泡沫混凝土是一种轻质多孔的材料，具有优良的隔热、减震性能，广泛应用于墙体、屋顶、道路等。相较于普通混凝土，低强度、收缩大、整体稳定性差、易裂等缺点限制了泡沫混凝土的应用。研究表明纤维能提高泡沫混凝土的力学性能并增强韧性，因此广大学者纷纷对此展开研究。为了进一步扩大泡沫混凝土在工程上的应用，本文对泡沫混凝土强度的主要影响因素进行了归纳、分析与总结，并阐述了泡沫混凝土在屋面工程、路桥施工及基坑回填等领域中的应用。

1粉煤灰掺量对泡沫混凝土的影响

泡沫混凝土强度受粉煤灰掺量的影响显著。为研究粉煤灰掺量对其力学性能的影响，陈立延等采用了5种掺量（10%、15%、20%、25%、30%）的粉煤灰进行测试，如图1所示。

由图1可发现，在其余条件相同的条件，抗压强度随粉煤灰掺量的增加而下降。可推断为粉煤灰掺量增加导致内部砂浆基体的流动性下降，削弱了气泡间的混合作用，降低其密实度。这一现象在石川等的研究中也得以体现。

研究表明，随着粉煤灰掺量的增加，泡沫混凝土的抗压强度呈现下降-上升-下降的趋势。当粉煤灰掺量为30%时，抗压强度略有提高。这是因为此时粉煤灰具有滚珠效应，泡沫在混凝土内能够均匀分散地布置，提高了抗压强度。

王鑫研究表明由植物和动物蛋白质制备的泡沫混凝土，均随着粉煤灰掺量的增加，其抗压强度显著增大。当粉煤灰掺量为30%时，由植物和动物蛋白质制备的泡沫混凝土强度提高均处于最大，明显增大了87.5%、75%。而当粉煤灰掺量为10%时，与动物型泡沫混凝土相比，植物型泡沫混凝土的抗压强度更低。邱常怀研究发现随着粉煤灰掺量的增加，泡沫混凝土的抗压和抗折强度均有下降。

2水胶比对泡沫混凝土的影响

水胶比也是影响泡沫混凝土强度的一个重要因素，泡沫混凝土用水量的大小直接影响其干表观密度等级、强度等，因此，选择合适的水胶比对泡沫混凝土的强度有着显著的提升。

邵成健等发现水胶比对泡沫混凝土抗压强度的影响与气泡含量有关。对于气泡含量低于40%的泡沫混凝土，随着水胶比的增大，其抗压强度在减小；反之，水胶比对其抗压强度的影响很小。李晨研究表明同一龄期下，随着水胶比的增大，其抗压和抗折强度均呈现先增大后降低的趋势，最佳水胶比为0.45。原因是当水胶比为0.45，砂浆基体的流动性较好，泡沫在砂浆中分布更加均匀、气孔圆滑，从而提高了抗压和抗折强度。郑秀梅等研究了四种水胶比（0.35、0.40、0.45、0.50）对泡沫混凝土抗压强度的影响。当龄期为7d时，0.45水胶比的泡沫混凝土抗压强度较低，其余水胶比对应的泡沫混凝土抗压强度均有较大增长；当龄期为28d时，最佳水胶比为0.35，其对应的抗压强度高达2.30MPa。王鑫认为随着水胶比的增大，植物普通硅酸盐水泥泡沫混凝土的抗压强度逐渐减小；与植物型泡沫混凝土类似，随着水胶比的增大，动物泡沫混凝土的抗压强度逐渐减小，如图2所示。因此，泡沫混凝土的水胶比存在一个适宜的范围，过多或过少均会降低强度。

3聚丙烯纤维对泡沫混凝土的影响

泡沫混凝土强度低会影响其进一步的应用，因此在泡沫混凝土中加入纤维不仅可以改善其柔韧性，而且适当的纤维掺量可使得泡沫混凝土的强度明显提升。张雪松等在标准养护条件下对不同聚丙烯纤维含量的泡沫混凝土试件进行测试，见表1。

由表1可知，聚丙烯纤维最佳掺量为0.3%，此时，泡沫混凝土抗压强度比未掺纤维时分别提高了2MPa、6.37MPa。但当聚丙烯掺量为0.5%时，其抗压强度显著下降。石川等研究发现与无纤维的泡沫混凝土相比，掺入0.3%的聚丙烯纤维后其强度提高了22.5%，表明掺入聚丙烯纤维能提高泡沫混凝土的密实性。孙亚飞等[发现聚丙烯纤维掺量在0.06%～0.10%时，纤维掺量增加对泡沫混凝土抗压强度的提升较为明显，并建议在泡沫混凝土中掺入0.10%的聚丙烯纤维，能够有效提高构件的开裂性和耐久性，如图3所示。

