大面積屋面泡沫混凝土施工技術(shù)研究

洪偉堂

(福建省東霖建設(shè)工程有限公司,福建 泉州 362000)

1 工程概況

某項(xiàng)目屋面建筑面積為7800m2,屋面屬于大面積屋面,屋面的保溫隔熱層施工季節(jié)為夏季,氣溫較高,加上沿海地區(qū)風(fēng)力較大,大面積屋面保溫隔熱層施工存在容易開裂的施工難題。屋面保溫層原設(shè)計(jì)采用陶粒混凝土找坡,坡度為2%,然后鋪設(shè)泡沫玻璃保溫板,但是由于屋面上設(shè)備基礎(chǔ)較多,出屋面各種通風(fēng)管道和設(shè)備交錯(cuò)布置,還有各種廣告牌基礎(chǔ),假如采用原設(shè)計(jì)的保溫材料,將需要大量的切割與拼接工作,材料浪費(fèi)較多,人工成本較高,工期也相應(yīng)較長(zhǎng)。經(jīng)過參建各方的討論研究決定采用泡沫混凝土保溫材料。泡沫混凝土找坡坡度為2%,最薄處為140mm,最厚處為240mm,平均厚度為190mm,要求導(dǎo)熱系數(shù)≤0.12W/(m·K),泡沫混凝土屋面體系構(gòu)造如圖1所示。設(shè)計(jì)變更之后將原先的施工工序由2道變成1道,泡沫混凝土一次現(xiàn)澆成型,施工質(zhì)量有保證,保溫材料采用泡沫混凝土能夠節(jié)約造價(jià)約168元/m2。

圖1 泡沫混凝土屋面體系構(gòu)造

2 泡沫混凝土工藝原理及特點(diǎn)

2.1 工藝原理

泡沫混凝土將水泥、集料、水和摻合料等材料拌和成漿液,然后把發(fā)泡劑、氣和水等混合進(jìn)行發(fā)泡形成的泡沫進(jìn)行機(jī)械混合攪拌均勻形成泡沫混凝土,然后現(xiàn)場(chǎng)澆筑成型,經(jīng)過養(yǎng)護(hù)與硬化形成了一種輕質(zhì)多孔混凝土制品,該制品具有保溫隔熱的性能[1]。

2.2 特點(diǎn)

(1)工藝簡(jiǎn)單,施工速度快。泡沫混凝土的流動(dòng)性好,找坡直接采用直尺抹平,工藝簡(jiǎn)單。每臺(tái)班可以完成建筑屋面約500～700m2,施工速度快。

(2)保溫效果好。泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)比陶粒混凝土和加氣混凝土砌塊分別低70%以上和低40%～60%,吸水率分別低60%以上和低50%以上；其抗壓強(qiáng)度比膨脹珍珠巖高1～3倍,導(dǎo)熱系數(shù)低20%～60%,具有良好的保溫隔熱效果[2]。

(3)工程造價(jià)低。經(jīng)過綜合計(jì)算可知,泡沫混凝土的造價(jià)比其他常規(guī)的保溫隔熱層節(jié)省造價(jià)40%～60%。

(4)輕質(zhì)性與耐火性能好。泡沫混凝土中氣泡多,其密度較低,具有輕質(zhì)性,使得自重降低25%～40%。泡沫混凝土在高溫情況下不產(chǎn)生毒害氣體,導(dǎo)熱系數(shù)低,耐火性能為不燃的A1級(jí),耐火性能好。

3 施工難點(diǎn)及解決方法

本工程建筑屋面泡沫混凝土的施工難點(diǎn)是屋面施工面積大,高溫,風(fēng)力強(qiáng),施工中極易出現(xiàn)保溫層開裂的現(xiàn)象。擬采用的解決措施：一是對(duì)泡沫混凝土的配合比進(jìn)行優(yōu)化；二是混凝土澆筑方式采取分倉澆筑的方法；三是加強(qiáng)混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作。

4 大面積屋面泡沫混凝土施工技術(shù)

4.1 原材料與設(shè)備的選擇

(1)原材料的選擇。水泥采用普通硅酸鹽水泥,標(biāo)號(hào)為42.5,品牌為“海螺”,水泥的各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范GB175-2007的標(biāo)準(zhǔn)；短纖維采用聚丙烯短纖維,生產(chǎn)廠家為廊坊帥騰化工有限公司,短纖維的各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范GB/T21102-2007標(biāo)準(zhǔn)；發(fā)泡劑采用高分子復(fù)合發(fā)泡劑,生產(chǎn)廠家為濟(jì)南匯盛化工有限公司,發(fā)泡劑的各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范JC/T2199-2013標(biāo)準(zhǔn)；粉煤灰采用Ⅱ級(jí)粉煤灰,生產(chǎn)廠家為上海環(huán)橋建材有限公司,粉煤灰的各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范GB1596-2005標(biāo)準(zhǔn)；纖維素醚采用羥丙基甲基纖維素醚,生產(chǎn)廠家為上海欽和化工有限公司,纖維素醚各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范JC/T2190-2013標(biāo)準(zhǔn)；緩凝劑的型號(hào)為Sika retardol-25型,生產(chǎn)廠家為新疆西卡化工有限公司,緩凝劑各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范GB8076-2008標(biāo)準(zhǔn)。

(2)設(shè)備的選擇。主要設(shè)備有鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、塌落度筒、切割機(jī)、鐵鍬、水準(zhǔn)儀、發(fā)泡桶、鋁合金直尺、砂漿攪拌機(jī)、卷尺和抹子等。

