泡沫水泥轻质土在楼板隔热系统中的应用.pdf

2842023年4月工程技术与应用江西建材泡沫水泥轻质土在楼板隔热系统中的应用张梅阳福州市特房建设工程有限公司，福建厦门361001摘要：文中以泉州某工程楼板隔热层为例，介绍了泡沫水泥轻质土在楼板隔热系统中的应用，主要包括施工流程、泡沫水泥轻质土层缺陷修补方案及施工过程的质量控制。关键词：泡沫水泥轻质土；施工；质量控制中图分类号：TU578.1文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 4-0 2 8 4-0 3Application of Foam CementntWeht Soil in Floor InsulationSystemZhang MeiyangFuzhou Special Housing Construction Engineering Co.Ltd.,Xiamen,Fujian 361001Abstract:In this paper,introduced the application of foamed cement lightweight soil in floor insulation system through an floor insulationproject in Quanzhou,mainly including construction process,repair scheme of foamed cement lightweight soil layer defects and quality controlof construction process.Key words:Foam cement light soil;Construction;Quality control0引言在传统楼板隔热系统中，楼板常采用聚苯板块材铺设而成。随着原材料和施工技术的发展，聚苯板块材在施工过程中存在不易运输和储存、施工工艺繁琐、施工质量难以保证、后期维护麻烦等问题。泡沫水泥轻质土是使用发泡机生产泡沫，与水泥浆等胶凝材料混合而成的，经过养护之后在材料中形成气泡状结构的新型保温材料。因其轻质化、抗压强度高等特点而被广泛应用于路基填方、软基处理、公路扩幅、桥台背填筑等工程 1-6 。另外，在实际工程应用中，采用泡沫水泥轻质土的楼板隔热系统，可以很好地解决传统聚苯板楼板隔热系统的施工难题。1工程概况某工程位于泉州市德化县，建筑面积为6 8 0 0 m，工程总造价为17 0 0 万元。为了避免常规楼板隔热层铺保温板时所产生的碎屑材料对环境的污染以及楼内保温板施工形成消防隐患等问题，故该项目的装修采用了轻质泡沫土楼板隔热构造系统，施工简便快捷，工期缩短，工程质量符合设计要求，工程应用效果良好，获得了建设、监理等单位的好评。2施工技术原理用发泡机将发泡剂进行充分发泡，将发泡好的泡沫与拌制好的水泥浆进行混合，混合均匀后，通过泵送管道输送到施工位置。在浆体进行自流平和人工刮平之后，再进行养护，便形成泡沫水泥轻质土楼板隔热系统中的重要结构层。成型后的泡沫水泥轻质土内部结构为蜂窝状结构，这是水泥浆在泡沫表面凝固而成的。这种蜂窝状气孔使泡沫水泥轻质土层具有保温性能，气孔数量越多，保温性能越好。而结构层中蜂窝状气孔的大小会影响泡沫水泥轻质土的抗压性能，气孔尺寸越小，抗压性作者简介：张梅阳（19 8 8-），男，福建泉州人，本科，工程师，主要研究方向为建筑工程施工。能越好。因此，在施工过程中，应严格控制施工时间和浆料配比，以保证泡沫水泥轻质土的保温性能以及抗压性能。3施工流程泡沫水泥轻质土施工工序主要包括施工前准备、基层处理、控制标高、绘制控制线、浆料制备、浆料运输、浇筑、找平、养护和质量检查验收等。3.1施工前准备施工前，应对所使用的泡沫水泥轻质土材料性能进行检验。若所购买的是成品材料，其性能经检验符合设计要求后，方可投入使用。