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无机发泡砼在建筑工程中的应用

2016-10-21 16:54:46 463阅读

前言

随着科学技术的发展,混凝土的种类和类型不断增加。泡沫混凝土这个新型混凝土材料也随着时代的发展,在建筑工程领域应用得越来越广泛,现将其应用情况介绍如下:

1、 发泡混凝土的特性   

发泡混凝土通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中,经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。由于发泡混凝土中含有大量封闭的孔隙,使其具有下列良好的物理力学性能。

  1.1、 轻质

  发泡混凝土的密度小,密度等级一般为300-1800kg/m3,常用发泡混凝土的密度等级为300-1200 kg/m3,近年来,密度为 160 kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于发泡混凝土的密度小,在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料,一般可使建筑物自重降低25%左右,有些可达结构物总重的30%-40%。而且,对结构构件而言,如采用发泡混凝土代替普通混凝土,可提高构件的承截能力。因此,在建筑工程中采用发泡混凝土具有显著的经济效益。

  1.2、 保温隔热性能好

  由于发泡混凝土中含有大量封闭的细小孔隙,因此具有良好的热工性能,即良好的保温隔热性能,这是普通混凝土所不具备的。通常密度等级在300-1200 kg/m3范围的发泡混凝土,导热系数在0.08-0.3w/(m·K)之间,热阻约为普通混凝土的10-20倍。采用发泡混凝土作为建筑物墙体及屋面材料,具有良好的节能效果。

  1.3、 隔音耐火性能好

  发泡混凝土属多孔材料,因此它也是一种良好的隔音材料,在建筑物的楼层和高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等可采用该材料作为隔音层。发泡混凝土是无机材料,不会燃烧,从而具有良好的耐火性,在建筑物上使用,可提高建筑物的防火性能。

  1.4、 整体性能好 

  可现场浇注施工,与主体工程结合紧密。

  1.5、低弹减震性好

  发泡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。

  1.6、防水性能强

  现浇发泡混凝土吸水率较低,相对独立的封闭气泡及良好的整体性,使其具有一定的防水性能。

  1.7、耐久性能好

  与主体工程寿命相同。

  1.8、生产加工方便

  发泡混凝土不但能在厂内生产成各种各样的制品,而且还能现场施工,直接现浇成屋面、地面和墙体。

  1.9、环保性能好

  发泡混凝土所需原料为水泥和发泡剂,发泡剂为中性,不含苯、甲醛等有害物质,避免了环境污染和消防隐患。

  1.10、施工方便

  只需使用水泥发泡机可实现自动化作业,可泵送实现垂直高度200米的远距离输送,工作量为150—300立方/工作日。

  1.11、其它性能

  发泡混凝土还具有施工过程中可泵性好,抗压强度高(0.5-22.2Mpa),冲击能量吸收性能好,可大量利用工业废渣,价格低廉等优点。

2、发泡混凝土的应用范围

  泡沫混凝土以其良好的特性,广泛应用于节能墙体材料中,在其他方面也获得了应用。目前,泡沫混凝土在我国的应用主要是屋面泡沫混凝土保温层现浇、泡沫混凝土面块、泡沫混凝土轻质墙板、泡沫混凝土补偿地基。但是,充分利用泡沫混凝土的良好特性,可以将它在建筑工程中的应用领域不断扩大,加快工程进度,提高工程质量,具体如下:

 

 2.1用作挡土墙。主要用作港口的岩墙。泡沫混凝土在岸墙后用作轻质回填材料可降低垂直截荷,也减少了对岸墙的侧向载荷。这是因为泡沫混凝土是一种粘结性能良好的刚性体,它并不沿周边对岸墙施加侧向压力,沉降降低了,维修费用随之减少,从而节省很多开支。泡沫混凝土也可用来增进路堤边坡的稳定性,用它取代边坡的部分土壤,由于减轻了质量,从而就降低了影响边坡稳定性的作用力。

  2.2修建运动场和田径跑道。使用排水能力强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础,上面覆以砾石或人造草皮,作为运动场用。泡沫混凝土的密度为800-900kg/m³此类运动场可进行曲棍球,足球及网球活动。或者在泡沫混凝土上盖上一层0.05m厚的多孔沥青层及塑料层,则可作田径跑道用。

  2.3作夹芯构件。在预制钢筋混凝土构件中可采用泡沫混凝土作为内芯,使其具有轻质高强隔热的良好性能。通常采用密度为400 - 600kg/m³的泡沫混凝土。

  2.4管线回填。地下废弃的油柜、管线(内装粗油、化学品)、 污水管及其他空穴容易导致火灾或塌方,采用泡沫混凝土回填可解决这些后患,费用也少。泡沫混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位,一般为600-1100kg/m³。

