实验结果表明，泡沫混凝土的抗压强度受其孔隙率、骨料种类及配比等因素的影响。
其次，抗拉强度和抗剪强度也是评价泡沫混凝土力学性能的重要指标，它们关系到混凝土在受到拉力和剪力作用时的稳定性和耐久性。
三、弹塑性损伤本构模型弹塑性损伤本构模型是描述材料在受到外力作用时产生的弹塑性变形和损伤的本构关系。
对于泡沫混凝土而言，其弹塑性损伤本构模型的研究具有重要意义。
目前，常用的弹塑性损伤本构模型包括基于经典弹塑性理论的本构模型、基于断裂力学的损伤模型等。
这些模型可以有效地描述泡沫混凝土在受到外力作用时的变形和损伤过程。
四、实验方法与结果分析为了研究泡沫混凝土的力学性能及其弹塑性损伤本构模型，我们采用了实验方法。
首先，我们制备了不同孔隙率和骨料配比的泡沫混凝土试样，然后对其进行了抗压、抗拉和抗剪等力学性能测试。
通过实验结果的分析，我们发现泡沫混凝土的力学性能与其孔隙率、骨料种类及配比等因素密切相关。
此外，我们还采用了基于经典弹塑性理论的本构模型和基于断裂力学的损伤模型对实验结果进行了拟合和分析，得出了不同应力水平下泡沫混凝土的弹塑性变形和损伤规律。
五、结论通过对泡沫混凝土力学性能及其弹塑性损伤本构模型的研究，我们得到了以下结论：1. 泡沫混凝土的力学性能受其孔隙率、骨料种类及配比等因素的影响。
在实验条件下，合理的孔隙率和骨料配比可以有效地提高泡沫混凝土的力学性能。
轻质泡沫混凝土(一)2024
轻质泡沫混凝土（一）引言：轻质泡沫混凝土是一种由水泥、砂浆和发泡剂等原材料制成的低密度混凝土材料。
它具有重量轻、保温隔热、吸音隔音等优点，在建筑、道路、堤坝等领域有着广泛的应用。
本文将从材料特性、生产过程、应用领域、优点、缺点等五个大点来详细介绍轻质泡沫混凝土。
正文：一、材料特性1. 低密度：轻质泡沫混凝土的密度较低，一般在300-800kg/m ³之间。
2. 保温隔热：泡沫混凝土中含有大量的微小气泡，形成隔热层，具有良好的保温性能。
3. 吸音隔音：由于泡沫混凝土的孔隙结构，它具有很好的吸音和隔音效果。
4. 耐久性：轻质泡沫混凝土具有一定的耐久性，不易受潮、腐蚀和老化。
二、生产过程1. 原材料准备：包括水泥、砂浆、发泡剂等原材料的选择和配比。
2. 搅拌制备：将水泥、砂浆等原材料与发泡剂进行搅拌混合，形成泡沫混凝土浆料。
3. 发泡处理：通过注入发泡剂，使泡沫混凝土浆料中产生大量微小气泡。
4. 成型固化：将发泡后的浆料倒入模具进行振实，经过一定时间的固化，形成坚固的轻质泡沫混凝土产品。
5. 后处理工艺：对成品进行切割、打磨等处理，以满足不同需求。
三、应用领域1. 建筑领域：轻质泡沫混凝土常用于墙体、屋顶、隔墙等建筑结构材料。
2. 道路领域：泡沫混凝土可作为路面填料，提高道路的坚固性和承载力。
3. 堤坝工程：轻质泡沫混凝土可作为堤坝填料，提高堤坝的抗震性和稳定性。
4. 隔热装饰：由于泡沫混凝土具有良好的保温隔热性能，可用于墙体保温材料、屋顶保温等装饰领域。
5. 农业领域：泡沫混凝土可用于农业温室、鱼塘等农业工程中，改善环境和提高产量。
四、优点1. 重量轻：与传统混凝土相比，轻质泡沫混凝土的重量更轻，便于施工和运输。
2. 保温隔热：具有良好的保温隔热性能，能够降低能源消耗。
3. 吸音隔音：泡沫混凝土的孔隙结构能够有效吸收噪音，提供舒适的环境。
4. 施工方便：可根据需要进行切割和定制，适应不同建筑结构的要求。
泡沫混凝土的研究进展及应用
泡沫混凝土的研究进展及应用摘要：近年来，泡沫混凝土在工程中得到了广泛的应用。
它是一种多孔材料，具有轻质、隔热、吸声、不燃、抗震等优良特性，能更好地满足建筑节能的要求，提高建筑的安全性。
因此，许多学者研究了掺和剂、发泡剂、骨料、外加剂、纤维、微孔结构等因素对泡沫混凝土的影响。
目前，泡沫混凝土已广泛应用于建筑节能、结构减载、基础回填等领域。
