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浅谈泡沫轻质混凝土在天津

建筑业中的应用及其推广价值

 周广祥

 

 

    胡锦涛总书记在党的十七大报告中明确指出:实现全面建设小康社会奋斗目标的新要求,要建设生态文明,基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式,循环经济形成较大规模,可再生能源比重显著上升,主要污染物排放得到有效控制,生态环境质量明显改善,生态文明观念在全社会牢固树立。因而,现代建筑业中,泡沫混凝土(发泡水泥)的兴起,恰恰符合了党的十七大精神的要求,也符合2012年5月9日天津市第十五届人民代表大会常务委员会第三十次会议通过的《天津市建筑节约能源条列》中“鼓励建筑节能科学研究和技术开发,推广建筑节能新技术、新工艺、新设备”的规定。要大力予以推广。

   泡沫轻质混凝土是以水泥为无机胶结料,粉煤灰、石灰粉做为掺和料,在专用机械搅拌桶中,与注入一定比列的工作水均匀进行搅拌成浆料,后再与通过发泡机将发泡剂制成的泡沫进行合成,并均匀混合后而而形成的浆料,凝固后称为泡沫混凝土。它具有轻质、保温、隔热、隔音、防腐、防潮、不燃、整体性、渗透性强、自流平等特点,其容重可从300kg/m3-1600 kg/m3,抗压强度明显高于纤维、粒状和有机材料,施工简捷、快速、工期短。它的兴起不仅使粉煤灰、石灰粉等社会污染物得到了再生利用,而且降低了建筑成本,节约了能源资源,保护生态环境。目前,它在我们天津建筑业中方兴未艾,日益兴起,并已被逐渐认识到是一种与传统的炉渣、挤塑板、珍珠岩混凝土等保温材料相比,成本低、见效快、效果好,其导热系数、干表密度、吸水率、抗压强度等重要技术指标,均符合国家建筑工业行业标准,属现代建筑科技产品。泡沫混凝土在天津正在逐渐被应用于屋顶保温(找坡)、坑基填充、室内垫层、地暖工程、防火隔离带、农业冬季大棚蔬菜种植等建筑业中,它在天津具有广阔的发展空间和较高的应用价值。

(1) 用于屋面保温(找坡)。泡

     沫混凝土用于屋面保温层中,是经现场机械制作,直接将泡沫混凝土浆料通过高压管道,泵送到指定工作面,这种浆料与屋面建筑体紧密结合,形成一体,其寿命与主体相同。泵送到屋面的泡沫混凝土浆料,还会将凹凸不平的屋面自然找平,自然渗透到屋面各个缝隙中,实现缝隙堵塞,让屋面形成实体。浇筑前,要清理屋面垃圾杂物,浇水湿润,要按建筑图纸坡度设计要求,确定好流水口处的最低点与屋面的最高点数值,确定好流水口之间的最高点数值,计算出平均厚度。按照厚度要求,要确定浇筑遍数,一般最少要浇筑两遍,第一遍可实现泡沫混凝土自流平,第二遍要进行人工刮面找坡。对不上人屋面可采用容重为A03—A04级(容重≦300-400kg/m3),导热系数≦0。08-0。10W/m。k,抗压强度在0。3—1。2Mpa)的泡沫混凝土;上人屋面可采用A05-A06级(容重≦500-600 kg/m3,导热系数≦0。12-0。14W/m。k,抗压强度在0。8—1。5Mpa)的泡沫混凝土,

泡沫混凝土用在屋面坡度一般为1%—2%之间,屋面30%以下的坡度,均可浇筑泡沫混凝土。对制作好的泡沫混凝土屋面,经3—7天的保湿养护后,要及时按照设计图纸要求,制作砂浆找平层,以对泡沫混凝土实行保质。制作泡沫混凝土的室外温度一般要在5℃以上,0℃以下不适宜制作泡沫混凝土,泡沫混凝土不适宜添加防冻剂。泡沫混凝土是用在建筑物的非承重部位,它不具有防水材料而特有的功能。

 


(2) 用于坑基填充。
      由于泡沫混凝土具有轻质性、渗透性和防腐防潮的特点,目前在天津的桥梁建筑、管道隧道填充、地下建筑物填充、地下室垫层工程中,已被广泛使用。


