地鐵停車場上蓋屋面超大面積泡沫混凝土施工技術

李 偉

（中交四航局第五工程有限公司，福建 福州 350008）

1 泡沫混凝土概述

泡沫混凝土是一種用物理方法將泡沫劑（或稱發泡劑）制備成泡沫，將泡沫加入水泥、骨料、摻合料和水制成混合料漿，經混和攪拌、澆筑成型、養護而成的輕質微孔混凝土，其具有不受場地限制、施工速度快、質量輕、使用壽命長、節能環保等特點。

近年來，泡沫混凝土屋面作為找坡、找平、隔熱層被廣泛應用于建筑工程、道路路基加固工程，但在福州地鐵設計與應用中尚屬首次。以福州地鐵2號線竹岐停車場AB區屋面保溫兼找平層施工實踐為例，對超大面積和露天環境條件下泡沫混凝土施工、質量控制和試驗檢測進行研究。

2 工程概況

福州地鐵2號線竹岐停車場AB區位于閩侯縣竹岐鄉蘇洋村內，AB區建筑總面積為42 288m2，AB區屋面蓋板總面積48258m2。設計選用泡沫混凝土作為屋面保溫兼找坡層，最薄處厚度為160mm，設計結構找坡為1%，建筑找坡為1%。泡沫混凝土設計指標：最薄處厚度為160mm；干密度ρ為630kg/m2；導熱系數λ為0.13W/（m·K）；蓄熱系數S為2.85W/（m2·K）；熱阻R為0.985（m2·K）/W；平均熱傳系數為0.759W/（m2·K）；平均熱惰性指標為6.077。

3 施工準備

3.1 配合比設計

水泥采用P·O.42.5普通硅酸鹽水泥，發泡劑采用建工建材JK-FA1，檢測標準符合CJJ/T 177—2012《氣泡混合輕質土填筑工程技術規程》。泡沫混凝土配合比設計指標：P·O.42.5普通硅酸鹽水泥460kg/m3；水250kg/m3；水灰比為0.54；發泡劑9.2kg/m3；泡沫稀釋比為1∶20。

3.2 泡沫混凝土制備

3.2.1 設備準備

由于泡沫混凝土需要先行調制發泡劑，周邊商混站不生產，因此采用現場設置攪拌站，主要采用的設備如表1所示。

表1 泡沫混凝土制備設備

3.2.2 制作準備

1）水泥漿拌制 本項目采用散裝42.5級普通硅酸鹽水泥，產品符合GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》規定，根據設計水灰比，攪拌站靜漿攪拌機內倒入水泥攪拌60s后加入自來水充分攪拌。

2）發泡劑調制 發泡液由獨立發泡稀釋鋼箱制備成半成品，即鋼箱內儲存自來水，根據泡沫稀釋比，人工加入JKFA1發泡液通過水泵管道集中至攪拌站，水泥靜漿通過獨立管道集中至攪拌站，空壓機將發泡液和水泥靜漿同時打入輸送管道混合。

3）材料運輸 散裝水泥由散裝罐車輸入水泥存儲輸送罐；發泡液采用塑料桶裝成品，由貨車運送到現場指定地點存儲；水泥靜漿和發泡劑形成的泡沫混凝土通過壓力軟管輸送至澆筑地點。

3.3 施工前準備

1）組織入場人員進行安全培訓和考核。

2）組織進行技術交底，使工人了解工程設計和質量要求，掌握施工過程控制要點和注意事項。

3）對進場設備進行驗收，合格后方可投入使用，嚴禁帶病作業。

4）設置并檢查施工通道是否暢通。

5）對泡沫混凝土基層進行清理，確保基層細石混凝土無起砂、掉皮、鐵線等雜物。

4 施工工藝

4.1 施工工藝流程

目前，建筑工程泡沫混凝土施工工藝有2種：一種為水泥靜漿拌和與發泡同時進行的混合攪拌法；另一種為先制備泡沫，再將泡沫與靜漿混合的預制泡沫混合法。福州地鐵2號線竹岐停車場上蓋屋面施工采用預制泡沫混合法，其施工工藝流程為：施工準備（機械準備、材料準備、配合比設計）→基層處理→測量標高→做灰餅、標筋→發泡劑稀釋、水泥靜漿制備→攪拌站混合空壓機泵送→現澆或制品→攤鋪、刮平→成品養護。

