时间:2023-06-02 09:23:24

关键词:泡沫混凝土;泡沫浆体;保温施;墙体材料
中图分类号:TV331文献标识码: A
1.前言
随着现代建筑业的迅速发展,各种新材料、新工艺层出不穷。如何在满足使用功能的前提下,能做到施工方便、提高功效、降低成本是新工艺被推广利用的基础。泡沫混凝土是近几年发展起来的一种新型保温材料,能达到国家建筑节能65%的要求。
2、施工特点
2.1 泡沫混凝土保温施工工法以水泥、粉煤灰为原料,掺入发泡剂反应后通过泵送的方式直接将预拌好的泡沫混凝土送至作业面,施工方便,可大大缩短施工工期。
2.2 应用泡沫混凝土保温施工工法可以达到找坡、保温合一,整体性好,与结构的结合牢固,避免了空鼓、脱皮、塌陷、开裂等质量通病,同时泡沫混凝土又具有一定的抗渗性能。
2.3 泡沫混凝土根据设计和应用的要求,可灵活调整配合比,不同级别的泡沫混凝土具有不同的强度和保温性能,泡沫混凝土并具有良好的防火性能,防火等级可达A级不燃。
3、适用范围
适用于一般上人屋面或不上人屋面的找坡保温,地面保温垫层,上翻梁基坑填充,保温墙体浇筑,隔声楼面填充,水平地板加高等。
4、工艺原理
泡沫混凝土采用成套生产技术,以水泥、粉煤灰为主要原料,现场通过专用设备(搅拌、发泡、泵送)加专用发泡剂和水发泡搅拌后,通过泵送的方式直接将泡沫混凝土输送至作业面浇注而成。采用双缸全液压输送泵,出口压力高,能满足高层需要。各种成分的配比全自动控制,发泡水泥的密度易于调节。单位时间内施工量为10~30m3/h,垂直输送高度为100~300米,水平输送距离为200~1000m。
5、施工工艺流程及操作要点
5.1 工艺流程
基层清理测设样墩配置泡沫浆体拌制水泥浆拌制砼浇筑砼养护。
5.2基层清理
将屋面结构层表面的各种垃圾、松散杂物清理干净,凸出基层表面的残留砂浆、混凝土清除干净,穿过楼板的管根在泡沫混凝土施工前用细石混凝土塞堵灌实。
5.3 测设样墩
通过三步节能的计算方法根据节能设计的要求换算出泡沫混凝土最薄处的厚度,以屋面雨水斗位置为最低点,用水准仪测出最低点样墩,根据屋面泄水坡度计算出最高点的泡沫混凝土厚度,做出样墩,再用拉通线的方法在中间测设样墩,样墩间距不大于2m。在女儿墙上弹出水平线控制泡沫混凝土找坡层的厚度。
5.4 配置泡沫浆体
5.4.1 配置泡沫浆体前先根据节能及结构设计的要求确定泡沫混凝土的级别,并确定不同级别泡沫混凝土的配合比。
5.4.2 预配泡沫混凝土浆液。先将搅拌缸内放入一定量的水,按比例调整自动上料机上的水泥、粉煤灰控制阀门,开启电子控制系统开关,使水泥、粉煤灰、水在搅拌缸内搅拌均匀达到所需的浆液浓度。
5.5 拌制水泥浆
开启发泡机装置系统,待浆液搅拌到一定程度时,及时开启发泡机装置系统,使其发泡剂通过自吸注入发泡机内操作,这时发泡剂由水泥状态转化为泡沫。确定发泡量的大小,达到设计要求级别范围的发泡量。
5.6 拌制砼
把搅拌好的浆液和经过发泡后的一并输送到液压泵箱体内,经过液压泵的传送系统把一定数量的水泥、粉煤灰浆液和泡沫再传送到输送管道,高压输送,使浆液、泡沫在管道内随流动随发泡,形成一种浓度较高的泡沫混凝土浆液,输送至施工作业面。
5.7 浇筑砼
浇筑泡沫混凝土需根据泡沫混凝土的浇筑厚度采取分层浇筑,每层浇筑厚度不宜超过100mm。第二次浇筑必须待前次浇筑面能满足上人条件后方可进行。
将配制成的泡沫混凝土浆液通过专用的输送泵输送到作业面后,按测设的样墩标高铺摊均匀,用刮杠反复推拉,实行人工二次搅拌,在泡沫混凝土浆液基本定型不再散发大的泡沫粒时,再慢慢移动刮杠,按样墩找平找坡,待表面出现细浆有光亮时停止,直到泡沫混凝土浆液凝固,形成设计要求的泡沫混凝土。
5.8 养护