关键词：泡沫混凝土；性能；应用引言泡沫混凝土是一种轻质多孔材料。
它与泡沫玻璃、泡沫陶瓷和泡沫铝一起被称为四种无机泡沫材料，是四种无机泡沫材料中最大、最有前途的一种。
它是迄今为止功能性最大的散装无机轻质材料之一。
它的发明和应用为混凝土开辟了一个特殊的应用领域。
今后，泡沫混凝土将深刻影响人们的生活，造福社会的各个方面。
它的意义不久将变得显而易见。
1泡沫混凝土的发展历程我国泡沫混凝土的发展始于20世纪50年代末，前苏联先进的泡沫混凝土技术和工程应用传入我国，我国开始了泡沫混凝土生产的热潮，并开始形成规模。
但是，由于中苏关系的破裂和文化大革命的影响，我国泡沫混凝土的生产和应用在未来20年基本处于停滞阶段，其发展受到很大影响。
泡沫混凝土在我国的复兴是从现浇开始蓬勃发展的。
20世纪90年代末，泡沫混凝土屋面保温现浇技术首次从韩国传入我国，并在东部沿海地区得到迅速成功的发展。
随着新世纪建筑节能和墙体材料改革的发展，建筑保温越来越受到人们的重视。
泡沫混凝土近10年来发展迅速，进入了发展的高峰期。
在我国大部分地区，特别是北方需要采暖的地区，都有泡沫混凝土的研究和应用实例，主要用于墙体保温和地板采暖保温层，极大地促进了泡沫混凝土的发展和推广。
研发超低密度、高性能泡沫混凝土是未来发展趋势，进一步扩大其应用范围，发挥泡沫混凝土保温材料轻质、隔音、保温、防火、耐久性、环保、安全、低成本等优越性能，可以弥补传统保温材料的诸多缺陷2泡沫混凝土的研究进展2.1掺合料对泡沫混凝土性能的影响在泡沫混凝土的研究中，掺合剂的种类和掺量对泡沫混凝土的自重和抗压强度有很大影响。
《泡沫混凝土力学性能及其弹塑性损伤本构研究》
《泡沫混凝土力学性能及其弹塑性损伤本构研究》篇一一、引言泡沫混凝土作为一种新型的建筑材料，因其轻质、高强、隔热、隔音等优点，在建筑工程领域得到广泛应用。
随着科学技术的不断进步和人们对材料性能的要求不断提高，对其力学性能的研究成为了一个重要方向。
本篇文章旨在深入研究泡沫混凝土的力学性能以及其弹塑性损伤本构，以期为相关领域的研究和应用提供理论支持。
二、泡沫混凝土概述泡沫混凝土是一种以水泥、砂、水等为主要原料，加入发泡剂后形成多孔结构的建筑材料。
其多孔结构赋予了泡沫混凝土优良的物理性能和工程应用价值。
因此，研究其力学性能及损伤本构对提高泡沫混凝土的性能、延长其使用寿命具有重要意义。
三、泡沫混凝土的力学性能（一）弹性性能泡沫混凝土的弹性模量反映了其在外力作用下的变形恢复能力。
通过实验测试，我们发现泡沫混凝土的弹性模量与其孔隙率密切相关，孔隙率越大，弹性模量越小。
此外，还受到水泥种类、骨料粒径等因素的影响。
（二）强度性能泡沫混凝土的抗压强度和抗拉强度是衡量其承载能力的重要指标。
在实验过程中，我们发现随着孔隙率的增加，泡沫混凝土的抗压强度逐渐降低。
同时，合理选择水泥、掺入一定比例的添加剂等均可提高其强度性能。
（三）塑性性能由于多孔结构的特点，泡沫混凝土在受力过程中表现出较好的塑性和韧性。
在受到外力作用时，其内部结构能够发生一定的变形，吸收能量，从而表现出较好的延展性和抗震性能。
四、弹塑性损伤本构研究（一）弹塑性损伤模型针对泡沫混凝土的弹塑性损伤行为，我们提出了一种新的本构模型。
该模型将泡沫混凝土的应力-应变关系分为弹性阶段、弹塑性阶段和损伤阶段。
在弹性阶段，应力与应变成正比；进入弹塑性阶段后，随着应变的增加，应力逐渐增大并出现塑性变形；当进入损伤阶段时，由于内部结构的破坏，应力与应变关系发生变化，表现为应力降低。
（二）模型参数的确定为了使本构模型更好地反映泡沫混凝土的力学性能，我们通过实验数据对模型参数进行了确定。
高性能泡沫混凝土的研究
高性能泡沫混凝土的研究摘要：本文主要从高性能泡沫混凝土的概念与种类着手，逐步分析了其构成要素及应用现状，针对其应用过程中出现的问题提出相应措施。
