發泡水泥標準的探討
隨著發泡水泥技術的普及，在實際施工中關於發泡水泥合格的標準一直是一個比較模糊的概念，本文將結合我公司幾年的施工經驗對此進行一個論述並請同行斧正。
首先我覺得要熟悉發泡水泥在施工應用中的標準必須掌握容重、抗壓強度、導熱係數之間的平衡度，因為發泡水泥容重與抗壓強度成正比，而又與導熱係數成反比，而發泡量除了考慮到發泡劑本身的特性外（植物性發泡倍數普遍大於動物性，但發泡強度差於動物性發泡劑）。還需要考慮到壓力大小，通常氣壓壓力大的情況下發泡量也將相對增大，同時發泡劑的使用量也將相對減少。現在國內常見的發泡劑發泡倍數多在4-9倍。從現場採集的樣塊進行分析，氣孔分佈性及穩定性佔優的動物性發泡劑做的工程佔優勢，從流動性分析，植物性的發泡劑佔優勢。
瞭解以上基本特性後我們來綜合分析發泡水泥的合格標準。
地暖施工中，理想的容重在450KG/m3，採用現下常見的螺桿或液壓式輸送裝置，每立方發泡劑用量在0.8-1KG左右。筆者推薦使用動物性或混合性發泡劑，不推薦植物性發泡劑，因為從保溫效能上來說，植物性發泡遠遜於動物性發泡後的成品，動物性發泡由於其獨立氣泡、高強度、穩定性好而更適宜於保溫應用。其實無論別人如何說，我們一直覺得植物性發泡劑是一種替代品，在發泡水泥技術日趨成熟的今天，如何選擇發泡劑應該是所有施工廠家需要了解並思考的問題。屋面保溫施工中理想的容重在350KG/m3，根據山東省“低密度發泡水泥隔熱層，低溫熱水地面輻射地暖工程建設技術導則“（JD14-001-2005）”中的參考資料為：容重在400 KG/m3的水泥試塊其抗壓強度為0.4MPa，導熱係數為0.087 W/m.k，根據我公司送山東省建設廳檢測結果為：當容重在410 KG/m3的水泥試塊其抗壓強度為0.56MPa，導熱係數為0.09 W/m.k，(均採用32.5R普矽水泥制送檢試塊),資料接近，可信度高於河北省的“地板採暖發泡水泥絕熱層技術規程DB13/T569－2004”。而我們得出的參考資料正是建立在這些檢測結果及平時工地採集樣塊的多次稱重抗壓實驗上的。
合格的發泡水泥製品具有氣孔分佈均勻，有一定的抗滲能力（根據我親自做的一個試驗，將一10CM厚度的發泡水泥試塊倒上一定量的水，24小時後將試塊鋸開測量水滲入深度為4.7CM），另外在隔熱、耐高溫、隔音等領域氣孔分佈均勻的發泡水泥特有的優勢也體現的比較明顯。同時對由於某些不合格發泡劑或施工工藝不當造成的氣泡渾濁、水泥使用量偏高、抗滲性差等產品應該是我們盡力避免並找出原因進行改進的課題。
一些推廣廠家為了達到驗收目的一味強調抗壓強度，從而導致施工中水泥使用量的增多及保溫效能的下降，因為在多數城市的建築業檢測中心目前的檢測條件只能對抗壓進行測定，而容重我們自己可以直接取樣塊稱重後進行換算，而多數地區無法檢測導熱係數導致對保溫效能標準評定存在一定難度，其實施工單位可以根據本文中提出的參考資料進行換算得出一個大致範圍，對有條件的單位和地區我們建議還是到可以檢測的機構對產品拿出嚴格的資料依據。由於發泡水泥國標遲遲未能頒佈，目前我們只能參照聚苯乙烯板及其它同類保溫材料的一些資料進行對比。現在比較流行的做法是地暖施工保溫層厚度為4CM，斜屋面厚度為6CM，平屋面厚度為10CM，現在我們用一張對比表來對發泡水泥節能標準進行探討。
發泡水泥與聚苯乙烯板效能比較表
項 目
保溫隔熱層
發泡水泥
聚苯乙烯板
抗壓強度（MPa）
