泡沫混凝土孔隙率的增大是导致其导热系数减小的根本原因

制成的泡沫混凝土试件,按2.2所述条件和试验方法养护至预定龄期。测定泡沫混凝土不同密度与抗压强度和导热系数的关系当干燥密度为1500kg/m3时,泡沫混凝土的导热系数为0.70W/(m·℃),当干燥密度降低至430kg/m3时泡沫混凝土的导热系数降低到0.16W/(m·℃)。普通的水泥混凝土的导热系数一般为1.7W/(m·℃)左右。

可见,降低混凝土的密度可以显著减小其导热系数,赋予其隔热保温特性。实际上,泡沫混凝土产生保温性能的直接的原因在于其内部引入了泡沫,细小并且均匀分布的泡沫阻断或减缓了热流的通过,从而导致泡沫混凝土导热系数的降低。对于给定的泡沫混凝土,其干燥密度X与孔隙率ρ之间存在以下关系,即:

X=X0(1-ρ)(2)式中:ρ—泡沫混凝土的孔隙率,用体积分数表示;X0—孔隙率为0时假想泡沫混凝土的密度。

这样式(1)所示的导热系数与干燥密度之间的关系也可以表示为下式(3)所示的导热系数与孔隙率之间的关系,即:Y=0.0872e0.0014x0(1-ρ)(3)

显然,泡沫混凝土孔隙率的增大是导致其导热系数减小的根本原因。与此同时,泡沫混凝土的抗压强度也随其干燥密度的降低而减小。当泡沫混凝土的干燥密度为1500kg/m3时,其7d、14d、28d抗压强度分别为7.8MPa、8.7MPa、9.9MPa。与普通水泥混凝土相似,抗压强度随养护龄期的增长而提高。但是,当泡沫混凝土的干燥密度低至430kg/m3时,其7d、14d、28d抗压强度分别降低至1.1MPa、1.5MPa、1.5MPa,而且抗压强度随养护龄期的增长提高不多。所以,实际使用中泡沫混凝土的适宜配合比必须同时兼顾工程对密度、抗压强度、导热系数等性能的综合要求来确定。从这个意义上讲,泡沫混凝土并不是一个固定的产品,而是一个系列产品。