2.5贫混凝土填层。由于使用可弯曲的软管,泡沫混凝土具有很大的工作度及适应性,因此它经常用于贫混凝土填层。如对隔热性要求不很高,采用密度为1200kg/m³左右的贫混凝土填层,平均厚度为0.05m;如对隔热性要求很高,则采用密度为500kg/m³的贫混凝土填层,平均厚度为0.1- 0.2m。

2.6屋面边坡。泡沫混凝土用于屋面边坡,具有重量轻、 施工速度快、价格低廉等优点。坡度一般为10mm/m.厚度为0.03-0.2m,采用密度为800 - 1200kg/m³的泡沫混凝土。

  2.7储罐底脚的支撑。将泡沫混凝土浇阶在钢储罐(内装粗油、化学品)底脚的底部,必要时也可形成一凸形地基,这样可确保整个箱底的支撑在焊接时年处于最佳应力状态,这一连续的支撑可使储罐采用薄板箱底。同时凸形地基也易于清洁。泡沫混凝土的使用密度为800-1000kg\m³。

  2.8用于园林绿化。将泡沫混凝土做成容重在600-1000kg/m³,可用于园林假山,垃圾箱,桌凳等。

2.9其他。泡沫混凝土也可用于防火墙的绝缘填充,隔声楼面填充、隧道衬管回填;以及供电、水管线的隔离等方面。

3、KX无机发泡砼在屋面工程中的应用

KX无机发泡混凝土保温防水屋面是将传统的屋面工程做法中的找平层、找坡层、保温层采用KX无机发泡保温材料代替。

3.1 KX无机发泡砼特点及工艺流程

3.1.1、特点

3.1.1.1 三合一:找平、找坡、保温合一,一次成型。

3.1.1.2 施工快捷:较传统屋面减少一半施工工期。

3.1.1.3 耐候性能:与建筑物砼寿命,有机类保温材料25年寿命。

3.1.1.4 环保性能:无机保温材料绿色环保,有机类保温材料产生白色污染。

3.1.1.5 施工工艺:整体现浇,泵送施工。

3.1.2 施工工艺流程

3.2 KX无机发泡保温防水屋面施工技术要点

3.2.1 屋面基层处理与清理

在KX无机发泡保温施工前,对屋面进行清理,将屋面基层上的垃圾、杂物等清除干净。为保证KX 无机发泡混凝土与基层的粘结,还应适当喷水湿润,以基层不积水为宜。基层清理干净后,做蓄水试验,对屋面结构层进行观察,如有渗漏,应在保温层施工前进行堵漏处理。

3.2.2 找坡层标高控制点施工

根据设计图纸及施工方案进行现场弹线,并根据坡度要求在坡顶每隔3m 用预制KX 无机发泡混凝土块设置灰饼控制点,以满足设计厚度及泛水要求。对于屋面基层管道口采用水泥包装袋进行封堵并作好标记。

3.2.3 发泡剂泡沫的制备

在制泡前先将按比例计量好的发泡剂加入适量的生活水进行稀释,并将该水稀释液装入发泡机中。再按要求的比例严格计量后将稳泡剂、稳泡助剂加入发泡机内制成泡沫(为控制合成后的材料质量,在添加辅助材料时避免人为因素导致配合比不当,产方一般将发泡剂、稳泡剂及稳泡助剂按比例配合好,施工时仅需将这几种合剂与水按质量比1:55 进行配比即可制成泡沫)。正式施工前应进行发泡制备并检验其发泡质量,其泡沫质量可通过泡沫稳定性(液膜在浆体内不易破裂、不易形成连通孔)、泡沫均匀性(制取的泡沫的泡径应基本相近,泡径范围应尽可能小,最好在0.1mm~1mm 之间)及泌水率(泡沫的泌水率宜低)来检验。

3.2.4 水泥浆料的制备

在发泡剂泡沫制备的同时进行水泥浆料的制备,在制备浆料前,应将水泥填充料(粉煤灰)按照施工配合比进行精确计量(实际配合比设计及施工时一般采用复合硅酸盐水泥,因其内已含设计所需用量的粉煤灰等水泥填充料),然后由螺旋上料机一边混合一边将物料提升送入搅拌机,同时水由计量泵送入搅拌机(水与复合水泥按质量比1: 2.5 进行配比),制出近似于膏状的浆体,为加入泡沫作好准备。

3.2.5 无机发泡混凝土的制备

水泥、填充料等浆料制备好后,就可以使用机械将泡沫加入搅拌机中,与搅拌机内的水泥、填充料等浆体均匀混合,制成泡沫浆料。施工时根据试打结果、泵送距离及泵送机的功率适当调整泡沫与浆料的配比。

