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淺談泡沫混凝土在地面墊層施工技術中的應用

發布時間:2015-04-01  所屬分類: 泡沫混凝土

本文針對目前地面墊層的材料和施工技術進行探討,具體研究泡沫混凝土地面墊層施工技術帶來的優勢和好處。首先通過對常規輕集料混凝土與泡沫混凝土施工工藝的比較,可以了解到常規輕集料混凝土的泵送性能不佳,只能采用人工推運或其它大型垂直運輸機械運輸,費工費時效率低下,對于高層建筑和工期要求較快的工程較為不利。

 

  眾所周知,輕集料混凝土地面墊層是我國現階段較為普及的一種工藝做法。但因為原材料價格上漲及原材料受限(如粘土陶粒等)的影響,輕集料混凝土的價格居高不下,并且常用的輕集料混凝土由于受現場攪拌及泵送性能差的限制,在工程實際應用中主要采用商品混凝土運輸至現場再通過人工推運和其它垂直運輸機械(如:外用電梯)的方式進行施工,費時費工且施工質量難以保證,對于工期緊任務重的工程(如高層或超高層建筑)是一個制約工期的主要因素。以上問題如何得到解決呢?這給新型的輕質混凝土材料提供了發展機遇。

 

  泡沫混凝土是一種新型的輕質混凝土,近幾年隨著我國施工技術的發展已成為我國一項新興的輕質混凝土材料,它不僅成本低廉,而且可用專用發泡水泥生產設備進行現場生產、泵送(泵送高度可達200m),施工速度快,省時省力,并且該材料還具有輕質、保溫、隔熱、隔音、耐火等功能?,F今泡沫混凝土逐步應用到建筑物平屋面找坡層、屋面保溫隔熱層、地面墊層、防火隔離帶專用板、地基填充施工及地采暖保溫等工程中。

泡沫混凝土的原理

 

  1、泡沫混凝土的形成

 

  泡沫混凝土是用物理機械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫,再將泡沫加入由水泥、水等制成的料漿中,經均勻混合,澆注成型、養護而成的新型輕質、保溫、隔熱材料。由于其含有大量的封閉孔隙,因而表現出良好的物理力學性能,即輕質、保溫、隔熱、隔音等功能。

 

  泡沫是由細小空氣泡組成的分散體系,氣泡之間有細微的液體薄膜隔開。由于液體的表面張力,液體表面有自動縮小的趨勢,因而純靜液體經攪動后并不能產生大量泡沫。在純靜液體中,兩個氣泡相碰就會毫無阻礙地結合在一起,最后氣泡全部破裂。但如果在液體中溶解一種能降低氣—液界面張力的物質,使形成在組成上與其他液體有區別的,且有一定機械強度的臨界層,那么在兩個氣泡相碰時,這種臨界層便可作為“緩沖層”防止氣泡破裂,泡沫劑液體在強大的高壓空氣的吹動下,形成大量的表面漲力極強一個個的獨立氣泡。

 

  2、泡沫混凝土的結構

 

  將已制得的泡沫加入到由水泥、水等組成的料漿中均勻攪拌后即成為泡沫混凝土混合料,泡沫的氣泡就變為互相隔開的氣泡。氣泡的壁體是泡沫料漿的微粒和水構成,泡沫混凝土氣孔形狀與加氣混凝土有所不同,不是形成橢球體,它在毛細管作用下多少要產生變形而變成多面體?;旌狭现械募毧追植嫉糜鶆?、尺寸愈小,則泡沫混凝土強度愈高。

 

   泡沫混凝土的原材料

 

 

 1、水泥

 

  水泥是泡沫混凝土的主要材料,一般普通硅酸鹽水泥為主要材料,根據設計要求的混凝土容重的不同水泥的用量及等級也不盡相同,一般容重在300~1200kg/m3泡沫混凝土在工程中較為常用,如果要求墊層強度較高的工程在泡沫混凝土制作時要適當提高水泥用量及強度等級,并摻入少許細砂以達到設計要求。

  2、泡沫劑

 

  泡沫劑是一種無污染的強力發泡劑,具有良好的發泡能力,與水有很好的親和性,能在水泥漿中產生大量且均勻分部的獨立、封閉氣泡,具有高穩定性的泡沫囊,表現出極強的立體張力和特異的韌伸性,支持泡沫水泥漿料終凝前保持氣孔原態,在施工中采用機械泵輸送不消泡、不塌落。