0.80——4.00
0.11——0.20（0.14）
密度（kg/m3）
250——1200
25±4
導熱係數(W/m.k)
0.075——0.185
0.034——0.04
防溼性
供暖時，溫水管周圍不會出現結露現象。砂漿與混凝土樓板間不會因潮溼而出現分離現象。
供暖時，因溫水管周圍出現結露現象，而使各個介面會有分裂現象，導致砂漿面出現裂縫。
結合上表再參照國家頒佈的《全國民用建築工程設計技術措施--節能專篇》和《國家建築標準設計節能系列圖集》中提出的節能50%的要求，結合著3種材料的主要理化指標進行對比。
附表：
聚苯板保溫板的主要理化效能
專案
表觀 密度 kg?m-3
尺寸變化率%
吸水率%
抗壓強度Mpa
導熱係數w(m?k)-1
水蒸氣透溫係數ng/Pa?m?s
效能
20
5
≤4
≥0.10
0.034
≤4.5
珍珠岩發泡塗料的主要理化效能
密度kg?m-3
耐火 度%
體積吸水率15～30min
抗壓強度MPa
導熱係數W(m?k)-1
吸溫率%
40～300
800
29～30
/
0.045
0.006～0.08
聚氨酯保溫材料的主要理化效能
尺寸穩定性%
吸水率g?m-2
耐燃性
（離火自熄時間）
內部密度
表皮密度
29～60
35～50
2.0
150
0.17
0.019±0.03
3
然後我們採用保溫材料等效放熱係數盧值的計算公式：
β效＝k/(0.05+δ/λ,其中k為修正值，根據保溫的密封情況而定，A＝1.0～1.20：當貼上接縫緊密不透風時，取A＝1.20(或趨近於1)：
計算出等效放熱係數與板厚的關係，由此可算出保溫材料在相同等效放熱係數條件下的板厚：
δ=λ( /β效一0.05) 取β效＝1.5w／m2·℃，k＝l.20。聚苯板、珍珠岩發泡保溫塗料和發泡聚氨脂三種材料的導熱係數分別取0.034、0.045和0.019w／m·k，分別計算得板厚為2.55、3.38和1.43cm。
從上述材料需要的厚度對比，在滿足相同的等效放熱係數條件下，三種保溫材料需要的厚度從大到小依次為珍珠岩發泡保溫塗料、聚苯板、發泡聚氨酯。根據以上公式我們再採用同標準計算公式前提下可以求得等同聚苯板厚度係數環境下發泡水泥的厚度需要做到6.525 cm（2.55*0.087/0.034）在計算出這個資料後我們再按照聚苯乙烯板在施工中屋面標準3.5cm,地面3cm,那麼我們可以推算出改用發泡水泥做的話，平屋面厚度應為8.96cm（3.5*0.087/0.034）；地面厚度應為7.68cm才算合格（3*0.087/0.034）（以上數值僅供參考，因為實際施工中由於地暖及屋面有不同的施工規範，採用的標準也不一樣，而我們在本文中只是探討發泡水泥的規範參考）；外牆外保溫使用發泡水泥技術尚不成熟，不在今天探討範圍內。但是在實際施工中，我們通常所做的資料與以上所列有一定出入，特別是地面保溫層很多地區只做到3cm，從施工角度考慮我們可以將散熱管的一些因素加上，但單就保溫層來說，多數地區的確做的厚度不夠，本章節屋面參照了屋面工程施工工藝及驗收標準QB/CJJ-04-2003中的一些相關依據進行綜合推算得出了以上資料及論點。