关键词：高性能泡沫混凝土研究应用现状第一、泡沫混凝土的概念及分类泡沫混凝土，也叫发泡水泥，主要是运用化学或物理的方式将氮气、二氧化碳气、氧气或空气吸纳到混凝土浆体中，经成型、合理养护等步骤，使其形成富含大量孔洞且强度较大的混凝土制品。
泡沫混凝土，按组成胶结材料，可分为水泥泡沫混凝土、菱镁泡沫混凝土、石膏泡沫混凝土、火山灰质胶结材料泡沫混凝土；按所用主要填充料的种类，可分为粉煤灰泡沫混凝土、矿渣泡沫混凝土、秸秆泡沫混凝土等；泡沫混凝土按不同密度，可分为300kg/m3、400kg/m3、500kg/m3、600kg/m3、700kg/m3、800kg/m3这6种；依据不同的使用功能，可分为保温型、保温结构型、结构型；其应用领域很广，主要有房建泡沫混凝土、园林泡沫混凝土等；此外，不同的养护方式下，也可分为自然养护泡沫混凝土、蒸汽养护泡沫混凝土、蒸压养护泡沫混凝土。
第二、高性能泡沫混凝土的构成高性能混凝土是泡沫混凝土中性能比较高的一种，它是在大幅度提高普通泡沫混凝土性能的基础上运用现代混凝土技术制作的混凝土，具有较高的耐久性、工作性、实用性、强度体积稳定性、经济性[2]。
作为一种特殊的混凝土，高性能泡沫混凝土不仅具备普通混凝土的一般特点，其组成材料也应符合一定的技术要求。
2.1 水泥各种水泥是制备泡沫混凝土的重要材料，泡沫混凝土中拥有大量的泡沫，减缓了水泥水化过程，因此建议使用凝结时间较快的硫铝酸盐水泥、高铝水泥、早强型硅酸盐水泥、菱镁水泥、石膏等，为了保持其耐久性，制备高性能泡沫混凝土的水泥要选择普通硅酸盐水泥，用于墙体等重要部位时这点尤其重要。
2.2 泡沫剂泡沫剂是制备泡沫混凝土中心要素，其与泡沫混凝土性能息息相关，泡沫混凝土的孔径大小、均一性、泡孔封闭性等指标以及泡沫混凝土的力学性能和耐久性均受其影响。
泡沫混凝土在公路工程中的应用探讨
泡沫混凝土在公路工程中的应用探讨在现代交通运输领域中，公路工程始终是最为基础和重要的建设项目之一。
与此同时，材料技术一直是公路工程的核心重点。
泡沫混凝土材料由于其轻质，高强度，吸音防水，耐温等特性，因此在公路工程中得到广泛的应用。
本文将深入浅出地探讨泡沫混凝土在公路工程中的应用，以期进一步推广其技术，加速公路建设进程。
一、泡沫混凝土的概念和特性泡沫混凝土是由水泥、沙子、水和发泡剂的混合物。
其通过混合发泡剂和混凝土原材料，制造出轻质材料。
泡沫混凝土方块的容重范围为400-1600Kg/m3，抗压强度在0.4-4.0MPa之间。
泡沫混凝土其实就是混凝土中气孔占据空间，从而增强其轻质化的效果。
泡沫混凝土不仅有良好的隔声性能，还具有良好的耐火性能，并有防水性能。
泡沫混凝土在公路工程中的应用非常多。
泡沫混凝土的吸音性能是非常高的。
泡沫混凝土的密度小，孔隙率高，因此具有非常好的隔声和吸声性能。
泡沫混凝土不仅能在室内和公路的减振效果上发挥重要的作用，还能在音频设备、边缘波纹、空调管道等方面发挥良好的吸音效果。
二、泡沫混凝土在公路工程中的应用1、建筑外部保温层泡沫混凝土在公路工程中应用广泛。
在建筑里面，泡沫混凝土可以被用作外部围护构件，保温效果挺好的。
例如，可以把泡沫混凝土垫在路面下面，作为减震垫，防止道路的变形。
2、公路边坡加固公路边坡是经常会遇到的悬挂垂直于地面的坡地。
而泡沫混凝土可以被用做公路边坡的加固体，与之前的加固措施相比，泡沫混凝土可实现减轻重量、加速施工的目的。
3、建设防护墙涂料泡沫混凝土在公路工程中还可以应用于防护墙涂料。
由于泡沫混凝土的轻量、隔音、隔热效果良好，以及施工方便，泡沫混凝土被应用于路面外边沿防护墙的保温涂料。
4、公路隔声材料车辆在公路上行驶能产生非常大的噪声，特别是在市区高峰时段交通拥挤的场合下很容易引起交通噪声。
使用泡沫混凝土可以打造隔声墙并实现噪声控制。
此解决方案已被广泛应用于高速公路等公共建设项目中。
