泡沫混凝土孔隙率的增大是導致其導熱系數減小的根本原因

制成的泡沫混凝土試件,按2.2所述條件和試驗方法養護至預定齡期。測定泡沫混凝土不同密度與抗壓強度和導熱系數的關系當干燥密度為1500kg/m3時,泡沫混凝土的導熱系數為0.70W/(m·℃),當干燥密度降低至430kg/m3時泡沫混凝土的導熱系數降低到0.16W/(m·℃)。普通的水泥混凝土的導熱系數一般為1.7W/(m·℃)左右。

可見,降低混凝土的密度可以顯著減小其導熱系數,賦予其隔熱保溫特性。實際上,泡沫混凝土產生保溫性能的直接的原因在于其內部引入了泡沫,細小并且均勻分布的泡沫阻斷或減緩了熱流的通過,從而導致泡沫混凝土導熱系數的降低。對于給定的泡沫混凝土,其干燥密度X與孔隙率ρ之間存在以下關系,即:

X=X0(1-ρ)(2)式中:ρ—泡沫混凝土的孔隙率,用體積分數表示;X0—孔隙率為0時假想泡沫混凝土的密度。

這樣式(1)所示的導熱系數與干燥密度之間的關系也可以表示為下式(3)所示的導熱系數與孔隙率之間的關系,即:Y=0.0872e0.0014x0(1-ρ)(3)

顯然,泡沫混凝土孔隙率的增大是導致其導熱系數減小的根本原因。與此同時,泡沫混凝土的抗壓強度也隨其干燥密度的降低而減小。當泡沫混凝土的干燥密度為1500kg/m3時,其7d、14d、28d抗壓強度分別為7.8MPa、8.7MPa、9.9MPa。與普通水泥混凝土相似,抗壓強度隨養護齡期的增長而提高。但是,當泡沫混凝土的干燥密度低至430kg/m3時,其7d、14d、28d抗壓強度分別降低至1.1MPa、1.5MPa、1.5MPa,而且抗壓強度隨養護齡期的增長提高不多。所以,實際使用中泡沫混凝土的適宜配合比必須同時兼顧工程對密度、抗壓強度、導熱系數等性能的綜合要求來確定。從這個意義上講,泡沫混凝土并不是一個固定的產品,而是一個系列產品。