泡沫混凝土孔隙率的增大是導致其導熱系數(shù)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(yǎng)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(shù)的關系當干燥密度為1500kg/m3時,泡沫混凝土的導熱系數(shù)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(shù)降低到0.16W/(m·℃)。普通的水泥混凝土的導熱系數(shù)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(shù),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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(yǎng)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(yǎng)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(shù)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。