泡沫混凝土性能研究
泡沫混凝土性能研究摘要泡沫混凝土是一种质量轻、强度理想的混凝土。
由于泡沫混凝土中具有空心结构，因此具备较好的吸热和隔绝声音的功能。
文章首先探究了泡沫混凝土的成分、种类以及制作方法，其次分析了泡沫混凝土的各种物理和功能特性，并对其影响因素进行了详细的介绍，最后对泡沫混凝土的不足进行了评价，并对其未来的研究方向进行了展望。
关键词泡沫混凝土；抗压强度；导热系数引言随着全球气候变暖，建筑节能逐渐成为社会关注的重点之一。
泡沫混凝土的密度一般为300～1 800 kg/m3，且具有独特的物理和功能特性，包括能够减少粗细骨料的消耗、流动性较好、孔隙率较高，具备良好的隔热性、耐火性且其质量轻、隔音效果好，抗压强度也非常理想[1]。
泡沫混凝土的发泡工艺方法主要有物理发泡和化学发泡两种。
其中，物理发泡法主要采用预制泡沫混合法，先通过机械的方法制出泡沫，再将泡沫与搅拌好的浆料混合，从而制备出具有良好的流动性的泡沫混凝土混合浆液。
化学发泡法一般采用铝粉、碳化钙和过氧化氢作为充气剂，在混合过程中通过化学反应生成气泡，其产生的气体可以留在混合好的浆液中，从而使得最终混凝土固化后产生多孔结构[2]。
物理发泡法和化学发泡法最根本的区别是有没有发生化学反应而产生新的气体进行发泡。
无论是物理发泡法还是化学发泡法，都可以在很大程度上降低混凝土的密度。
根据泡沫混凝土的密度进行分类：密度范围为300～600 kg/m3时，通常在建筑结构中用于绝缘和填充结构，而密度范围为600～1 200 kg/m3时，可用于建筑结构中的非承重结构（预制块、建筑物外墙、隔墙、保温和隔音墙等）。
密度范围为1 200～1 600 kg/m3时，通常用于建筑结构中的承重结构[3]。
本文首先介绍了生产泡沫混凝土的原材料，接着对泡沫混凝土的物理特性进行了描述，包括工作性、流动性、力学性能等，最后介绍了泡沫混凝土的功能特性，总结了泡沫混凝土在今后的工程应用中还需要注意的问题。
泡沫混凝土的研究进展与应用
泡沫混凝土的研究进展与应用摘要：泡沫混凝土是将发泡剂通过机械方式或压缩空气法发泡，然后与水泥砂浆混合搅拌均匀，经过泵送剂或人工现浇施工，经过养护形成的一种含有大量气孔的新型轻质保温材料。
因其结构特性，泡沫混凝土具有轻质、保温、隔热、隔音、耐火、抗震性能好等优点。
目前国家对建筑节能和新型建筑材料不断推进，拓宽了泡沫混凝土的使用范围，泡沫混凝土在建筑节能领域将发挥更加重要的作用。
关键词：泡沫混凝土；原材料；应用1 原材料的种类及影响1.1 水泥水泥是组成泡沫混凝土的最主要成分，在泡沫混凝土体系中主要起到胶结作用，可以调节料浆黏稠度和减少坯体硬化的时间。
在生产之前，不用对水泥做额外的处理。
目前最常用的水泥主要有：硅酸盐系列水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥等。
1.2发泡剂发泡剂又叫做起泡剂，通过引进气泡方式的不同，分为物理发泡剂和化学起泡剂。
物理发泡剂是指使其水溶液在机械力作用下，引入空气而形成大量稳定泡沫的一种物质。
物理发泡剂都是表面活性剂或者表面活性物质，主要分为松香树脂类、合成表面活性剂类、蛋白质类、复合类。
化学发泡剂是可在水泥净浆中分解或与水泥中成分反应产生气体的物质，常用的化学发泡剂有：铝粉、过氧化氢、氯化铵等[1]。
任何物理发泡剂都可以稳泡剂的形式加入到化学发泡方式的泡沫混凝土中。
1. 3 外加剂外加剂是用来改善泡沫混凝土抗压强度、干密度、干缩值、吸水率等性能的物质，其加入量一般不超过5%。
常用的有减水剂、憎水剂、促凝剂、稳泡剂。
以硅酸盐水泥为基础的泡沫混凝土凝结时间长，以双氧水为发泡剂制备的混凝土，更容易出现塌模现象，所以引用促凝剂来加快水泥的水化、硬化。
