现浇屋面保温隔热粉煤灰泡沫混凝土制备及施工技术.pdf

文章编 号： 1 0 0 7 0 4 6 X ( 2 0 1 1 ) 0 2 0 0 4 4 0 3 蔫 建蠛 现浇屋面保温隔热粉煤灰泡沫混凝土制备及施工技术 R e s e a r c h o n C o n s t r u c t i o n T e c h n o lo g y o f C a s t - i n - P l a c e F o a m e d F ly A s h T h e r m a l I n s u l a t i n g C o n c r e t e f o r R o o fi n g 管文 ，张鑫 ( 上海市建筑科学研究院 ( 集团)有 限公司 ，上海 2 0 0 0 3 2 ) 摘要 ： 介绍 了粉 煤灰 泡沫混凝 土的 组成 、泡沫 混凝 土作为房 屋保 温的 构造形 式 、以及现 浇屋 面泡沫 混凝 土的施 工技术 方案 。 通过 试点 工程 的应 用，进一 步 阐述 泡 沫混凝 土具有 轻质 、保 温隔 热、 防水防 火性 能好 、施 工 简便 、造 价低廉 等特性 。 关键 词 ： 屋 面；粉煤灰 泡沫混凝 土 ；保 温隔热 ；施 工技 术 中图 分类 号 ：TU5 2 8 2 文 献标 识 码 ：A Abs t r a c t ：I n t hi s pa pe r ， t he i n gr e d i e n t of f oa m e d c on c r e t e wi t h f l y as h， s t r u c t u r e p a t t e r n of f o a m e d c on c r e t e a s r o o fing t h e r m a l i n s u l a t i n g a n d c o n s t r u c t i o n o f c a s t - i n p l a c e f o a me d c o n c r e t e f o r r o o fi n g a r e i n t r o d u c e d P i l o t p r o j e c t s h o ws t h a t f o a me d c o n c r e t e h a s wi d e a p pl i c a t i o n p r o s p e c t s o w i n g t o i t s a d v a nt a g e s s uc h a s l i g ht w e i g h t ，t he r ma l i ns ul a t i n g e f f e c t ， w a t e r r e s i s t a n c e ，fir e pr o t e c t i o n， s i mpl e c o ns t ru c t i o n a nd t o w c o s t K e y wor ds ：r o o fin g， f oa m e d fly a s h c o nc r e t e ，t he r ma l i n s ul a t i ng e f f e c t ，c on s t r uc t i o n t e c hn o l o g y 0前 言 建筑在使用过程中的能耗主要由外墙、屋面、门窗和 空气对流组成。屋面是建筑物外围结构中热环境最恶劣 、 热量渗透最严重的部位。夏季阳光直射的高温不仅使屋面 结构受损，而且在建筑物顶层的热舒适性也最差。因此， 提高屋面的保温隔热性能，是抵抗夏季室外热作用的能力、 减少空调能耗和改善室内热环境的有效措施。一般屋面保 温节能构造通常包括结构层、找平层、隔气层、找坡层、 保温层、防水层、隔离层、保护层以及架空隔热层等。长 久以来，在屋面保温隔热工程中使用的保温材料主要有： 膨胀蛭石、膨胀珍珠岩及聚苯乙烯板、挤塑聚苯板、聚氨 酯泡沫板等板材制品。但出于种种原因，这些材料对屋面 采取的保温隔热措施并没有带来理想的效果，易老化、寿 命短、强度低、吸水率过高等因素影响了防水层的性能， 造 成了渗水的隐患。近年来，泡沫混凝土用作屋面保温材料 已经逐渐兴起。在材料技术方面，泡沫混凝土属于无机材 料，具有超轻、保温隔热、与基层结合力强、整体性好、 不起拱 、 干缩小 、与结构同寿命等优点。 在施工构造方面，泡沫混凝土现浇时可直接作为找平 层和找坡层，做到保温、找平、找坡三位一体，不但简化 施工工序，而且经济合理、热工性能好。 