泡沫混凝土屋面保温施工应用技术.pdf

第 3 8卷第 8期 2 0 1 1年 8月 建筑技术开发 Bu i l di ng Te c hn i q u e De v e l o p me n t Vo 1 38。 No 8 Au g 2 01 1 泡 沫 混凝 土 屋 面保 温施 工应 用技 术 张俊峰苏群 山 高志强 ( 河南省第二建设集团有限公司， 河南新 乡4 5 3 0 0 2 ) 摘要 系统介绍泡沫混凝土在屋 面保温施工 中的应用 ， 重点 阐述 了工 艺实施 流程和操作要点 ， 并通 过与常规工 艺对 比， 阐释了泡沫混凝土屋面保温技术的推广应用价值 。 关键 词 泡沫混凝土 ； 屋 面保 温 ； 施工 中图分类号 T U 7 6 1 1 2 文献标志码 B 文章 编号 1 0 0 1 - 5 2 3 X( 2 0 1 1 ) 0 8 0 0 4 7 0 4 泡沫混凝土是一 种新型 轻质多孔保 温节 能材 料 ， 原材料 ( 如粉煤灰 、 矿渣 、 石粉 等工业 废料 ) 广 泛 ， 具 有保 温 隔热性 能好 、 自重轻 、 施 工方 便 、 作 业 文 明等诸多特点 ， 符合 国家环保和绿 色施 工的发展要 求 ， 随着生产技术的不断突破 ， 泡沫混凝土保温材料 及其制品被广泛应用于有保温要求 的( 楼) 地面 、 屋 面 、 轻 质 隔墙等施 工 中。 本文介绍一种采用 H T复合发泡剂的泡沫混凝 土 ， 混凝土通过机械泵送 、 浇注成型后用作屋面保温 隔热 层 。 1工程概 况 某核电站厂前区二期工程， 单位 ( 子单位 ) 工程 6个 ， 厂址毗邻黄海， 受近海影响 ， 厂址地 区常年 风 多、 风大 ， 冬季雪多 ， 夏雨季一般从七月下旬开始 ， 九 月上旬结 束 ， 雨 量集 中， 强度 较 大， 年平 均气 温 为 1 2 1 o C、 极端最高气温为 3 4 0 、 极端最低气温为 一 l 3 3 、 平均 相对 湿度 7 1 、 最小 相 对 湿度 为 6 1 、 平均 最大 风速 2 8 3 m s 。 该工程屋顶总面积约 9 5 0 0 m ， 屋面型式设计 同一期 工 程 ， 采 用 有 保 温 隔 热 上 人 屋 面 ( 做 法 参 照 0 5 J 9 0 9 ， 屋 5 ， 级) ， 具体做法为： 1 ) 铺块材( 防滑地砖 、 仿石砖 、 水泥砖等) ， 干水 泥擦缝 2 ) 1 0 m m厚低标号砂浆隔离层 3 ) 防水层 ( 双层 高聚物改性沥青 防水 卷材 ， 每 层厚 度 3 mm) 4 ) 2 0 m m 厚 1 ： 3砂浆 找平 层 5 ) 保温或隔热层 ( 7 0 mm厚挤塑聚苯乙烯泡 沫 塑料板 ， 传热系数为 0 4 3 w ( m k ) 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 51 5 作者筒 介： 张俊峰 ( 1 9 7 7 - ) ， 男 ， 河南 省汝 州市 人 ， 毕 业于郑 州工业 大 学 ， 本科学历 ， 工程师 ， 长期从 事建 筑施工 管理 ， 河 南省第 二建设集团有限公司副总经理。 