現在國內裝置及發泡劑生產廠家所推行的施工方案基本是一種模式，即固定水量、發泡劑量、水泥量。或採用混後汲取，或採用體外發泡，但計算標準通常只用一個。在前文我們提到了屋面及地面發泡砼的理想資料，而要達到施工中的理想值，首先應從工藝上進行改進。我們應將屋面保溫與地暖施工區別對待。而要達到理想值不僅僅是從配比上進行調整，更合理的方法是從發泡劑上即開始改進、區分。同樣的發泡劑我們在生產中對原料配比進行調整後可以改變泡直徑的大小，針對屋面工程我們建議將單個泡直徑加大至0.8mm–1mm.因為使用獨立氣孔的發泡劑，適當加大氣孔直徑可以提高抗壓強度，氣孔過小可能導致試塊渾濁，起不到良好的保溫性。而在裝置的選用上雖然目前主流裝置以液壓為主，但從實際施工現場取樣分析，凡經泵送的發泡水泥製品實際效能遠不及現場澆注的效果，但現場澆注的一個最大劣勢在於施工量的不到提升，通常泵送方式一小時可做到12-18立方，而現場澆注的裝置只能達到3-4.5立方，所以改進現場澆注的裝置，滿足屋面保溫質量及施工效率的需求是裝置生產廠家所應面臨解決的一個課題。我公司在結合大型裝置及小型裝置的優點而推出的適用於屋面施工的水泥發泡機已經可以達到7立方/小時。而整機重量只有不到500公斤，採用分體式結構，方便於裝置的搬運及將裝置送到高空作業現場。
我們承認發泡水泥在新型建材領域中是一個有很大市場潛力的專案,隨著1999年國家將新型牆體材料列為國家重點扶持的高新技術，粘土實心磚逐步被新材料所取代，發泡水泥加上其本身的成本優勢將使該產品成為保溫材料的主力軍之一，而作為我們施工單位或加工該產品的企業，有義務對產品效能及標準做一些探討和參與標準的制定，因為新型建材從出現到技術的成熟畢竟是很多企業在應用中的總結，而加大對所從事專案的研究，也將加快該專案的成熟期，並吸引更多的企業參與到專案中來，最大化的使該專案得到利用和普及。
發泡水泥標準的探討
隨著發泡水泥技術的普及，在實際施工中關於發泡水泥合格的標準一直是一個比較模糊的概念，本文將結合我公司幾年的施工經驗對此進行一個論述並請同行斧正。
首先我覺得要熟悉發泡水泥在施工應用中的標準必須掌握容重、抗壓強度、導熱係數之間的平衡度，因為發泡水泥容重與抗壓強度成正比，而又與導熱係數成反比，而發泡量除了考慮到發泡劑本身的特性外（植物性發泡倍數普遍大於動物性，但發泡強度差於動物性發泡劑）。還需要考慮到壓力大小，通常氣壓壓力大的情況下發泡量也將相對增大，同時發泡劑的使用量也將相對減少。現在國內常見的發泡劑發泡倍數多在4-9倍。從現場採集的樣塊進行分析，氣孔分佈性及穩定性佔優的動物性發泡劑做的工程佔優勢，從流動性分析，植物性的發泡劑佔優勢。
瞭解以上基本特性後我們來綜合分析發泡水泥的合格標準。
地暖施工中，理想的容重在450KG/m3，採用現下常見的螺桿或液壓式輸送裝置，每立方發泡劑用量在0.8-1KG左右。筆者推薦使用動物性或混合性發泡劑，不推薦植物性發泡劑，因為從保溫效能上來說，植物性發泡遠遜於動物性發泡後的成品，動物性發泡由於其獨立氣泡、高強度、穩定性好而更適宜於保溫應用。其實無論別人如何說，我們一直覺得植物性發泡劑是一種替代品，在發泡水泥技術日趨成熟的今天，如何選擇發泡劑應該是所有施工廠家需要了解並思考的問題。屋面保溫施工中理想的容重在350KG/m3，根據山東省“低密度發泡水泥隔熱層，低溫熱水地面輻射地暖工程建設技術導則“（JD14-001-2005）”中的參考資料為：容重在400 KG/m3的水泥試塊其抗壓強度為0.4MPa，導熱係數為0.087 W/m.k，根據我公司送山東省建設廳檢測結果為：當容重在410 KG/m3的水泥試塊其抗壓強度為0.56MPa，導熱係數為0.09 W/m.k，(均採用32.5R普矽水泥制送檢試塊),資料接近，可信度高於河北省的“地板採暖發泡水泥絕熱層技術規程DB13/T569－2004”。而我們得出的參考資料正是建立在這些檢測結果及平時工地採集樣塊的多次稱重抗壓實驗上的。