泡沫混凝土浇筑完12~14小时后覆盖塑料薄膜进行养护,养护时间不少于72小时。在养护期间应派专人看护,严禁上人。
5.9 劳动力组织
5.9.1 人员组织要求
5.9.2 劳动力配备(根据5000m2施工面积、进场一套设备)
6、材料与设备
6.1:主要材料
6.1.1:水泥:不低于325#普通硅酸盐水泥,水泥应有出厂合格证和进场复试报告。
6.1.2:粉煤灰:Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰,含泥量不超过3%。
6.1.3:发泡剂:YT专用发泡剂
6.1.4:水
6.2:主要设备
6.2.1:专用泡沫搅拌机1台
6.2.2:专用泡沫混凝土输送泵1台
6.2.3:500L容器1只
6.2.4:输送泵管(Φ100)1套,长度根据现场施工距离而定
6.3 主要仪器、工具
水准仪、卷尺、铁锹、铝合金刮杠(3m)、坍落度桶、墨斗、墨汁、木抹子、棉线等。
7、质量控制要求
7.1技术规范及验收标准
《屋面工程施工质量验收规范》GB50207-2002
《泡沫混凝土屋面保温建筑构造图集》07ZTJ205
7.2 质量保证措施
7.2.1 搅拌机通过电脑严格按照设计配合比控制原料计量准确。
泡沫混凝土常用配合比
7.2.2 泡沫混凝土避免在雨天、烈日高温条件下施工。
7.2.3 严格控制泡沫混凝土的厚度,保证达到设计厚度。
7.2.4 泡沫混凝土保温层施工完成时,天沟、檐口等部位应找坡,且保证这些部位的泡沫混凝土厚度不小于20mm。
7.2.5 泡沫混凝土保温层施工前,应将出屋面管道、风道做好,严禁在浇筑后在保温隔热层上凿孔打洞。
7.2.6 泡沫混凝土表面应压实抹光,坡向正确,不得有裂缝、空鼓、起砂等缺陷。
7.3 检验方法
7.3.1泡沫混凝土现场试块留置数量为:
每一工作组不少于1组,每100m3不少于1组,如连续浇筑则每200m3留置不少于1组。
7.3.2 现场发泡混凝土应随机见证取样进行复试,检测内容为:导热系数、密度、抗压强度、吸水率。
8、安全措施
8.1泡沫混凝土施工前,应编制有针对性的安全技术交底,并向施工作业人员进行交底,履行签字确认手续,并经常检查执行情况,纠正违章。
8.2施工现场不准抽烟,施工人员不得酒后作业,以防安全事故的发生。施工期间,必须按要求佩带劳动保护用品,同时戴好安全帽。
8.3 在不上人屋面施工时,女儿墙高度小于900mm的,应加设临时护身栏杆,确保施工安全。
8.4现场电气设备绝缘良好,接地接零良好,并必须安装触电保护器。搅拌机必须由专人负责操作,每次开机前检查设备运转情况,发现问题及时进行处理,确保施工顺利进行。
8.5搅拌区域工人在投料时必须戴好口罩,防止吸入粉尘而对人体造成伤害。
9、环保措施
9.1现场材料库要采取封闭措施,防止扬尘,搅拌机搭设封闭搅拌棚。
9.2在工地门口设立冲车池,运输车辆出工地门口时,将车轮清扫并冲洗干净。
9.3搅拌机旁使用的水池安装浮球阀,保证到一定水位后自动关闭上水阀门。搅拌污水应经沉淀池沉淀后,排入指定地点。
9.4 泡沫混凝土每次浇筑完成后随时把泵管清洗干净,清洗泵管流出的污水严禁随意流淌,必须排放到指定的地点。
9.5施工现场道路进行硬化,并安排专人负责每天路面清扫、洒水,防止尘土飞扬,污染周围环境。施工作业面应不间断地洒水湿润,最大限度地减少粉尘污染。
10、效益分析
10.1技术效益分析
10.1.1 应用此工法施工的屋面保温层,可以达到保温找坡合一的效果,可以减少一道工序,并可以通过泵送方式将泡沫混凝土输送至屋面。而传统的水泥焦渣找坡、挤塑板保温施工方法则用手推车依靠施工升降机将材料运至屋面,两者相比,泡沫混凝土施工更加方便、快捷,可大大提高施工功效,加快施工进度。