若在施工现场中使用原材料进行现场制备，应结合施工设计要求，对原材料进行检验和配合比设计，测试泡沫水泥轻质土的性能，方可投人使用。3.2基层混凝土楼板预处理在基层处理过程中，应对混凝土楼板进行杂物清理，防止泡沫水泥轻质土与混凝土楼板的接触面夹渣，影响其黏结强度。为提高两者的粘结强度，可在光滑的混凝土楼板上进行凿毛处理。在浇筑泡沫水泥轻质土前，应将混凝土楼板底基进行润湿，并刷一道素水泥浆或界面结合剂。根据设计要求，在墙面或柱面上弹出控制线。3.3泡沫水泥轻质土浆料制备应按照产品说明书或配合比设计的配料比制备泡沫水泥轻质土，并根据现场情况进行调整。在浆料制备过程中，应注意控制时间。首先是发泡剂的发泡时间，发泡时间过短会造成发泡不充分，影响泡沫水泥轻质土内部气泡状结构的数量及大小；其次是水泥浆的保存时间，水泥浆在配制好之后，如果长时间放置，会影响水泥浆的流动性，既会影响水泥浆与泡沫混合时难易程度，又容易使泡沫大量破裂，影响泡沫水泥轻质土的性能；最后是泡沫水泥浆的保存时间，施工时间越长，泡沫水泥浆的流动度越小，成型后泡沫水泥轻质土结构中小气孔数量变少，大气孔数量变多，影响泡沫水泥轻质土的性能。2852023年4月江西建材工程技术与应用3.4泡沫水泥轻质土浆料运输在管道输送过程中，应控制好输送速度以及输送压力。压力越小，输送速度越慢，泡沫破裂程度越小，成型后，泡沫水泥轻质土质量越好。但实际上输送速度过慢，输送压力过小，会加大施工难度，延长施工时间，也会使泡沫水泥轻质土质量下降。采用非泵送方式施工能达到最佳的施工效果。3.5现场施工养护浇筑完成后，应根据标高线进行找平并进行自然养护，在养护期间，应对现场进行封闭，禁止人员进出。冬季施工，应记录每日平均气温，现场日平均温度应控制在5 以上。3.6检查及验收养护结束后，应对其进行检查验收。检查验收应包括两个方面：一是质量验收，应由检测机构对浇筑时留置样品进行质量检测并出具检测报告；二是外观验收，应由施工单位组织相关单位进行验收。4质量控制4.1材料性能4.1.1原材料性能指标泡沫水泥轻质土所用原材料主要包括水泥、水、发泡剂、外加剂、掺合料等。水泥应符合GB175-2007通用硅酸盐水泥的规定，其强度等级为42.5 级，水泥物理性能测试结果如表1所示。水应符合JGJ63-2006混凝土用水标准的规定，温度应不低于5。发泡剂性能指标应符合设计要求和JC/T2199-2013泡沫混凝土用泡沫剂的规定，发泡剂性能测试结果如表2 所示。外加剂、掺合料应符合相关标准的规定，使用前，应进行效果试验，确认对泡沫水泥轻质土无不良影响。表1水泥物理性能测试结果标准稠度凝结时间抗折强度抗压强度比表面积用水量/min安定性/MPa/MPa/(m/kg)1%初凝终凝3d28d3d28d34426.8178235合格4.37.424.148.7表2发泡剂性能测试结果测试项目技术要求（一等品）测试结果发泡倍数1530241h沉降距/mm5081h泌水率/%70484.1.2产品性能指标泡沫水泥轻质土主控性能指标包括干密度、抗压强度和导热系数，泡沫水泥轻质土性能指标应符合表3 的要求。干密度、抗压强度和吸水率依据标准GB/T5486-2008无机硬质绝热制品试验方法进行检测。导热系数依据标准GB/T10294-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法进行检测。线性收缩率依据标准JGJ/T70-2009建筑砂浆基本性能试验方法进行检测。表3泡沫水泥轻质土性能指标干密度抗压强度/MPa导热系数线性收缩率吸水率/(kg/m)3d28d/(W/mK)1%1%4000.41.00.0870.5565000.41.10.120.5564.2外观质量轻质泡沫土层与楼板必须黏结牢固，不得有空鼓和表面松散、裂缝等缺陷，泡沫水泥轻质土楼板面层检验项目及技术要求见表4。其中，表4中序号1 4检查项目的技术要求为强制性要求，不允许进行修补。