合格的發泡水泥製品具有氣孔分佈均勻，有一定的抗滲能力（根據我親自做的一個試驗，將一10CM厚度的發泡水泥試塊倒上一定量的水，24小時後將試塊鋸開測量水滲入深度為4.7CM），另外在隔熱、耐高溫、隔音等領域氣孔分佈均勻的發泡水泥特有的優勢也體現的比較明顯。同時對由於某些不合格發泡劑或施工工藝不當造成的氣泡渾濁、水泥使用量偏高、抗滲性差等產品應該是我們盡力避免並找出原因進行改進的課題。
一些推廣廠家為了達到驗收目的一味強調抗壓強度，從而導致施工中水泥使用量的增多及保溫效能的下降，因為在多數城市的建築業檢測中心目前的檢測條件只能對抗壓進行測定，而容重我們自己可以直接取樣塊稱重後進行換算，而多數地區無法檢測導熱係數導致對保溫效能標準評定存在一定難度，其實施工單位可以根據本文中提出的參考資料進行換算得出一個大致範圍，對有條件的單位和地區我們建議還是到可以檢測的機構對產品拿出嚴格的資料依據。由於發泡水泥國標遲遲未能頒佈，目前我們只能參照聚苯乙烯板及其它同類保溫材料的一些資料進行對比。現在比較流行的做法是地暖施工保溫層厚度為4CM，斜屋面厚度為6CM，平屋面厚度為10CM，現在我們用一張對比表來對發泡水泥節能標準進行探討。
發泡水泥與聚苯乙烯板效能比較表
項 目
保溫隔熱層
發泡水泥
聚苯乙烯板
抗壓強度（MPa）
0.80——4.00
0.11——0.20（0.14）
密度（kg/m3）
250——1200
25±4
導熱係數(W/m.k)
0.075——0.185
0.034——0.04
防溼性
供暖時，溫水管周圍不會出現結露現象。砂漿與混凝土樓板間不會因潮溼而出現分離現象。
供暖時，因溫水管周圍出現結露現象，而使各個介面會有分裂現象，導致砂漿面出現裂縫。
結合上表再參照國家頒佈的《全國民用建築工程設計技術措施--節能專篇》和《國家建築標準設計節能系列圖集》中提出的節能50%的要求，結合著3種材料的主要理化指標進行對比。
附表：
聚苯板保溫板的主要理化效能
專案
表觀 密度 kg?m-3
尺寸變化率%
吸水率%
抗壓強度Mpa
導熱係數w(m?k)-1
水蒸氣透溫係數ng/Pa?m?s
效能
20
5
≤4
≥0.10
0.034
≤4.5
珍珠岩發泡塗料的主要理化效能
專案
密度kg?m-3
耐火 度%
體積吸水率15～30min
抗壓強度MPa
導熱係數W(m?k)-1
吸溫率%
效能
40～300
800
29～30
/
0.045
0.006～0.08
聚氨酯保溫材料的主要理化效能
尺寸穩定性%
吸水率g?m-2
抗壓強度Mpa
導熱係數W(m?k)-1
耐燃性
（離火自熄時間）
項 目
密度kg?m-3
內部密度
表皮密度
效能
29～60
35～50
2.0
150
0.17
0.019±0.03
3
然後我們採用保溫材料等效放熱係數盧值的計算公式：
β效＝k/(0.05+δ/λ,其中k為修正值，根據保溫的密封情況而定，A＝1.0～1.20：當貼上接縫緊密不透風時，取A＝1.20(或趨近於1)：
計算出等效放熱係數與板厚的關係，由此可算出保溫材料在相同等效放熱係數條件下的板厚：