6 ) 最 薄 3 0 m m 厚 L C 5 0轻 集 料 混 凝 土 2 找坡 层 7 ) 钢 筋混 凝 土屋 面板 一 期 工 程 屋 面施 工 时 ， 维 持 的 是 原 图 纸 设 计 ， 屋面轻集料找坡 采用 水泥膨 胀珍 珠 岩 ， 保温 层采 用聚苯 乙烯 泡 沫 塑 料 板 ， 施 工 时 间 恰 值 8月 中 旬 ， 鉴于 当地 的气 候 环 境 和材 料 特点 ， 结果 存 在 以下 不 足 ： 1 ) 水泥膨胀珍珠岩拌和、 铺设受天气 因素制约较 大 ， 大风天气下铺设“ 扬尘 ” 污染严 重 ， 为防止“ 扬尘 ” 加 水过多， 又遇上长期阴雨潮湿天气 ， 保温层内的水汽难 以排出 ， 影 响了施工环境 、 施工质量 ， 延 缓了工程进度 。 2 ) 在泡沫塑料板上做水泥砂浆找平层 时， 不 同 程度 出现了空裂质量通病 ， 返修量较大 ， 且影响了防 水卷 材 粘贴 质量 。 3 ) 以泡沫塑料板做为基底在上面铺设块材作业 时 ， 增加了对基底扰动的风险。 二期工程屋面施工也恰值 夏雨期 ， 为有效改进 施工质量 、 确保工程进度 ， 经与建设、 监理单位沟通 ， 征得设计 同意， 将原设计 “ 5 ) 7 0 m m厚挤塑聚苯乙烯 泡沫塑料板保温或隔热层 、 6 ) 最薄 3 0 m m厚 L C 5 0 轻集料混凝 土 2 找坡 层” 变更为 “ 最 薄1 0 0 m m厚 H T泡沫 混凝 土保 温 隔热 层 ” ， 泡 沫混 凝 土 性 能 指 标 见表 1 ， 选用体积密度为 4 0 01 5 k g m 的泡沫混凝 土代替原水泥膨胀珍珠岩和聚苯 乙烯泡沫塑料板 ， 实施泡沫混凝土一体化保温工艺 。 表 1 泡沫混凝土性能指标 体积密度 ( k g m ) 导热系数 w ( m K) 抗压强度 M P a 标准值 标 准值 标 准值 3 0 0 1 5 0 0 9 O 2 5 4 0 0 1 5 0 1 1 0 5 O 5 0 0 1 5 0 1 6 0 9 0 4 7 第 8期 张俊峰 ， 等 ： 泡沫混凝土屋面保温施工应 用技 术 第 3 8卷 2工 艺技 术特 点 1 ) H T复合发泡剂发泡能力 强、 无污染 ， 与水有 很好 的亲和性 ， 能在水泥浆 中产生大量且均匀分布 的独立 、 封 闭气 泡 ， 具有 高稳 定 性 的 泡 沫 囊 ， 表 现 出 极 强 的立体 张 力 和 特 异 的韧 伸 性 ， 支 持 泡 沫 水 泥 浆 料 终凝 前保 持 气 孔 原 态 ， 在 施 工 中采 用 机 械 泵 送 不 消 泡 、 不塌 落 。 2 ) 轻 质 、 隔 音 、 防 火 、 环 保 。 一 般 泡 沫 混 凝 土 的容重 等级 为 3 0 01 2 0 0 k g m ， 通 常 可使建 筑 物 自重降低 2 0 4 0 左 右。发泡 剂接 近中性 ， 连 同 添 加 料 均 不 含 苯 、 甲 醛 等 有 害 物 质 ， 避 免 了 环 境 污 染 。泡 沫 混 凝 土 是 多 孔 材 料 ， 隔 音 效 果 显 著 。 泡 沫 混 凝 土 是 无 机 材 料 ， 不 会 燃 烧 ， 具 有 良 好 的 耐 火 性 ， 可 提 高 建 筑 物 的 防 火 性 能 ， 无 消 防 隐患 。 3 ) 保 温 、 隔热 、 节能 。泡 沫混 凝 土 中含有 大 量封 闭的细 小 孔隙 ， 具 有 良好 的热 工 性 能 ， 密 度 4 0 0 4 - 1 5 k g m 的泡 沫 混凝 土 导 热 系数 通 常在 0 0 8 W ( m K) 左右 ， 小于标准值 0 1 1 ， 热阻约为普通混凝土 的 1 02 0倍 ， 按最薄处 1 0 0 mm、 2 找坡 ， 通 常整体传 热系数 0 ， 5 5 W ( m K) ， 满足原设计要求 ， 具有 良好 的节能效果 。 4 ) 整体性 、 防水 性能 、 低弹减震 性能及 耐久性 好 。泡 沫混 凝 土 进行 的是 浇 注 施 工 ， 与 主 体 工 程 结 合紧密 ， 浇注 1 2 h后即可成型 ， 吸水率较低 ， 相对独 立的封闭气泡以及 良好的整体性使其具有一定 的防 水性能 。另外 ， 泡沫混凝土 的多孔性使其具有低 的 弹性模量 ， 从而使其对 冲击载荷具有 良好 的吸收和 分散作用 ， 密度 4 0 0 4-1 5 k g m 的泡沫混凝土平 均抗 压 强度 0 5 M P a ， 完 全满 足上 人屋 面要 求 ， 不 变 形 。 泡沫混凝土与主体工程寿命相同。 3 工 艺流 程 见 工艺 流程 图 1 。 4施 工要点 4 1 施 工 准备 1 ) H T复合 发泡 剂性 能应 满 足 的指标 见表 2 表 2 HT复合发泡剂性 能指 标 项 目 标准值 检验值 p H值 7O 5 7 1 密度 ( 2 0 C条件下 ) ( k g L ) 1 1 5-t- O 0 5 1 1 3 环保指标( g L ) 挥发性有机化合物 1 5 4 8 续表 项 目 标准值 检验值 游离甲醛 ( g k g ) 1 0 3 0 苯 ( g k g ) O 2 0 O O 甲苯 +二 甲苯 l 0 0 0 0 外观 浅色透明液 图 1 泡沫混凝土屋面保温工艺流程 2 ) 水泥采用强度等级为 3 2 5级和 4 2 5级的普 通硅 酸 盐水 泥 ， 质 量应 符合 现行 规 范的相 关规 定 。 3 ) 粉煤灰 应选 用 I、 级粉 煤灰 ， 并应 符 合相 关 标准的要求。 4 ) 水应符合 混 凝土用水标准( J G J 6 3 2 0 0 6 ) 的规 定 。 5 ) 屋面混凝土基层应清理干净 ， 无砖块等杂物 ， 无松 动 、 空鼓 、 起砂 、 掉灰 等 现象 。 6 ) 屋面预留孔 ( 落水管、 排风井等 ) 应在泡沫混 凝土 浇 注前预 留好 ， 不 宜后 凿孔 。 7 ) 专业施工人员到位， 严格按最薄处 1 0 0 m m、 2 坡度要求提前做好浇注面标高控制点和找坡线。 8 ) 水泥验 收合格并 备料充足 ， H T - 6 0型泡沫混 凝 土 专用 机 ( 含 泵 送 软 管 ) 根 据 距 离 需 要 提前 安 放 完毕 ， 并 确保水 电供 应 正常 。 9 ) 注意收看天气预报 ， 遇雨天不宜施工。 4 2操作 要 点 4 2 1 泡 沫混 凝土 制备 1 ) 配置泡沫浆体 ， 根据 H T型泡沫混凝 土的配 合 比和生 产工 艺 ， 配 制发 泡浆 体 。配 合 比 由专 业 化 施 工 厂家 提供 ， 密 度 4 0 01 5 k g m 的泡沫 混凝 土 的 施工配合 比见表 3 。 表 3泡沫混 凝土( 密度 4 0 01 5 R p , n l ) 配合 比 水 泥( 含添加料 ) 水 发泡剂 水 、 水泥 比 项 目 ( k g m ) ( k g m ) ( L m ) 数量 4 0 0 2 4 0 1 9 6 0 第 3 8卷 张俊峰 ， 等 ： 泡沫混凝 土屋 面保 温施 工应用技 术 第 8期 2 ) 配置水泥浆体 ， 先 将定量 的水加入专用机搅 拌仓 ， 再将称量好的水泥和添加料投人搅拌仓搅拌 ， 搅 拌 时 间不少 于 2 mi n 。 3 ) 泡沫 和 水 泥 浆 体 通 过 HT泡 沫 专 用 机 混 合 ， 使水 泥泡 沫 浆 料达 到 均 质化 要 求 ， 现 场 直 接 泵 送 浇 注 。 