表4泡沫水泥轻质土楼板面层检验项目及技术要求序号项目技术要求检验方法1表面平整度5mm2m靠尺和楔形塞尺检查2标高 5mm水平仪检查不大于房间相对尺寸的3坡度2/1000,坡度尺检查且不大于3 0 mm4厚度不小于设计厚度的9 0%钢尺检查3d养护期内不允许有宽最小刻度为1mm钢直5裂纹度大于尺等2mm的线性裂纹量具检查允许有不影响使用的表面疏松，允许有最小刻度为1mm钢直不大于单个房间总面积6表面疏松尺等1/15或量具检查单块面积不大于0.2 5 m的疏松5缺陷修补外观检查验收时，泡沫水泥轻质土层出现超出表4技术要求的裂纹、表面松散，或者轻质泡沫土层与楼板粘结不牢固出现空鼓等现象，应在缺陷处进行相应的修补工作。5.1裂纹的修补方案（1）在外观验收时，泡沫水泥轻质土层表面出现裂纹时，应测量裂纹的宽度。当裂纹宽度不大于2 mm时，可不用修补。（2）当裂纹宽度不大于5 mm时，应用水泥浆进行修补。在修补工作开始前，应先观察裂纹深度以及裂缝中是否有碎屑。如有碎屑，可用鼓风机将碎屑清理干净，并用水泥浆对裂缝进行修补，可根据裂缝的宽度调整水泥浆的稠度。（3）当裂纹宽度不大于2 0 mm时，应用水泥砂浆进行修补。在修补工作开始前，应先观察裂纹深度以及裂缝中是否有碎屑。如有碎屑，可用鼓风机将碎屑清理干净，并对裂缝及裂缝周围进行润湿，然后将水泥砂浆灌人缝隙中。5.2裂缝、表面松及空鼓的修补方案（1）当泡沫水泥轻质土层中出现裂缝、表面松散及空鼓时，为大面积缺陷。当大面积缺陷出现时，应在外观验收时提出修补方案。（2）在本批外观验收范围内，标示出缺陷的位置及大小。用切割机沿标线切开，用工具凿除缺陷处的泡沫水泥轻质土，并将残渣清除干净，重新进行基层处理。泡沫水泥轻质土凝固成型后，内部为大量的气孔结构，在切割缺陷时，产生的大量粉尘会填满切口的气孔。因此，应对切口进行清理，避免其在修补后黏结不牢固，产生裂缝。（3）修补材料应遵循产品说明书及按设计配合比进行配制，应采用机械拌制，可适当调整用水量，降低泡沫水泥轻质土的流动性。修补材料的运输应采用非泵送方式进行，浇筑完成后，按要求进行养护。6效益分析6.1经济效益（1）相比传统的地暖施工工艺，轻质泡沫土楼板隔热系统施工方式既能节约垫层施工成本和工程总造价，使得施工质量（下转第2 8 8 页）288上接第2 8 5 页）2023年4月江西建材工程技术与应用残余沉降：S,=Sis-S,S(t)固结度：U,100%二S(o0)式中，S。为最终沉降量；S,为t时刻的沉降量；S,为残余沉降量。场地地表沉降预测结果如表2 所示。表2沉降预测结果当前沉已完成最终沉残余沉已达到测点相关区域降量S。沉降量降量S。降S,固结度备注编号系数/mm/mm/mm/mmUI%50.983289.54463.24668.5205.3 95.6060.983476.646134851.9238.9 95.08真空联合1塘140.993581.34499.24846.4347.292.84堆载预压180.982628.23285.93533.0247.193.0120.992992.24953.65038.885.298.3150.993427.34549.64912.8363.292.61真空联合2塘60.993179.84971.55024.352.898.95堆载预压100.983298.745864770.0184.096.1420.991988.73469.13488.419.399.4540.991626.53037.63057.419.899.35真空联合3塘70.9927364424.74673.1248.494.69堆载预压100.992538.84517.24560.743.595.694#塘20.993527.34016.24067.451.298.74真空联合70.993103.53836.53973.8137.396.54堆载预压10.992085.72907.72987.179.497.34真空联合5#塘30.991798.32593.52814.2220.7 92.16堆载预压70.871331.81754.11871.5117.493.73由表2 可知，地基土在真空、联合堆载预压荷载作用下，和进度得以保障，又减少了施工过程中产生的建筑垃圾，施工操作简便，降低了人工成本投人，具有良好的经济效益。