在泡沫混凝土坑基填充之前,要夯实坑基础、清理杂物、堵塞洞孔,填充每遍的高度要视泡沫混凝土容重和发泡剂的性质(物理的、化学的、复合型的)及稀释率而定,如容重在,300-400 kg/m3,发泡剂稀释率≦40,最高可浇筑0。65m;如容重在,500-600 kg/m3,发泡剂稀释率≦40,最高可浇筑0。50m;如容重≧600 kg/m3,抗压强度较高,要用纯水泥制作泡沫混凝土,并可使用复合型的发泡剂,其最高可填充1。2m,否则填充底层会出现破泡、炸泡现象,影响容重。浇筑上遍泡沫混凝土凝固后(1—3天),才可进行下遍浇筑;对使用泡沫混凝土坑基填充完毕的表面,要用砂浆制作保护层。

 

(3) 用于室内垫层及地暖工程。
      泡沫混凝土用于室内地暖工程,是与《地面辐射供暖技术规程》(JGJ142-2004)中所说的聚苯乙烯泡沫塑料板保温功能是相同的,此技术在韩国、日本、欧洲等地早已被广泛应用。国家在《地面辐射供暖技术规程》JGJ142-2004条文说明中明确指出:“采用泡沫混凝土作为保温材料,保温厚度一般为40—50mm,泡沫混凝土导热系数为0.09W/m.k。该材料具有承载能力强、施工速度快、机械化程度高的特点,适合大面积地暖工程。泡沫混凝土在地暖工程施工中,可采用以下方法:

    a、直接浇筑,一次成型。此种做法,在室内要先铺设好管道,然后再按标高要求直接浇筑,一遍成型,结合导热要求,此种做法应采用A07级(导热系数较高)以上的泡沫混凝土。浇筑前要清理出杂物,预埋好管路,堵塞好洞孔,确定好标高;对室内不同水平面间,要预制隔离板。 



     b、分层施工。底层浇筑泡沫混凝土,可采用A04-05级的泡沫混凝土,因其容重小,导热系数低,可起到绝热层的作用,此层厚度可在4-5cm之间;面层中,在盘管后,可再进行泡沫混凝土浇筑,其容重可为≧800-900 kg/m3,此层也可使用砂浆制作面层,但砂浆面层容重较高。泡沫混凝土终凝前,会有强烈的分散性和安全的流动性,容易与楼板紧密结合形成一个整体,避免了采用苯板保温材料后形成的空洞性。
  泡沫轻质混凝土在地暖工程施工中具有突出的特点



     1、较强的抗压和抗折强度。它可以起支撑住地暖管材和地面承重物的作用,其强度高、不变形、抗震好,避免了使用苯板而后期形成的地面起鼓裂缝现象。
    2、隔音效果好。泡沫混凝土形成的大量多孔性独立气孔,可以很好地吸音,解决了楼上走路楼下响的问题。
    3、重量轻。使用400-500 kg/m3的泡沫混凝土,厚度在4cm,每平方米只有16-20斤左右。
    4、施工速度快。施工前,建筑楼板无须找平,可直接施工,且施工速度一气呵成,正常情况每小时可施工250-300m2.


    5、一次性浇筑整体成型。此种作法,克服了传统作业中的工序多、工期长、返修率高、工时费等缺点,省去了施工中的铝箔层、钢丝网、苯板层等工艺,减少了找平层这一道工序,降低了成本。


施工中需要注意两个问题:
      一是净高要求。要按照《地板采暖发泡水泥绝热层技术规程》(DB13/T569-2004)6.1.3规定确定标高,即与土壤或不采暖房间相邻的地板上的绝热层厚度,应不小于6cm;直接与室外空气相邻的楼板绝热层厚度,应不小于6cm;各楼层间楼板上部的绝热层厚度应不小于4cm;如果工程允许也可增减绝热层厚度。      


     二是加强养护。浇注完成后正常温度下,要进行7天以上的保湿养护,期间不得进行交叉作业,防止泡沫混凝土被踩踏破坏。成型的泡沫混凝土表面上,要制作砂浆保护层。

    (4)用于防火隔离带。泡沫混凝土燃烧性能为(A1)级,标准要求为不燃性 △T≦30℃,△m≦50℃,tf=0s ;燃烧热值pcs≦2。0Mj/kg,因而,泡沫混凝土可广泛用于防火隔离带。施工中,厚度可根据实际需要来确定,一般不得小于5cm;制作高度,可参考坑基填充方法来进行。