δ=λ( /β效一0.05) 取β效＝1.5w／m2·℃，k＝l.20。聚苯板、珍珠岩發泡保溫塗料和發泡聚氨脂三種材料的導熱係數分別取0.034、0.045和0.019w／m·k，分別計算得板厚為2.55、3.38和1.43cm。
從上述材料需要的厚度對比，在滿足相同的等效放熱係數條件下，三種保溫材料需要的厚度從大到小依次為珍珠岩發泡保溫塗料、聚苯板、發泡聚氨酯。根據以上公式我們再採用同標準計算公式前提下可以求得等同聚苯板厚度係數環境下發泡水泥的厚度需要做到6.525 cm（2.55*0.087/0.034）在計算出這個資料後我們再按照聚苯乙烯板在施工中屋面標準3.5cm,地面3cm,那麼我們可以推算出改用發泡水泥做的話，平屋面厚度應為8.96cm（3.5*0.087/0.034）；地面厚度應為7.68cm才算合格（3*0.087/0.034）（以上數值僅供參考，因為實際施工中由於地暖及屋面有不同的施工規範，採用的標準也不一樣，而我們在本文中只是探討發泡水泥的規範參考）；外牆外保溫使用發泡水泥技術尚不成熟，不在今天探討範圍內。但是在實際施工中，我們通常所做的資料與以上所列有一定出入，特別是地面保溫層很多地區只做到3cm，從施工角度考慮我們可以將散熱管的一些因素加上，但單就保溫層來說，多數地區的確做的厚度不夠，本章節屋面參照了屋面工程施工工藝及驗收標準QB/CJJ-04-2003中的一些相關依據進行綜合推算得出了以上資料及論點。
現在國內裝置及發泡劑生產廠家所推行的施工方案基本是一種模式，即固定水量、發泡劑量、水泥量。或採用混後汲取，或採用體外發泡，但計算標準通常只用一個。在前文我們提到了屋面及地面發泡砼的理想資料，而要達到施工中的理想值，首先應從工藝上進行改進。我們應將屋面保溫與地暖施工區別對待。而要達到理想值不僅僅是從配比上進行調整，更合理的方法是從發泡劑上即開始改進、區分。同樣的發泡劑我們在生產中對原料配比進行調整後可以改變泡直徑的大小，針對屋面工程我們建議將單個泡直徑加大至0.8mm–1mm.因為使用獨立氣孔的發泡劑，適當加大氣孔直徑可以提高抗壓強度，氣孔過小可能導致試塊渾濁，起不到良好的保溫性。而在裝置的選用上雖然目前主流裝置以液壓為主，但從實際施工現場取樣分析，凡經泵送的發泡水泥製品實際效能遠不及現場澆注的效果，但現場澆注的一個最大劣勢在於施工量的不到提升，通常泵送方式一小時可做到12-18立方，而現場澆注的裝置只能達到3-4.5立方，所以改進現場澆注的裝置，滿足屋面保溫質量及施工效率的需求是裝置生產廠家所應面臨解決的一個課題。我公司在結合大型裝置及小型裝置的優點而推出的適用於屋面施工的水泥發泡機已經可以達到7立方/小時。而整機重量只有不到500公斤，採用分體式結構，方便於裝置的搬運及將裝置送到高空作業現場。
我們承認發泡水泥在新型建材領域中是一個有很大市場潛力的專案,隨著1999年國家將新型牆體材料列為國家重點扶持的高新技術，粘土實心磚逐步被新材料所取代，發泡水泥加上其本身的成本優勢將使該產品成為保溫材料的主力軍之一，而作為我們施工單位或加工該產品的企業，有義務對產品效能及標準做一些探討和參與標準的制定，因為新型建材從出現到技術的成熟畢竟是很多企業在應用中的總結，而加大對所從事專案的研究，也將加快該專案的成熟期，並吸引更多的企業參與到專案中來，最大化的使該專案得到利用和普及。