余意通过对泡沫混凝土的抗压和劈裂抗拉强度进行试验研究，发现聚丙烯纤维掺量由1.0%增加到1.5%时，混凝土抗压和劈裂抗拉强度降低幅度高达31%、12%，这是因为纤维填充了孔隙并对内部不连续区域起到桥联作用，但掺量的增加导致泡沫混凝土内部连通孔比例增加，进而降低了混凝土的强度。邱常怀研究表明随着聚丙烯纤维掺量的增加，其抗折强度与抗压强度均出现了显著性的增加，与无纤维相比，其抗折强度增加了77.8%，意味着聚丙烯纤维很好地改善了泡沫混凝土的抗折强度；与无纤维相比，其抗压强度增加了26.7%，表明聚丙烯纤维同样能很好地提高泡沫混凝土的抗压强度。

4混杂纤维对泡沫混凝土的影响

关于纤维对泡沫混凝土力学性能的影响，更多是集中在单掺纤维对其力学性能的影响。为了解混掺纤维对泡沫混凝土力学性能的影响与单掺时有何不同，研究者们纷纷对此展开研究。如图4所示，吴潜等研究了聚丙烯纤维与玻璃纤维混杂时对泡沫混凝土性能的影响，表明混杂纤维对其抗折强度有所改善，发现0.12%的聚丙烯纤维与0.06%的玻璃纤维混掺时，泡沫混凝土的抗折强度达到最大。其余情况下，纤维混掺对泡沫混凝土的抗压强度影响较小，这是因为纤维在混凝土中主要起到增韧、抗裂的作用，而混凝土的抗压强度主要取决于内部的密实度。詹丽萍发现聚丙烯纤维和玄武岩纤维混掺时对泡沫混凝土性能有一定的改善作用，并且纤维的加入提高了内部孔隙率。当0.1%的聚丙烯纤维与0.2%的玄武岩纤维混掺时，泡沫混凝土的性能得以显著性的改善，其中抗压强度提高了13%，抗折强度提高了29%。

5泡沫混凝土在工程中的应用

5.1屋面工程

泡沫混凝土内部含有大量的封闭孔隙，使其具有良好的隔热性与可塑性。相比于传统找坡层材料，泡沫混凝土能一次浇筑成型、施工机械化程度高，间接提高了施工进程。此外，屋面工程需要具备保温、隔热、隔音性能，而泡沫混凝土正好满足屋面工程所需且更加绿色环保。

5.2路桥施工

考虑到路桥施工过渡段存在承载力支撑不足，而泡沫混凝土具有体密度小、质轻等特性，能很好地减少混凝土的回填质量，实现路桥结构的减载作用。此外，泡沫混凝土可缩短工期、减少工序，进而降低路桥施工的成本。

5.3基坑回填

泡沫混凝土具有成本低、施工机械化程度高、质量高等优势，将其用于地下室深基坑回填，能有效防止基坑沉降、起到防水作用等。因此，将泡沫混凝土作为回填材料，能有效地压实基坑角落的回填土、缩短工期、减少基坑的沉降量，同时还能防水、隔热，具有显著效益。

6展望

泡沫混凝土材料作为一种性能优异、用途广泛的建筑材料，在节能与环保的大环境下发挥着显著作用。虽然现阶段已对泡沫混凝土的研究取得了一些进展，但实际上仍有待加强：①进一步改善泡沫混凝土的性能，重点在减重、提高耐久性；②在改善性能的同时，应重点研究孔结构与力学性能间的关系等。

未来，轻质、高性能、节能的泡沫混凝土是建筑材料发展的重点，应利用现有的先进技术条件，让泡沫混凝土真正为我们所用。

7结语

（1）泡沫混凝土的抗压强度随着粉煤灰掺量的增加而降低，当粉煤灰掺量为30%时，其抗压强度略有提高。

（2）不同的水胶比对泡沫混凝土的力学性能、耐久性等均有影响，选择合理范围内的水胶比对泡沫混凝土的强度有着显著的提升，一般在0.35～0.45之间。

（3）适量的单掺纤维在一定程度上可以提高泡沫混凝土的强度，如聚丙烯纤维的最佳掺量为0.1%～0.3%。相比于单掺纤维，适量的混掺纤维对泡沫混凝土强度提升较大，并且混掺纤维组合不同发挥的优势也不同。

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知识点：泡沫混凝土强度