4.2 施工組織與安排

1）施工順序 施工順序需根據室內裝修進展，從影響較小的一端向另一端順序施工；也可根據實際情況采取跳倉法施工。福州地鐵2號線竹岐停車場上蓋屋面，施工順序避開了專業之間交叉作業，對裝修影響較小。

2）人員安排 泡沫混凝土施工常規配置工種包括攪拌站操作工、混凝土工、普工及管理人員，根據施工面積和澆筑數量的大小，面積小于3 000m2，混凝土方量小于400m3，可按常規6～8人配置，較大面積配置需12人以上，具體配置如表2所示。

表2 泡沫混凝土人員配置

3）產能 本工程攪拌站生產與輸送理論能力為60m3/h，考慮材料、天氣等不利因素影響，正常發揮產能系數為0.8～0.9，產能為 50m3/h。

4.3 泡沫混凝土澆筑施工技術要點

1）基層處理 檢查屋面基層，清理表面雜物、尖銳凸起物，對表面局部不平整處采用水泥砂漿修補處理。屋面排水管道根管及預埋已固定并驗收。

2）測量標筋 屋面根據面積大小，劃分5m×5m網格，在交點鉆孔使用鋼筋設置測量及找坡定位標志，并根據設計找坡標高進行標識。

3）澆筑找平 根據劃分網格，逐片分層澆筑，厚度大于200mm應分2層，每層間隔時間控制在1.0～1.5h（水泥初凝前），混凝土基本穩定不再下沉；根據標筋標高拉設找平線，使用3～5m鋁合金尺對混凝土表面刮平，局部塌陷需補充混凝土再次刮平處理。澆筑過程和完成效果如圖1，2所示。

圖1 混凝土澆筑及找平現場

圖2 泡沫混凝土完成效果

4）養護 泡沫混凝土由于水泥干縮性較大的特性，采用濕潤的養護土工布覆蓋，最低養護時間達到7d，養護結束后應準備立即澆筑下層結構。

4.4 質量控制與安全環保要求

4.4.1 質量控制要求

1）泡沫混凝土使用的水泥、發泡劑和設備應具有出廠合格證、設備檢驗合格證等質量證明文件。

2）混凝土質量應符合GB 50345—2012《屋面工程技術規范》、GB 50207—2012《屋面工程質量驗收規范》、GB 50411—2007《建筑節能工程施工質量驗收規范》及GB 50204—2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》。

3）混凝土澆筑過程注意分層厚度控制不宜超過設計最薄處的厚度要求，分層銜接時間控制不宜超過水泥的初凝時間。

4）澆筑過程應嚴格按分塊標高拉線控制，遇到塌陷部位及時補充混凝土，確保找坡坡度和混凝土表面平整度。

5）澆筑完成的泡沫混凝土，養護期間24h內不宜上人，施工溫度較低時，時間可延長。

4.4.2 安全環保要求

1）做好機械設備保養檢查，防止機械帶病作業造成人員傷亡。

2）人員進場做好班前班后教育。

3）攪拌站添加原材料和發泡劑、現場澆筑等，施工過程施工人員穿戴好口罩、安全帽、護目鏡等個人防護用品。

4）大風、雨天等特殊和惡劣天氣暫停施工。

5）現場產生的廢料和建筑垃圾及時堆放到指定地點，做好標識，定期外運處理。

6）有刺激性氣味、防火要求的材料設置獨立封閉的存儲點，減少環境污染并配備足夠數量的消防設備。

5 結語

本項目的成功應用為地鐵工程泡沫混凝土實施提供了參考。今后在同類工程施工泡沫混凝土時，應從優化設計配合比著手，適當添加粉煤灰、緩凝劑和抗裂纖維等外加劑，在設計階段應提早介入泡沫混凝土構成材料，在施工應用階段嚴格按方案劃分網格分倉澆筑，為泡沫混凝土在項目質量、進度和成本方面創造有利條件。