1粉煤灰泡沫混凝土的组成 泡沫混凝土通常是将由发泡剂制成的泡沫加入到含硅、 钙质的胶凝材料、轻集料和各种外加剂组成的混合材料浆 体中，经混合搅拌、浇筑成型、养护而成的一种内部含有 大量封闭气孔的混凝土。表 1 列举了粉煤灰泡沫混凝土的 组成和性能。 表1 粉煤灰泡沫混凝土组成和性能 泡沫混凝土组成 硼 ( k g m 度 -3 ) 导热系数 强2 8 度 d姐 MP a ? 蝶 ， 呲s圳 050 1 1发泡剂 应用于泡沫混凝土中的发泡剂种类很多 ，主要有 ：松 香类、表面活性类、植物蛋白类、动物蛋白类。然而，近 基金项 目：上海市科学技术委员会资助项 目 “ 现浇无机屋面地面保温体系 ”( O 9 一l 1 4 ) 4 4 CD 工AS H 2 2 01 1 年来发泡剂向复合型方向发展。通过多元复合，充分发挥 各组分的优势，实现优势互补或产生协同效应，增加新的 功能等。 t 2干混材料 ( 1 )水泥 ：普通硅酸盐水泥 、矿渣硅酸盐水泥 、粉 煤灰硅酸盐水泥等均可在泡沫混凝土中使用。一般泡沫混 凝土宜采用 4 2 5以上的普通硅酸盐水泥。 ( 2 )粉煤灰：粉煤灰兼具集料和胶凝材料的双重作 用。在泡沫混凝土中引入粉煤灰，一方面可以降低水泥用 量变形 ，另一方面可以处理工业废渣。 ( 3 )轻集料：当需设计体积质量等级较低的泡沫混 凝土时可考虑掺加适量轻集料，如膨胀珍珠岩、E P S 颗粒、 炉底渣和陶粒等。 ( 4 )外加剂：泡沫混凝土具有强度低、干缩大、吸 湿性强等缺点，为弥补其缺点可以添加复合 t- ； 0 u 剂。复合 外加剂应与胶凝材料 、泡沫的稳定性相匹配 ，具有早强 、 减水，提高耐水性等功能。如掺人粉煤灰等矿物掺合料需 加入一些激发剂来加快其强度发展；掺加减水剂以提高其 抗压强度；掺入憎水剂以降低其吸水率；掺人聚丙烯纤维 以提高其抗裂性能等。 2 泡沫混凝土作为屋面保温的构造形式 泡沫混凝土一般适用于普通工业与民用建筑工程 的 屋面找坡保温隔热层的施工，其构造形式见图 1 。 r一细水混凝土防水层 一 防水卷材 一 泡沫混凝土保温隔垫层 ( 兼找坡找平) 一 钢筋混凝土屋面板 ： ： ： ；o。 ： ： ： ； ： ： ： 受 图1 泡沫混凝土屋面保温隔热构造示意图 3屋面现浇泡沫混凝土施工技术方案 在进行泡沫混凝土屋面保温隔热层施工时 ，所用泡沫 混凝土配比应综合热工要求与结构要求进行设计，即根据 屋面的保温隔热要求、强度要求 ，确定泡沫混凝土的密度 等级、材料组成及保温层厚度。 3 1设备 泡沫混凝土的制备通常分制泡、 胶凝材料浆体的搅拌、 混泡、输送 4 个步骤，见图2 。目前工地现场施工设备通 常将发泡机、上料机、搅拌机、混泡管、输送泵集成于一 体，以方便施工。 图 2 泡沫混凝土的制备简图 ( 1 ) 发泡机：发泡机的制泡效果与产量极为重要。目 前工地现浇主要采用高压空气压缩机来制泡。 ( 2 ) 搅拌机：通常胶凝材料的搅拌可以在施工现场进 行搅拌，也可以在混凝土搅拌站进行搅拌，然后用混凝土 搅拌车运送至工地。 ( 3 ) 混泡管：通常采用螺旋式设计，实现泡沫混凝土 制备的连续性。 ( 4) 输送泵：泡沫混凝土搅拌好后，一般由输送泵送 至现浇作业面。 3 2泡沫混凝土的制备 3 2 1泡沫的制备 (1 ) 在塑料桶中将发泡剂按比例稀释，并人工搅拌 均匀。 ( 2 ) 将吸料管插入稀释好的发泡剂中。吸料管端部有 4 0目 过滤筛网，用于除去泡沫剂水溶液中少量残渣，避免 堵塞制泡机。 ( 3 ) 开启气泵，使空气压力达到 1 M P a 左右；然后开 启制泡按钮，将泡沫剂水溶液吸入制泡机，即可从喷管中 将泡沫打出。制泡时发泡机压力约为 0 6 0 8 MP a 。正常 情况下，泡沫呈 “ 摩丝”状。 3 2 2干混材料浆体的制备 先在搅拌机内加入少量水，然后在搅拌状态下徐徐加 入干混材料。加完全部物料后，可以继续搅拌 1 2 mi n 。 总搅拌时间可略长于普通砂浆，以2 3 m i n 为宜。 3 2 - 3泡沫与干混材料浆体的混合 经搅拌均匀的干 混材料浆体通过自吸 泵输送到混泡管， 泡沫通过发泡机以一定的流速送到混泡管 ，然后在混泡管 中由螺旋混料机将干混材料浆体和泡沫混合均匀，最后将 搅拌均匀的泡沫混凝土泵送到施工作业面。 3 _ 3浇筑和养护 ( 1 ) 将泡沫混凝土中预埋件、预留孑 L( 水管、排水孑 L 等) 在浇筑泡沫混凝土前做好，严禁浇筑后在泡沫混凝土 保温隔热层上凿孔打洞。 ( 2 )基层处理 ：浇筑前应首先检查基层是否有裂缝、 孑 L 洞等漏浆部位，如存在需进行封闭处理；清扫灰尘，使 基层浇注工作面保持干净，无松动、空鼓、起砂、掉灰等 2 2 0 1 1 粉煤灰 4 5 现象。对基层进行洒水预湿处理，至少应洒水两遍，但不 得有积水，以增加浇筑层与基层的结合力，并防止基层因 吸水过大而造成新拌泡沫混凝土的泡沫破裂。 ( 3 ) 按设计选定的保温层厚度，标出浇筑面标高线， 有找坡要求的应设定找坡线。设计便于退步操作的浇筑路 线。当浇筑面积过大时，为防止泡沫混凝土干缩开裂，施 工前必须做好分隔区。为施工方便，保温层的分隔区以 3 m 3 m为宜。分隔缝建议采用加气混凝土砌块砌筑。图 4是常见的分隔区做法。 水 口 隔区 厂 一 t 2 t2 一 工 2 2 一 图4常见 的分 隔区做 法 ( 4 )新拌泡沫混凝土是流塑性液体，卸料时必须小 心 ，应 以连续或缓慢的方式卸料 ，落差不宜太大 ，否则 会使气泡破裂。浇筑过程中，落差不得 1 2 m。 ( 5 ) 连续浇注浆料的一次堆积高度一般不宜超过0 - 3 m ， 以免下部浆体承受不了上部浆体的重量而压破泡沫。当 浇筑高度超过时应分层浇注。为施工方便 ，待上一层浇 筑 1 2 h后可上人时才能继续浇注下一层。当分隔区浇筑 达到标定高度后用木质刮板 ( 或铝合金、塑料板 ) 刮平， 有蜂窝的地方反复划动几次以消除蜂窝。在坑或高度不够 的地方可以补浇，然后刮平，以保证高度落差不大于2 fi l m ， 保证浇筑面的平整。 ( 6 )泡沫混凝土浆料浇筑后，在终凝前应静停养护 不得扰动。如有条件，待浆体初凝后，应及时覆盖塑料 布，保持浆体水分并防裂。 ( 7) 泡沫混凝土一般在 1 3 d后方可上人 ( 视不同 体积质量等级 )，7 d 强度可达到2 8 d 强度的7 0 - 8 0 。 由于导热系数与含水量有较大关系，故泡沫混凝土不必 湿养护，等其自然干燥、含水量降低后， 进行防水层施工， 依靠防水层的封闭作用，实现自养护。故泡沫混凝土的养 护制度为：1 3 d 内静停养护，不得扰动，7 d 内自 然养护。 3 4 具 体施 工工 艺 预埋件、预留孔的布置一基层处理一标出浇筑层标 高线、找坡线 一设置分隔区一备料 一 干混料加水拌合 一发泡机发泡 一混泡 一浇筑一表面抹平 一 静养 一自检 修复 一 自然养护 一验收签证 一移交下道工序 ( 下道工 序：保养 一防水层一细石混凝土保护层施工等)。 4 6 CD 工ASH 2 2 01 1 3 5注意事项 ( 1 ) 预拌好的泡沫混凝土浆体应在 2 h内用完。 ( 2 ) 泡沫混凝土浇筑后应注意观察浆体下沉速度及高 度，并详细记录，作为下次配料改进的参考。如出现塌陷 事故，应及时补充浇筑。 ( 3 ) 泡沫混凝土的施工环境气温宜在 5 以上，并应 避免在雨天、烈日 高温条件下施工。 ( 4 ) 在泡沫混凝土保温隔热层施工完成时， 天沟、檐 沟等部位应找坡同时保证这些部位的泡沫混凝土厚度 3 0 mm。 ( 5 ) 用于屋面保温的泡沫混凝土质量密度一般不低于 5 0 0 k g m 。如屋面不上人、保温要求较高时，可适当降 低质量密度。用于找坡的泡沫混凝土需适当提高质量密度。 ( 6 ) 泡沫混凝土在一般情况下出于保温隔热的要求可 以进行整体浇筑施工，而在抗震结构设计中应依据需要设 置分格缝。 4试点工程 泡沫混凝土已在上海临港新城一期工程中应用。该 工程为多层框架结构，部分屋面采用现浇 1 O 一 2 0 c m厚 5 0 0 k g m s 的泡沫混凝土兼2 0 0 屋面找坡做保温隔热层。 用户反应良好：与传统屋面保温材料相比，泡沫混凝土具 有轻质、高强、保温效果好、憎水性能好等优势，同时减 少了保温层厚度，大大降低了屋面荷载；泡沫混凝土采用 现场浇筑的施工方式，快捷方便，取消了传统的找坡、找 平工序，大大加快施工进度。施工完毕的保温层整体性好， 避免了热桥产生的危害。 5结 语 泡沫混凝土应用于屋面保温隔热体系，其设计灵活， 施工简便、防水耐水、成本低廉、节能环保，具备良好的 保温隔热功能；其保温、找坡、找平三位一体的做法不但 简化了屋面构造和施工工艺，而且屋面保温层整体性能好， 具有很高的经济效益、巨大的市场发展空间和良好的社会 效益。 参考文献 1 】王武祥 泡沫混凝土节能屋面复合层 新型建筑材料【 J 】 2 0 0 0 ( 5 ) ： 9 1 0 【 2 】苑金生 建筑屋顶保温隔热节能技术措施 保温材料与节能技术 1 9 9 8 ( 2 ) ： 1 6 1 8 收稿 日期： 2 0 1 0年 1 1 月 1 0日