减水剂的加入可起到润滑分散的作用，减少了毛细孔的产生；憎水剂可以是憎水性的物质，可充填到毛细孔中，也可与水泥反应生成憎水性成分以减少泡沫混凝土的吸水性。
1.4 掺合料掺合料的作用主要是用于取代一部分水泥，在不影响其性能的情况下以减少泡沫混凝土的成本，常用的掺合料有粉煤灰、矿渣和硅灰。
泡沫混凝土的研究进展与应用共3篇
泡沫混凝土的研究进展与应用共3篇泡沫混凝土的研究进展与应用1泡沫混凝土是一种具有轻质、保温、吸音、隔热等特点的新型建筑材料，近年来得到了广泛的应用。
泡沫混凝土的研究和应用可以追溯到20世纪初，自那时起，随着材料科学的不断发展和技术的不断推广，泡沫混凝土得到了广泛的关注和研究。
本文旨在介绍泡沫混凝土的研究进展和应用领域。
一、泡沫混凝土的研究进展1.材料性能泡沫混凝土是一种由水泡沫、水泥、细骨料和添加剂混合而成的轻质建筑材料，它具有轻质、保温、吸音、隔热、耐久性等优点，被广泛用于建筑、土木、地质等领域。
2.生产工艺泡沫混凝土的生产工艺包括物料配比、泡沫稳定剂的选择、泡沫生成和控制、搅拌和浇注等过程。
随着生产技术的不断改进和推广，泡沫混凝土的生产成本得到了降低。
3.复合材料复合泡沫混凝土是一种结合了泡沫混凝土和其他材料（如钢筋、粘土、石膏、木材等）的新型材料。
他们结合了两者的优点，同时克服了它们的缺点，具有更高的强度和更好的耐久性。
二、泡沫混凝土的应用领域1.建筑领域泡沫混凝土作为轻质建筑材料，被广泛用于建筑领域，如制作轻质混凝土板、保温隔热材料、墙体材料、预制构件等。
因为它的成本较低，加工简单，能够快速安装，所以在各种住宅和公共建筑的建设中得到了广泛的应用。
2.土木工程领域泡沫混凝土被广泛应用于土木工程领域，如道路、桥梁、堤坝、隧洞、管线等。
它具有非常好的隔热性能，可以为工程的施工提供良好的绝缘效果。
3.地质学领域泡沫混凝土可以用于挖沟、填洞、增强岩体等工程项目。
它的强度高、重量轻、耐久性好等特点，使它成为地质学领域的理想材料。
总之，泡沫混凝土在建筑、土木工程和地质学等领域都有广泛的应用，同时，随着技术的不断进步和创新，泡沫混凝土的应用前景非常广阔，将为建筑和工程领域的发展提供更多的可能性。
泡沫混凝土的研究进展与应用2随着建筑、道路、水利等工程的不断发展，对材料的性能要求也越来越高，同时以环保、节能及可持续性为目标的建筑材料需求也日益增大。
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２０１５年第１期 中州煤炭 总第２２９期 一种新型轻质 高强 泡沫混凝土支护材料研究 常 健 （神火集团新庄煤矿，河南永城４７６６００）
摘要：原有沿空留巷支护体存在支撑力小、材料消耗大、密封性差及工人劳动强度大等弊端，针对这些问题， 对新型支护材料原料、合理配合比的选取进行了研究，并做了相应的力学试验。通过对不同原材料配比形成 的支护体进行单轴抗压强度试验，掌握了不同原料配比时吏护体的不同特性，可据此设计不同矿压条件下的 沿空巷道支护。 关键词：原材料配比；轻质高强泡沫；沿空留巷充填 中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３—０５０６（２０１５）０ｌ一００１８—０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ａ Ｎｅｗ Ｔｙｐｅ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ａｎｄ Ｈｉｇｈ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｆｏａｍ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｈａｎｇ Ｊｉａｎ （Ｘｉｎｚｈｕａｎｇ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ，Ｈｅｎａｎ Ｓｈｅｎｈｕｏ Ｇｒｏｕｐ，Ｙｏｎｇｃｈｅｎｇ ４７６６００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｂｏｄｉｅｓ ｉｎ ｇｏｂ—ｓｉｄｅ ｅｎｔｒｙ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｈａｖｅ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｐｏｏｒ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ，ｌａｒｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｃｏｎｓｕｍｐ— ｔｉｏｎ，ｐｏｏｒ ｓｅａｌｉｎｇ ｑｕａｎｌｉｔｙ ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｌａｂｏｒ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｗｏｒｋｅｒｓ．Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｒａｔｉｏ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ，ｒｅｌｅｖａｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｎ— ｎｉａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｂｏｄｉｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｕｐｐｏｒｔ— ｉｎｇ ｂｏｄｉｅｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｎｄ ｔｈｅｓｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｃａｎ ｈｅｌｐ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｓｉｎｇ ｏｆ ｇｏｂ— ｓｉｄｅ ｅｎｔｒｙ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｏｃｋ ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｆｏａｍ；ｇｏｂ—ｓｉｄｅ ｅｎｔｒｙ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｆｉｌｌｉｎｇ
传统的巷旁支护体均存在一定的弊端，如：木垛 支护和密集支柱支护，其支承力小、材料消耗量大， 密闭性差；矸石带和料石垛支护可缩量大、劳动强度 大，采空区漏风严重；混凝土砌块墙则面临砌块过 重、工人劳动强度高、墙体成型时间长以及辅助运输 量大等问题。近些年发展起来的整体浇注巷旁充填 技术则需要建立一套较为复杂的充填系统，其成本 过高，且存在巷旁支护体早期强度低、脱模时间久的 问题 。此外，以往的沿空留巷方式还存在留巷速 度慢、难以适应综采工作面快速推进需要的缺点。 可见，巷旁支护的高效与否对沿空留巷的优势 能否充分发挥具有重要影响。因此，开发一种可靠 的巷旁支护形式对于保证沿空留巷的效果有着十分 重要的理论价值和实用意义。为此，本文将以减小 漏凝土砌块质量、降低工人劳动强度为目的，通过试 验研究来开发一种新的墙体砌块，并重点对其力学