预 拌 好 的 水 泥 泡 沫 浆 料 应 在 1 h内 用 完 。 4 2 2 泡 沫混 凝土 及其 保护 层施 工 1 ) 浇注 泡沫 混凝 土 。由于 泡沫混 凝 土流 动性 较 强 ， 为实现找坡要求 ， 通常进行分层 浇注， 本工程分 两 层 ： 第 一 层 按 2 坡 度 进 行 结 构 找 坡 ， 以找 坡 为 主 ， 表 面统一 留设 5 0 mm厚作 为 面层 ， 在 结构 找坡 的 基 础上进 行 找平 ， 找平 时用 尺杆 刮平 。 2 ) 泡沫混凝土可以进行整体浇注 ， 无需 留分格 缝 ， 但在抗 震 结 构 设 计 中 明确 设 置 的 ， 应 根 据 需 要设 置 。 3 ) 由于泡沫混凝土结合性能强 ， 现场可根据浇 注能力 划 分施 工段 ， 待二 次浇 注 接茬 时 ， 只需 将 施 工 缝处 松动 的部 分 清 除 、 接触 面处 清 理 干净 即可 。通 常情 况下 ， 宜一 次浇 注完 成 ， 不 留施 工缝 。 4 ) 泡沫混凝土保温层施工完成时 ， 天沟、 檐沟等 部位应找坡 ， 该部位泡沫混凝 土的最小厚度不得小 于 2 0 mm。 5 ) 由于泡沫混凝土为多孔封 闭气孔结构 ， 排气 均匀、 整体性好 ， 大面积施工不设分格缝时 ， 屋 面排 气可只设竖 向排气管 ， 采用 P V C管 留置 ， 原则上按 6 m 6 m分格交点设置， 现场可根据实 际情况进行 调整， 保证功能、 兼顾美观。 6 ) 泡沫 混 凝 土 宜 在 施 工完 成 1 21 4 h后 进 行 保湿养护。所谓“ 保湿” ， 潮湿气候条件下可 自然养 护 ， 干燥环境下可采用表层 喷水 ( 雾 ) 养护 ， 养护不 小 于 7 2 h ， 养 护期 间严禁 上人 踩 踏 。 7 ) 砂浆找平层或保护层应在泡沫混凝土养护完 成后施工 。本工程采用 2 0 rai n厚 1 ： 3水泥砂浆找平 层 ， 施工时 ， 基底洒水湿润 ， 找平层留分格缝 ， 分格纵 横间距不大于 6 m， 缝宽 5 2 0 mm， 缝 内嵌填聚氨酯 油膏密封 ， 屋面防水卷材转折处按规定要求与其基 层 一起 做 出 圆弧 。 4 2 3 施工 注 意事项 1 ) 泡沫混凝土的施工环境宜在 5 c I = 以上 ， 应 避 免在雨天 、 烈 日高温条件下施工。 2 ) 泡沫 混凝 土流 动性 较大 ， 当屋 面 坡度 大 于 2 时 ， 结构 找坡 时必 须采 用模 板辅 助 。 3 ) 泡沫混凝土施工必须在专业技术人员指导下 进行 ， 对每 道工序严 格把关 ， 确保施 工质量 。应按 建筑节 能 工 程施 工 质 量 验 收规 范( G B 5 0 4 1 1 2 0 0 7 ) 规定 留出试块进行性能检测。 4 2 4 验 收 、 检 验 1 ) 泡沫混凝土配合 比应计量准确 、 搅拌均匀 ， 分 层连续施工 ， 并应对其导热系数 、 密度、 抗压强度 ， 随 机见 证 取 样 送 检 。物 理 性 能 检 验 指 标 应 满 足 表 4要 求 。 表 4 泡沫混凝土物理性能指标 干体积 密度 导热系数 抗压强度 MP a 吸水率 ( k g rn ) w( I11 ， k ) 3 d 2 8 d 3 0 0 l 5 0 0 7 0 0 2 O O 2 5 1 7 9 4 0 01 5 0 0 9 0 0 3 0 0 5 O l 5 7 5 0 01 5 0 1 2 0 5 5 0 9 0 1 4 6 2 ) 泡 沫混凝 土表 面应 平 整 ， 坡 向正 确 。