3.3 KX 无机发泡保温材料的现场浇筑

3.3.1 在泡沫浆料制备符合要求后,即可进行泵送施工。将泡沫浆料从搅拌机内卸出,直接流入泵车的储料箱内,开动泵车的输送泵即可将泡沫浆料送往施工面,进行现场浇筑。在正式施工浇筑前需进行泵送试打,检查其泡沫浆料浆体是否均匀,上部无泡沫漂浮积聚,下部无沉淀物,泡沫损失率小于10%,无塌陷,且浇筑后不大量泌水,即可大面积施工。

3.3.2 根据设计要求,如设计保温厚度小于10cm,则采取一次性浇筑施工。在施工中边采用刮杆浇筑边去浮泡,进行刮平处理,使其浇筑面气泡去除以达到封孔作用,并达到泛水要求。在混凝土终凝前用铁抹子抹平收光。

3.3.3 根据设计要求,如设计保温厚度大于10cm,宜进行分层施工,分层施工的时间宜在第一次浇筑终凝前并有一定强度后(以能上人为准)进行。具体浇筑方法同上条所述。

3.4 KX 无机发泡保温层的养护

KX无机发泡保温层采用自然养护。根据天气温度,一般在浇筑24h 后进行适时洒水养护。当温度在30℃以上时可适当提前洒水养护;当温度10℃以下时,应待浆体初凝时覆盖塑料布。

3.5 分隔缝及排气道设置

在KX无机发泡保温层施工完约3d 后即可进行分隔缝及排气道施工。将排气道兼作分隔缝。其设置原则为:排气道纵横向最大间距不宜大于6m,缝宽为50mm,缝深不小于50mm(根据屋面保温层设计厚度不同具体确定)。具体做法如下:先用墨斗对需设置排气道的位置进行弹线,采用手提切割机进行切割,并将已切割的保温层凿成50*50 的凹槽,槽内用碎石填充约40mm 深,上覆盖50mm 宽的塑料薄膜后,用1: 2.5 水泥砂浆找平

4、质量控制措施

4.1 当天气温度低于5℃时,不宜施工;

4.2 降低浆体的水料比,在保证操作性的情况下,水料比越小越好;

4.3 加强物料的搅拌,适当延长搅拌时间,浇筑后泡沫不漂浮;

4.4 减少浇筑后的震动;

4.5 施工完毕后,应进行3d~7d 的保湿养护;

4.6 浇筑前应根据实验室的理论配合比,根据工程特点、天气温度、使用

材料等因素进行工地现场试配,以定出符合质量要求的施工配合比;

4.7 KX 无机发泡砼的干密度、抗压强度、导热系数等指标应符合相

关规定及设计要求,检验方法为检查现场抽样检验报告;

4.8 浆料应拌和均匀,一次或分层施工时应压实适当,检验方法为观察检验。

4.9 整体浇注保温层应表面平整,找坡正确,其保温层(兼找坡)表面平整度应≤7mm。检验方法为用2m 靠尺和楔尺检查;

4.10 保温层(兼找坡)厚度的允许偏差为+10%,- 5%。

5、KX无机发泡屋面优点

通过老龙眼居住区B地块工程KX无机发泡保温防水屋面施工技术的应用,总

结较传统屋面工程的施工有以下优点:

5.1 保证了施工质量:由于KX 无机发泡屋面保温现浇技术采用泵送整体现浇,施工质量较传统屋面纯手工操作更易控制,另排气道、分隔缝采用弹线切割,保证了成品质量。

5.2 施工速度快,工期短,受外界因素影响较小:施工1000m2 的KX 无机发泡保温防水屋面约5d~7d,且保温施工采用泵送整体现浇,对垂直运输设备的依赖性大大减小。

5.3 耐候性能好,使用寿命长:KX 无机发泡保温材料具有一定的防水及防腐作用,其使用寿命与建筑物本身寿命同步(50~70 年),而有机类保温材料寿命一般为25 年左右。

5.4 屋面荷载小,保温及防水效果好:传统做法的屋面(含找坡层、两道找平层、保温层、防水层、保护层)荷重约80kg/ m2~120kg/m2,KX 无机发泡保温防水屋面(仅含保温层、防水层、保护层)荷重仅45kg/m2~65kg/m2。且传统做法的屋面大多采用铺设沥青珍珠岩、水泥珍珠岩、水泥蛭石、加气混凝土、聚苯板等材料在现场拌合采用湿作业方式,施工中用水量较大,极大地影响了实际保温及防水效果,而该技术施工完毕后混凝土内不含水分并有一定的防水作

用,因而其保温及防水效果较好。

5.5 抗压强度高:KX 无机发泡保温材料的抗压强度为0.4MPa,且现场可调整水泥用量来提高保温层的抗压强度。

5.6 现场文明施工:施工过程中无废水、废气、废渣产生,且施工无噪音,利于环保。

5.7 综合造价较低:KX 无机发泡保温防水屋面将找平层、找坡层及保温层三合一,较传统的屋面做法节省了找平层和找坡层做法,因而综合造价较低,比较经济。