 

  泡沫的質量以堅韌性,發泡倍數和泌水量等指標來鑒定;泡沫的堅韌性就是泡沫在空氣中在規定時間內不致破壞的特性,常以泡沫在單位時間內的沉陷距來確定;發泡倍數是泡沫體積大于泡沫劑水溶液體積的倍數,泌水量是指泡沫破壞后所產生泡沫劑水溶液體積。當泡沫質量符合下列指標時,即可用于生產泡沫混凝土:①1h后泡沫的沉陷距不大于10㎜;②1h的泌水量不大于80ml③泡沫的倍數不小于20。所以選擇質量良好的泡沫劑加之正確的施工工藝是生成優質的泡沫混凝土的前提條件。

泡沫混凝土的特點

 

  1、輕質

 

  泡沫混凝土的密度小,泡沫混凝土密度等級一般在300~1800㎏/m3,常用的泡沫混凝土密度等級為300~1200㎏/m3范圍內,相當于普通混凝土的1/5~1/10。根據設計等要求,可在施工現場通過調整水泥、發泡劑用量或摻入砂、粉煤灰等材料,調整其密度。泡沫混凝土不僅可用作地面墊層、屋面找坡、保溫層,還可用作建筑物結構墻體使用,當用做結構構件使用時,一般可減輕建筑物自重的25%左右,甚至更高。因此,在建筑工程中采用泡沫混凝土具有顯著的經濟效益。

 

  2、隔音性能好

 

  泡沫混凝土屬多孔材料,因此是一種良好的隔音材料,建筑物的樓層、高速公路的隔音板、地下建筑物頂層均可采用該材料作為隔音層,其吸音性能比磚墻大約高5~10倍。

 

  3、隔熱性能優良

 

  由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細小孔隙,因此具有良好的熱工性能,即良好的保溫隔熱性能,這是普通混凝土所不具備的。泡沫混凝土熱導率較低,通常密度等級在300~1200㎏/m3之間的泡沫混凝土,導熱系數常在0.08~0.3w/m.k之間,熱阻約為普通混凝土的10-20倍。采用泡沫混凝土作為建筑物墊層及屋面材料,不但具有良好的保溫節能效果,而且隔熱效果顯著。

 

  4、耐火、環保、耐候性能強

 

  泡沫混凝土是無機材料,不會燃燒,具有良好的耐火性,它的熱傳導性能低,熱遷移慢,從而能保護其他構件不受火災的影響。由于泡沫混凝土原材料為水泥和發泡劑,發泡劑大都接近中性,不含苯、甲醛等有害物質,在高溫下也不產生有害氣體,因此是良好的環保材料。而且泡沫混凝土為水泥制品,因此其使用壽命較長,基本與建筑物主體同壽命。

 

  5、成本低廉、施工方便

 

  泡沫混凝土的主要材料為水泥和砂子等,原材料廣泛,無論在任何地區都可以就地取材,現場生產,價格低廉成本節約。并且其在現場施工時只需使用水泥發泡機即可實現自動化作業,并直接泵送至施工工作面,省時、省工又省料,工作量可達150-300立方/工作日,可滿足大面積施工需求。并且泡沫混凝土吸水率低,相對封閉的獨立氣泡及良好的整體性,使其具有一定的防水性能。

 

  泡沫砼墊層施工工藝

 

  1、基層清理

 

  用小掃把、小鐵鏟等工具將泡沫砼基層樓板清理干凈,做到無雜物、空鼓、起砂、落灰等現象。

 

  2、標高控制及成品保護

 

  在泡沫砼墊層澆筑前,須提前預制好與地面墊層砼同配比的泡沫砼塊,作地面沖筋處理之用,泡沫塊預制高度為設計墊層高度-5mm,以便現場用水泥砂漿將底部固定兼找平使用。根據設計要求及樓內+50mm線對地面進行沖筋處理,設置原則為梅花型布置。地面沖筋后,須將前道工序的成品、半成品進行成品保護(如戶門、防火門門框下坎、已完成的膩子墻面等),提前包裹好,以免造成污染。