（2）轻质泡沫土隔热层与主体结构的紧密结合，充分提高了建筑物的整体性与结构强度，解决了传统工艺的质量问题。（3）轻质泡沫土混凝土价格约3 6 0 元/m，而聚苯乙烯板块材价格约45 0 元/m，两者相比较，轻质泡沫土混凝土价格优势明显，经济效益显著。6.2社会效益（1）作为地暖的隔热层，泡沫水泥轻质土楼板隔热性能良好，能够有效防止热量的散失，节约能源。（2）泡沫水泥轻质土楼板隔热层能够耐受5 0 0 以上的高温，且无有害性气体产生，与聚苯乙烯装饰材料相比，具有良好的环保性能。（3）施工机械化程度高，可显著降低人工成本投人。（4）传统的聚苯乙烯隔热层在受压下易变形，导致上部装饰层发生破坏，后期维护成本高。泡沫水泥轻质土具有良好的耐压性能和耐久性，与建筑物同寿命，大大降低了维护成本。固结度已达在9 0%以上，平均固结度为9 5.9 1%，预计残余沉降（双曲线法）小于3 0 0 mm。5结语通过实测沉降分析真空-堆载联合预压处理大面积沿海滩涂软土地基效果，结果表明：（1）在基本同等条件下，总沉降量与淤泥厚度成正比关系，场地东西两侧由于位于区域边缘而沉降稍小。（2）土体由淤泥、淤泥质土固结为粘土（有机质含量超过5%，定名为有机质粘土），地基预计沉降最大接近5 m。（3）地基土在真空、联合堆载预压荷载作用下，固结度已达在9 0%以上，平均固结度为9 5.9 1%，预计残余沉降（双曲线法）小于3 0 0 mm。参考文献1 Biot M.A.General theory of three-dimensional consolidation J,J.of Applied physics,1941,12:155.2Rendalic L.Porenziffer and Porenwasserdruck in Tonen M J,Bauingenieur,1936.3Skempton A.W.Bjerrum L.A Contrbution to the Settlement Analysis ofFoundation on ClayJ.Geotechnique,1957,7（4）.4Lambe T.W.Stress Path Method J,Proc,ASCE,1967,6.5黄文熙，张文正，俞仲泉。水工建筑物土壤地基的沉降量与地基中的应力分布【J.水利学报，19 5 7（3）：1-6 0.6葛尚奇，江文豪，郑凌透，等.外荷载随时间变化下软土地基一维大变形固结通解J。岩石力学与工程学报，2 0 2 2，41（S2）：3464-3475.【7 王思刘，张冬琪，陈纪胜，等.真空预压下软土地基的固结特性和沉降计算方法J.铁道科学与工程学报，2 0 2 2（3）：6 7 4-6 8 2.7结语综上所述，泡沫水泥轻质土具有轻质化、抗压强度高等特点，泡沫轻质土楼板隔热系统具有施工技术简单、施工效率高、技术成熟等特点，可广泛推广应用。参考文献【1】林久平，高明永.气泡混合轻质土在陡坡路堤中的应用及技术经济分析J】.公路，2 0 2 2（8）：8 2-8 5.2江永华，现浇气泡混合轻质土在路基施工中的应用J】.福建交通科技，2 0 2 1（12）：2 3-2 5.3梁伟峰.气泡混合轻质土在路基台背回填中的应用效果分析J】：福建交通科技，2 0 2 1（10）：47-49.4银彦鹏.泡沫水泥轻质土在软土路基处理中的应用【J.山西交通科技，2 0 16（1）：7-9.5 月唐良智.轻质泡沫水泥注浆材料的应用研究【D.长沙：中南大学,2 0 11.【6 肖礼经.泡沫水泥轻质土在公路建设中的应用与研究 D.长沙：湖南大学，2 0 0 3.