表 面质 量 检验 应满 足表 5要 求 。 表 5泡 沫混 凝 土表 面质 量 项 目 要求 裂纹 3 d养护期 内不允许有宽度大于 2 0 mm的线性裂纹 允许有不大于单个房间 总面积 1 1 5或单块 面积大 疏 松 于 0 2 5 m 的疏松 平整度 整体地面 的平整度不大于 1 0 m m 3 ) 砂浆找平层或保 护层不得有 凹坑、 裂缝 、 起 壳、 起砂缺陷 4 ) 找平层分格缝密封材料嵌填应连续 、 密实、 饱 满、 连接牢固， 无气泡、 开裂 、 脱落等缺陷。 5 ) 屋 面天 沟 、 檐 沟 、 檐 口、 落水 口、 泛水 、 变形 缝 和 出屋 面 的 防水 构 造 ， 应 符 合 设 计 和规 范 要 求 。对于各项 隐蔽 工程应 按 建筑 节能工 程施 工 质 量 验 收 规 范( G B 5 0 4 1 1 2 0 0 7 ) 规 定 进 行 隐 蔽 验 收 。 4 2 5 安全 文 明施工要 求 1 ) 泡沫混凝土专用设备运 至施工现场后 ， 应 由 专人进行调试。 2 ) 现场严禁私拉乱扯电线 ， 电动工具和照 明必 须 由专业电工接线。 3 ) 投放水泥 的操作工人应戴好防尘 口罩 ， 并经 常更换 。 4 ) 有结块 的水泥不得投放 ， 防止卡住搅拌机叶 片烧 坏 电机 。 49 第 8期 张俊峰 ， 等： 泡沫混凝土屋 面保 温施 工应 用技 术 第 3 8卷 4 3 经济对比分析( 表 6 ) 表 6二期工程屋面保温 隔热层经济对 比分 析 项 目 工程量 综合单价 合计 原设计 L C 5 0轻集料混凝 土 1 2 3 8 5 I m 3 2 0 0元 m 2 4 7 7 1 4元 ( 合 同单 价) 7 0 m m厚挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板 9 6 9 6 m 7 3元 m 7 0 7 8 0 8元 变更 后 H T泡沫混凝土 1 9 1 7 2 8 m 2 9 5元 m 5 6 5 5 9 7 6元 总价节约 ： 2 4 7 7 1 4+ 7 0 7 8 0 8 - 5 6 5 5 9 7 6=3 8 9 9 2 4 4元 造价节约 每 Iq 造价节约 ： 3 8 9 9 2 4 4 9 5 0 0= 4 1 4元 5 结 束语 本 技 术 在 所 述 工 程 中 成 功 运 用 ， 节 能 、 环 保 ， 有效缩 短了工期 ， 累计 节 约造价 3 8万元 以上 ， 每 平 方 米 屋 面 节 约 造 价 4 0元 以 上 ， 迄 今 未 发 现 任 何质 量问题 ， 社会 、 经济效 益显 著 ， 具有 较 高 的推 广 价 值 。 参考文献 1 建筑 节能工程施工质量验收规范 ， ( G B 5 0 4 1 I 一2 O 0 7 ) 2 泡沫混凝 土保温屋 面及楼面 ( 0 8 B J Z 1 6 ) ( 上 接 第 4 0页 ) 工 前应 将 灌注 桩桩 顶 浮浆凿 除 清理 干净 。冠 梁使 用 C 3 0混 凝土 ， 主筋 保 护层 5 0 mm， 灌 注桩 主 筋锚 入 冠 梁 长度 为 6 5 0 mm。 3 ) 锚索成孔采用锚杆钻机机械成孔 ， 采用风力 排渣或洛阳铲清孑 L 排渣 。锚孔水平间距误差不大于 1 0 0 mm， 钻孑 L 倾角 1 01 5 。 ， 倾斜度不大于 3 。 