 

  3、模板支設及基層澆水濕潤

 

  根據設計要求,按照泡沫混凝土墊層施工范圍支設側模(如:衛生間門口出300mm處、廚房門口處、暖氣片下部管根處等),模板采用方木及竹膠板支設,支設時必須保證面板的垂直、平整度。模板支設完成后,將地面基層進行澆水濕潤,因泡沫混凝土吸水率較低,所以澆水不宜過多,以保證地面潤濕為準。

 

  4、生產泡沫砼

 

 ?。?)生產泡沫

 

  泡沫制備采用專門的制備機(泡沫發生器)制備原理為物理方法,通過空氣壓縮機將發泡劑輸入自動發泡系統制備成泡沫。

 

 ?。?)生產混合料

 

  泡沫砼混合料制備機械根據工程需要選用,先將定量的水加入攪拌機,再將稱量好的水泥和摻加料投入攪拌機內攪拌,時間不少于2分鐘。

 

  (3)形成泡沫砼

 

  將配合好的混合料攪拌均勻后,與發泡劑在管道中混合并由高壓泵輸送至施工現場,澆注成型。

 

  5、澆筑成型

 

  先將已清理好的地面澆水濕潤,然后將配置好的泡沫混凝土,采用現場泵送的形式運至相應施工樓層處澆筑地面墊層,澆筑時由兩人分別同時作業,一人執澆筑管澆筑地面墊層,澆筑面應做到平整并一次成型,另一人執2m刮扛待澆筑達到標定高度后,自內向外將新澆筑的混凝土刮平,成活后必須做好成品保護,將通道臨時封閉以免交叉作業破壞。泡沫砼為粘稠的流體,其中含有大量的空氣和吸附水。出料管不得在泡沫混凝土中來來往往,以免破壞氣泡,待泡沫混凝土凝固后才能拆除模板。泡沫混凝土拌成后必須在1小時內用完,否則作廢不得繼續使用。

 

  6、成品保護及養護

 

  泡沫砼墊層澆筑完畢后,須將通道、入口等部位進行封閉處理,并設專人24小時看護,看護過程中只允許專業養護人員進出。泡沫砼墊層澆筑成型12~14小時后進行保濕澆水養護,養護時間不少于72小時。

 

    質量保證措施

 

  1、泡沫混凝土的品種、規格應符合設計和相關標準的規定?,F場發泡的泡沫混凝土,配合比應計量準確、攪拌均勻,并應對其導熱系數、密度、抗壓強度,隨機見證送檢。

 

  2、在工程大面積施工前,必須采用樣板引路制度,樣板工藝做法合格后方可大面積推廣施工,并且在制作樣板時須留置試塊進行抗壓強度試驗,合格后才能使用。

 

  3、施工過程中必須嚴格執行“三檢制度”,即自檢、互檢、交接檢,檢查合格后方可進行下道工序施工。

 

  4、施工用水必須采用自來水或純凈水,嚴禁含酸性物質的水摻入發泡沫劑中,以免產生化學反應,影響發泡沫劑的發泡效果。

 

  5、泡沫混凝土澆筑完畢后,必須將入口封閉,并派專人24小時看管,終凝前禁止上人,達到強度后必須及時派專人進行養護,以保泡沫砼墊層強度,避免出現裂縫。

 

  6、泡沫混凝土的施工環境氣溫須在5°C以上,且應避免高溫天氣下施工。


 

    綜合性對比分析

 

  在住宅地面墊層采用泡沫混凝土后,與原設計的輕集料混凝土相比還存在以下優勢:

 

 ?。?)減輕了樓面承受荷載,使得結構更趨于安全。

 

 ?。?)增強樓層間的隔聲性能,使得設計更人性化。

 

 ?。?)為墊層內的水暖管線提供了良好的保溫性能,減小因熱脹冷縮對管線帶來的負面影響,增強了管線的使用壽命。


  當然,泡沫混凝土墊層施工技術也存在一些弊端,需要在今后的施工中改善,其主要體現在:①由于泡沫混凝土的流動性很好,致使地面墊層的表面平整度較難控制,需要工人的技術水平較高;②泡沫混凝土的強度較低,難以滿足高強度混凝土墊層的要求。



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