     (5)用于农业冬季蔬菜大棚种植建筑业。天津地区种植农作物,有两年三季的特点,目前农业种植专业户,日益感受到了冬季种植业带来的高额利润享受。由于传统的砖、土墙作为大棚保温墙体,其导热系数差,棚内温湿度受室外温湿度变化影响严重,相应地影响了农作物的正常稳定生长。而泡沫混凝土的兴起,解决了大棚墙体导热系数差的问题,使棚内温湿度基本保持了较高的稳定性,可促使农作物正常快速生长。此大棚墙体的做法通常有三种,一是砌块砌筑法,即用预制好的A06-07级泡沫混凝土砌块,直接进行砌筑,此种砌块厚度要≧160mm;二是直接浇筑法,即在欲制大棚墙体部位,要预先支架好模体,模体厚度要≧160mm,然后直接向墙体内浇筑A06-07级泡沫混凝土,待7天自然养护期后,才能拆除模体,砂浆装修;三是先用传统砖块砌筑成中间为空洞的墙体,然后再向墙体的空洞内浇筑泡沫混凝土,空洞的宽度要≧100mm,此墙体可采用A03---A04级泡沫混凝土进行浇注。泡沫混凝土在冬季农田大棚建设中的应用,必将促进农业的增产增收。

     此外,泡沫混凝土还可用于建造隔音墙,运动场、田径跑道,地

窖、地下室、拱顶、下水道的填充,用于园林假山,储罐底脚的支撑等方面。

作为一种节能材料,泡沫混凝土具有很高的推广价值,与传统工艺及其材料对比,优势显著,可节约能源65%。

下表是泡沫混凝土与传统的聚苯乙烯泡沫板在保温建筑业中应用的对比表

序号

性 能

聚苯乙烯泡沫板

泡沫混凝土

1

导热系数

0。042W/m。k

0。080 W/m。k

2

抗压强度

1.1-2 kg /cm²

0。3-30Mpa

3

密度

≥20kg/m³

≦300kg/m³1600kg/m³

4

可燃性

容易燃烧,遇火熔化,且燃烧时释放有毒物体

不燃烧,不变形

5

与基面结合力

与楼板不结合,极易空鼓、裂纹。

与楼板及填充层同材质,结合牢固。

6

承载能力

承载能力低,家里安放重负荷家具时地面易被压裂

承载强度0。6Mpa,不会因压重物而开裂

7

耐久性

易老化,保质期6年,通常1年后会变形,在60ºC时马上变形老化

保质期50年,与填充层寿命相同,遇热不变形。

8

环保性

有异味,含有有害健康的挥发物,易产生化学污染

与浇筑楼板一样的水泥,无异味,无挥发物

9

填充层裂纹倾向

成块的苯板施工时会造成裂缝,且地面有空谷现象,易产生裂纹

整体机械化施工,不产生裂缝,与填充层相融性好,开裂倾向小

10

隔音性能

因为苯板密度太低,面层上有人踩踏会产生空洞的声音

整体隔音效果好,吸音能力可达0.09-0.19%

11

填充层要求

因苯板较软且易受压变形,所以填充层需要加厚,需大于40mm,否则会断裂

填充层和隔音层结合为一体,整体强度高,所以填充层厚度只需要30-40mm

12

找平层

建筑地面一般需找皮后才能铺设苯板

无需找平层,泡沫混凝土自身找平

13

施工工艺

工艺烦琐,固定管路的U形钉易脱出,需要PE镀铝膜和钢丝网

施工工艺简单,管道输送,机械化施工

14

施工速度

铺设聚苯板、铝箔纸,现场施工时间100m²大约需要1小时

用水泥发泡机现场浇筑,100m²施工时间只需20分钟

15

经济性

人工施工费及材料费较高,无需设备投资

施工简单,材料便宜,但一次性设备投资大

16

工程质量

绝热层分几种不同的材料层层重叠,不能成为一个整体,不易保证质量

绝热层和填充层都是混凝土制品,与建筑物同寿命,质量有保证。

      由此可见,泡沫混凝土不仅具有优于传统保温材料的功能,而且其生产每平方米价格,明显低于用苯板等原始材料制作保温层的价格,在屋面保温工程中,使用原设计的挤塑板厚度为6cm进行施工,其导热系数为0。030,现变更容重为A03级、导热系数为0。080的泡沫混凝土进行施工,在泡沫混凝土平均厚度为16cm时,可达到原设计挤塑板0。030的导热系数标准要求。经对两种做法的材料费、人工费、材料吊运费、人员施工费等经济指标换算对比,得出在使用炉渣白灰或珍珠岩作填充,用6cm挤塑板作为保温层,加上砂浆找平进行屋面保温施工的传统做法,其综合造价每平方米将在80元左右;而使用泡沫混凝土进行屋面保温施工,平均厚度为16cm,其综合造价平方米只在50元左右。因而泡沫混凝土在天津现代建筑业中,将会被广阔应用。

 

 

 


2017年5月6日

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