4.2 泡沫混凝土配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化

普通的泡沫混凝土配合比設(shè)計(jì)為水泥：發(fā)泡劑：粉煤灰=210∶1∶90,水膠比為0.45,標(biāo)識(shí)為配合比1。考慮到本工程的施工特點(diǎn),在配合比1中加入短纖維、纖維素醚和緩凝劑,使得泡沫混凝土的性能得以改善,優(yōu)化后的配合比設(shè)計(jì)為水泥：發(fā)泡劑：粉煤灰：短纖維：纖維素醚：緩凝劑=210∶1∶90∶3∶2.4∶4.2,水膠比為0.40,標(biāo)識(shí)為配合比2。然后根據(jù)配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行泡沫混凝土的拌制與試驗(yàn),配合比1拌制出來泡沫混凝土流動(dòng)度為190～210mm,配合比2拌制出來泡沫混凝土流動(dòng)度為200～220mm,兩種配合比設(shè)計(jì)拌制出來泡沫混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)如表1所示。

表1 2組配合比設(shè)計(jì)泡沫混凝土各項(xiàng)性能指標(biāo)

由表1可知,2組配合比設(shè)計(jì)拌制出來的泡沫混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足技術(shù)要求規(guī)定,但是配合比設(shè)計(jì)2的凝結(jié)時(shí)間比配合比設(shè)計(jì)1大大延緩,而且其保水性較高,抗壓強(qiáng)度較高,能夠有效地減少水泥水化反應(yīng)放熱和減慢水化速度,配合比設(shè)計(jì)2能夠更加有效地防止大面積泡沫混凝土出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。

4.3 施工準(zhǔn)備

泡沫混凝土施工前應(yīng)將建筑屋面基層清理干凈,保證基層上無浮塵、油污、雜物和積水現(xiàn)象[3]。根據(jù)保溫層的坡度和厚度,在四周墻體或者管道上畫出標(biāo)高控制線。采用1∶2水泥砂漿設(shè)置沖筋點(diǎn),設(shè)置范圍為3m×3m,分倉模板嚴(yán)格按照保溫層標(biāo)高點(diǎn)進(jìn)行固定,在凸出屋面的構(gòu)造物以及女兒墻和屋面交界處設(shè)置分隔條。

4.4 泡沫混凝土的拌制

啟動(dòng)空壓機(jī)將發(fā)泡桶的雜物排凈,然后將發(fā)泡劑和40倍發(fā)泡劑量的水混合一起倒入發(fā)泡桶,接著充氣加壓3～6min,待空壓機(jī)壓力達(dá)到0.6～0.8MPa后停機(jī)備用。將粉煤灰、水泥和水按照配合比設(shè)計(jì)2的比例進(jìn)行混合攪拌,然后加入短纖維、纖維素醚和緩凝劑拌制成水泥漿,接著將泡沫加入攪拌2～3min,攪拌過程中應(yīng)時(shí)刻檢查水泥漿與泡沫是否攪拌均勻；如不滿足要求,則繼續(xù)攪拌1～3min,攪拌成稠狀的水泥漿漿液。

4.5 泡沫混凝土的澆筑

大面積泡沫混凝土的澆筑方法采用分區(qū)逐片澆筑法,采用模板將混凝土澆筑區(qū)域分倉成若干倉位進(jìn)行逐片澆筑。混凝土澆筑采用分層法施工,每層的澆筑厚度為100mm,等底層混凝土初凝后強(qiáng)度達(dá)1.2MPa后再進(jìn)行混凝土面層的二次施工,分倉區(qū)的泡沫混凝土澆筑到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),采用鋁合金直尺進(jìn)行刮平,混凝土初凝前,采用木抹子第二遍抹壓泡沫混凝土表面,終凝前,再進(jìn)行第三遍抹壓,使得混凝土表面平整、密實(shí)和光滑。夏季氣溫較高,當(dāng)混凝土澆筑厚度滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)立即進(jìn)行收光,以免出現(xiàn)麻面現(xiàn)象。

4.6 泡沫混凝土的養(yǎng)護(hù)

泡沫混凝土終凝后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù),并覆蓋1層塑料薄膜。每天按照早、中、晚各澆水1次,確保泡沫混凝土表面保持濕潤狀態(tài)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥14d,在養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)做好成品保護(hù),不得在混凝土表面堆積物品和人員行走。

4.7 分隔縫設(shè)置

待泡沫混凝土終凝后,根據(jù)屋面設(shè)備基礎(chǔ)和出屋面管道等實(shí)際情況對(duì)分隔縫進(jìn)行劃分,采用墨斗線將分隔縫的位置及寬度彈出來,分隔縫的間距控制在3m×3m之內(nèi),縫寬為25mm,深度與泡沫混凝土厚度相同,泡沫混凝土養(yǎng)護(hù)后采用PVC密封油膏對(duì)分隔縫進(jìn)行灌縫處理,應(yīng)保證分隔縫填充飽滿。

5 結(jié)束語

本工程將原設(shè)計(jì)的陶粒混凝土找坡層+泡沫玻璃保溫板保溫隔熱層變更為泡沫混凝土保溫隔熱層,將2道工序和2種材料變成1道工序和1種材料,使得人工成本大大節(jié)省,加快了施工進(jìn)度。為了解決高溫、風(fēng)力大和大面積屋面泡沫混凝土容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的施工難題,本工程采取泡沫混凝土配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化、分倉澆筑工藝和加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)等解決措施。

[1]王彥闖.談大面積屋面泡沫混凝土找坡施工技術(shù)[J].山西建筑,2016(20)：92-93．

[2]彭峰.屋面泡沫混凝土的施工及質(zhì)量控制[J].江西建材,2016(16)：260,264．

[3]鄭超,劉明,汪仲琦.應(yīng)用發(fā)泡混凝土的大面積屋面找坡施工技術(shù)[J].建筑施工,2014(04)：370-371．