收稿日期：２０１４—１０—０７ 作者简介：常健（１９８５一），男，河南商丘人，助理工程师。２００８年 毕业于安徽理工大学，现从事煤矿生产技术管理工作。
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特性及合理的材料配比进行研究。 １ 原材料的选取及技术要求 泡沫混凝土多以最普通的水泥为主要原料，主 要因为水泥可与不同的掺和料进行配比混合，进而 形成多种类型的水泥泡沫混凝土。试验选用的泡沫 々昆凝土原材料主要包括水泥、粉煤灰、细砂、纤维及 发泡剂。 １．１ 水泥 试验中以水泥作为主要的胶凝材料，主要因其 拥有分布广泛、性能优异、价格低廉、凝结硬化快、抗 冻性好、强度高和耐久性好等良好优点。使用的水 泥为Ｐ．０４２．５Ｒ普通硅酸盐水泥，其主要物理性能 指标如下：①品种，Ｐ．０ ４２．５Ｒ；②细度，０．８％；③安 定性，合格；④初凝时间为１６０ ｍｉｎ，终凝时间为２４０ ｍｉｎ；⑤抗折强度，３ ｄ时为４．５ ＭＰａ，２８ ｄ时为６．９ ＭＰａ；⑥抗压强度，３ ｄ时为３０．６ ＭＰａ，２８ ｄ时为 ５５．２ ＭＰａ。 １．２粉煤灰 ２０１５年第ｌ期 常 健：一种新型轻质高强泡沫混凝土支护材料研究 总第２２９期 针对不同的混凝土工程，应选用相应等级的粉 煤灰，选择方式见表１。此次试验选用Ⅱ级粉煤灰， 该粉煤灰符合ＧＢ／Ｔ １５９６－－２００５《用于水泥和混凝 土中的粉煤灰》（表２）标准中Ⅱ级技术要求。
表１粉煤灰的选择方式 粉煤灰等级 适用的混凝土类型 Ｉ Ⅱ Ⅲ
的化学成分含量：①ＣａＯ，３８％～４６％；②ＳｉＯ，，２６％ ～４２％；（ Ａ１２０３，７％～３０％；（ ＭｇＯ，４％～１３％。 １．８ 固化剂和激发剂 固化剂是能够使型砂中的黏结剂产生化学反应 而将砂粒固结在一起的材料；激发剂是一种高分子 活性材料，它对高效减水剂的分子链式反应有激活 的作用。试验中的固化剂和激发剂均为自制。 钢筋混凝土、跨度＜６ ｍ的预应力钢筋混凝土 钢筋混凝土、无筋混凝土 ２ 泡沫混凝土配合比设计 无筋混凝土（小于Ｃ３０）
１．３ 细集料 试验采用的细集料为细砂，密度为２．６５ ｔ／ｍ ， 细度模数为２．２，无杂物，含泥量不大于３％，同时需 过孔径３～５ ｍｍ的筛进行筛选。 １．４发泡剂 发泡剂是生产泡沫混凝土的关键。对于浆体的 稳定性、硬化体的力学性能及抗冻性起着至关重要 的作用 。试验选用的发泡剂为市售工业级双氧 水（浓度２７．５％）。 １．５ 纤维 试验选用的纤维为市售丙烯束状１９ ｍｍ、１９ ｍｍＹ单丝纤维或改性聚丙烯束状６，９ ｍｍ单丝纤 维，其物理力学性能如下：①直径１８ ｍｍ；②抗拉强 度 ．＝７００ ＭＰａ；③Ｅ ＝８ ０００ ＭＰａ；④延伸率１５％； ⑤纤维长度９ ｍｍ；⑥密度０．９１ ｔ／ｍ 。 １．６减水剂 减水剂是指在混凝土和易性及水泥用量不变条 件下，能减少拌合用水量、提高混凝土强度，或在和 易性及强度不变条件下，节约水泥用量的外加剂。 该试验选用的减水剂为市售聚羧酸盐高性能减水剂 （液体），其技术指标：①减水率≥２５％；②密度 （１．０９±０．０２）ｔ／ｍ ；③固含量为２２％±２％；④水泥 净浆流动度≥２５０ ｍｍ；⑤ｐＨ值范围为６～８；⑥氯离 子含量≤０．０２％；⑦碱含量≤０．２。 １．７硅灰和矿渣 两者均选用市售普通型号。在矿渣中添加硅酸 盐水泥熟料、粉煤灰等多种活性激化剂，可发生水化 反应，从而加工成矿渣胶凝材料。市售普通型矿渣 泡沫混凝土和普通混凝土配合比设计的目的是 相同的，即在获得所需泡沫混凝土前提下，制备出具 有良好耐久性的产品。泡沫混凝土由于其特殊性， 不能像普通混凝土那样，用一个较公认的强度公式 作为配合比设计的基础。所以需要根据普通混凝土 和粉煤灰混凝土的配合比设计原理及方法，同时结 合已有的泡沫混凝土配合比设计方法，在它们的基 础上加以改进和拓展。 