4 ) 锚 索 钢 铰 线 使 用 前 应 除 油 污 、 除 锈 ， 排 列 要 均布 、 平直 ， 沿杆体轴线方向每隔 1 8 1 1 1 设置一个隔 离架 ， 锚索应安装匀速 、 放入缓慢。注浆管采用聚乙 烯管 ， 并捆扎牢固， 一次 注浆管在外侧 ， 二次注浆管 居 中。 5 ) 一 次 注 浆 采 用 P 0 4 2 5水 泥 浆 ， 水 灰 比 为 0 5 ， 添加减水剂及 速凝剂 ， 当水 泥浆 从孔 口溢 出 且 压 力 不 低 于 0 4 MP a时 ， 停 止 注 浆 ， 封 堵 孔 口。 注浆 开 始后 ， 出浆 口应 始 终处 于浆 体 表 面之 下 ， 保 证孔 中气体能 全部排 出， 同时将注 浆管 缓慢均 匀拔 出。一次注浆体强度达到初凝 时进行二次注 浆 ， 水灰 比为 0 4 5 ， 注浆压力 1 5 2 5 MP a 。 6 ) 注浆浆液强度达到 1 5 MP a 且达到设计强度 的 7 5 时进行张拉 。锚索张拉顺序采 用隔一拉一 的方 式 ， 张拉 时锚 具 、 垫 板 、 腰 梁及 混凝 土之 间要 求 面接触。预张拉后进行锚索钢铰线张拉 。 7 ) 张拉后宜采用砂 轮锯或其他机械方 式切割 超长部分 的钢铰线 ， 严禁采用 电弧切割。切割后露 出锚具夹片 的长度不得小于 3 0 m m 4 2土钉 支护施 工 4 2 1 施 工 工艺 流程 挖土清坡一放线定位一成孔一插锚筋 注浆一 挂 网一锚头焊接一喷射混凝土一下一循环。 4 2 2施 工 工艺要 点 1 ) 采用分层分段开挖 、 人工修坡 的方式。对土 层 含水 量较 大 的边坡 ， 在 支 护 面层 背 部插 人 长 度 为 4 0 0 6 0 0 mm， 直径 不 小 于 4 0 m m 包 滤 网的 水 平 排 水管。排水管每间距 2 m外端伸 出支护面层 ， 若锚 索 ( 土钉) 有 出水现象 ， 则在土钉下侧设 置泄水 孔 ， 泄 水孔 内填 米石 滤料 。 2 ) 清孔后 及时将土钉钢筋插 筋注浆。土钉钢 筋每隔 1 5 m焊一组对 中支架 ， 确保居 中。注浆管 随土 钉钢筋 一 同放 人 ， 距 离 孔 底 2 5 05 0 0 m m。注 浆开始后将注浆管缓慢均匀拔 出， 但 出浆 口应始终 处于浆体表面之下 ， 保证孔中气体能全部排出。 2 ) 钢筋 网 片 采 用 O 6 5 2 0 0 m m X 2 0 0 m m 方 格 网， 加强筋采用 O1 2圆钢 ， 交叉菱形布置， 土钉应 与钢 筋 网连 接牢 固。 3 ) 喷射混凝 土顺序 可根据 地层情 况 “ 先 锚后 喷” ， 土质条件不好 时采取 “ 先 喷后锚” 。喷射作业 时， 喷头水压不应小于 0 1 5 MP a ， 喷射距离控制在 0 61 0 m， 喷射厚 度 1 0 0 m m。 5 基坑 监测 施 工 期 间 进 行 基 坑 边 坡 监 测 ， 变 形 监 测 点 沿 冠 梁 上 部 每 边 埋 设 3个 ， 基 坑 首 次 开 挖 后 即 进 行 变形观测 ， 开 挖 1 0 I n每 天 观测 一 次 ， 超 过 1 0 i n 每天观测两 次。基坑 变形 预警 值设 定 为 2 53 0 mm。实际变形值为 2 3 mm。基 坑边坡稳定 。 6 结论 本工程基坑采用管井降水 ， 设备 库临边基坑采 用排桩和预应力锚索进行边坡支护 ， 其他边坡采用 土钉支护 ， 并根据土坡含水率设置泄水孔 ， 满足了土 方边坡稳定要求 ， 土方边坡支护施工设计合理可行 。