考虑到发泡液本身的特点，进行泡沫混凝土配 合比设计时应满足以下几项要求： （１）确定泡沫混凝土设计强度和密度等级的关 系，泡沫混凝土要求在满足强度等级的同时，还应满 足相应的密度等级要求。而强度与密度对于发泡混 凝土来说是相互矛盾的，这就增加了配合比设计的 复杂性，因此，在设计中必须充分考虑 Ｊ。 （２）保证泡沫混凝土料浆的和易性，在与同强 度等级的普通混凝土相比时，若要满足同等的和易 性要求，则每立方米泡沫混凝土的水泥用量往往要 比普通混凝土多。特别对低密度混凝土来说，这种 现象将更为严重。因此，在泡沫混凝土的配合比设 计中应尽可能地节约水泥，提高经济效益。 （３）确保混凝土的耐久性指征，与普通混凝土 不同的是，发泡液的多孔性也导致其配置的泡沫混 凝土不密实，对混凝土的变形性能和耐久性能带来 不利影响。所以在泡沫混凝土的配合比设计中，应 特别注意。
３试验试块的制备方案设计 当前，泡沫混凝土的制备方法可分为２种：①预 制泡沫混合法，即先将泡沫制备好，再与砂浆混合成 型。②混合搅拌法，即将水泥砂浆和发泡剂一起预 制浇筑，再将坯体静停发泡。２种生产工艺最大的 区别是泡沫生成的方式，制备工艺的不同决定了２ 种方式生产出的泡沫混凝土的性能也不相同。一般
・１ ９・ ２０１５年第１期 常 健：一种新型轻质高强泡沫混凝土支护材料研究 总第２２９期 应力达到（０．７～０．９） 时，混凝土内部微创裂缝已 经有了较大的发展，但试件表面仍观察不到贯穿性 大裂缝。随着加载过程的继续进行，混凝土内部开 始出现在恒定荷载下可以自行继续发展的非稳定裂 缝。轻质高强混凝土的横向变形系数迅速增大，试 件体积由压缩变为膨胀，不久混凝土即将达到极限 承载力 。 （４）第４阶段：当混凝土达到极限承载力 后， 其自身所承受的荷载逐渐减小，而试件的应变一直 在增大。进入下降段后不久，试件中部的表面开始 出现第１条可见裂缝，此裂缝细而短，平行于试件的 受力方向。随着应变的增加，混凝土试件表面出现 多条纵向短裂缝，随之混凝土骨料与砂浆的界面粘 结裂缝及砂浆内部的裂缝不断延伸、扩展并逐步相 连。此时整个混凝土承载力迅速下降，并最终导致 试件的破坏，其破坏面与荷载垂线的夹角为５３。～ ７６。。 ４．２．２ 不同配合比泡沫混凝土单轴抗压强度试验 单轴强度试验在ＲＭＴ一１５０Ｂ多功能全自动刚性 混凝土伺服试验机上进行。该试验机最大轴向荷载 为１ ０００ ｋＮ，最大围压为５０ ＭＰａ。 通过ＲＭＴ多功能试验机进行单轴抗压强 度 ，测试出不同配合比条件试块在不同时期的单 轴抗压强度（表４）。 表４不同配合比条件泡沫混凝土单轴抗压强度 （１）单掺矿物微粉对抗压强度影响。从表４可 以看出，单掺硅灰时在２８ ｄ后抗压强度最高。这是 因为硅灰是一种颗粒极细（粒径为０．１～１．０ ｍ，是 水泥粒径的１／１００～１／５０，活性很高（比表面积为２０ —２５ ｍ）的掺合材料。其主要成分为无定形二氧化 硅。由于其活性很高，当与高效减水剂掺入混凝土 时，硅粉与Ｃａ（ＯＨ），反应生成水化硅酸钙凝胶体， 填充水泥颗粒间的空隙，改善界面结构及黏聚力，并 且单掺硅灰时的混凝土内部结构较致密，从而提高 混凝土的强度 。 在掺量相同时，单掺矿渣要比单掺粉煤灰的效 果好，其原因是矿渣的反应活性优于粉煤灰，矿渣能 够提供更多的水化产物，在降低水泥孑Ｌ隙率方面有 明显的作用。粉煤灰替代部分水泥后，水泥浆体系 中水泥浓度减小，控制水泥水化速率的有效水灰比 相对增大，溶液中的钙离子浓度降低，减少了颗粒之 间的连接，降低了早期抗压强度。当粉煤灰一水泥 体系在室温下水化时，由于浆体碱度不能满足激活 粉煤灰的要求，使粉煤灰的水化反应程度很低；又因 粉煤灰为低钙灰，只可能形成较少的Ｃ—Ｓ—Ｈ（水化硅 酸钙）凝胶，因而降低了混凝土的抗压强度。矿渣 的活性主要取决于玻璃体含量和组成中ＣａＯ／ＳｉＯ， 的比值，矿渣中玻璃体含量大，其活性就高。对于同