10.1.2 泡沫混凝土一次性浇筑无缝隙和间断,整体性好,并具有抗渗性能高、吸水率低等特点,一旦出现渗漏现象,可以准确找出渗漏点位置,便于维修。而采用挤塑板保温层施工方法,一旦防水层被破坏,会出现无规律的渗漏现象,很难找出渗漏点的准确位置,不利于防水层的维修。
10.2经济效益分析
以已施工的固体废弃物资源化及余热利用项目备件库单体工程为例(屋面面积共2677m2):
10.2.1 原设计做法为焦渣找坡最薄处30mm,找坡跨度9m
1、按2%坡度计算,平均厚度为(0.03+0.21)/2=0.12m。
2、焦渣找坡成本100元/m3×0.12m=12元/m2
3、60厚挤塑保温板成本450元/m3×0.06m=27元/m2
4、人工费合计25元/m2
5、焦渣找坡挤塑板保温的综合成本为(12+27+25)=64元/m2
10.2.2 采用泡沫混凝土找坡保温经设计换算厚度为最薄处130mm,找坡跨度为9m
1、按2%坡度计算平均厚度为(0.13+0.31)/2=0.220mm
2、泡沫混凝土包工包料价格为238元/m3,成本即238元/m3×0.22m=52.36元/m2
10.2.3 通过分析比较,采用泡沫混凝土找坡保温比原做法共节约成本
(64-52.36)元/m2×2677m2=31160.28元
10.3 工期效益
采用泡沫混凝土找坡保温比焦渣找坡挤塑板保温工期缩短40天。
综上所述,大力开展和推广应用泡沫混凝土是节约工程造价的重要途径。随着混凝土性能及品种的不断开发增加,质量逐步提高,应用会日益广泛,研究会更加深入,定会在建筑业中发挥巨大的作用和良好的效益。
参考文献:
1、《屋面工程技术规范》GB50207-2002
【关键词】泡沫混凝土;建筑工程;应用
0.前言
发泡机的发泡系统用机械方式将发泡剂充分发泡,将水泥浆和泡沫混合均匀,发泡机的泵送系统会对混合料经行模具成型或现浇施工,然后再经过养护便会形成一种含有许多封闭气泡的新型轻质材料,而这种材料就是泡沫混凝土。
泡沫混凝土是一种气泡绝热材料,最大的特点就是在混凝土的里面会形成大量密闭性的泡沫孔,因而使得这种混凝土很轻并且具有保温和隔热的特性。国内外的学者对泡沫混凝土做了许多研究,使得这种新型的节能环保的建筑材料应用越来越广泛,也越来越被世人接受。随着对泡沫混凝土的不断探索和研究,这也不断的推动了我国建筑领域的发展。
1.泡沫混凝土的特性
因泡沫混凝土内部存在大量封闭气泡,根据其物理特性可以分析出其在建筑领域中独特的优点。下面就其各个方面的特性加以分析:
1.1密度小
泡沫混凝土的密度等级一般为每立方米300-1800kg,可见其密度比一般的混凝土小很多。由于其密度小的原因,如果把其运用在建筑物的墙体、楼面、立柱、层面等建筑结构当中,在一般情况下可以使得建筑物的承受的自重减小25%左右,而在某些情况下可以使结构物的总重降低35%左右。在条件允许的范围下,如果用泡沫混凝土取代一般混凝土的话,可以提高结构构件的承载能力,因而这使得其在建筑工程当中表现出明显的经济效益优势。
1.2隔热保温
因为许多的密闭细小空隙存在泡沫混凝土当中,所以泡沫混凝土具有普通混凝土不具备的良好隔热保温性能。对于一般的等级的泡沫混凝土,其导热系数比较低。相对于普通混凝土,泡沫混凝土的热阻率要高出20倍左右。因而在建筑物内的屋面和墙体等使用泡沫混凝土的话,可使得室内冬暖夏凉,是一套有效地调节室内温度装置。
1.3隔音
因为泡沫混凝土中的密闭气孔,当有噪声传递到上面,气孔便会吸收声音的能量,等声音传递到泡沫混凝土的另一端时,声音的能量便减小很多,其隔音效果不言而喻。因而对于有隔音要求的建筑物,比如房屋楼层和地下建筑物的顶层等,均可应用泡沫混凝土作为隔音层。
1.4耐火
众所周知,泡沫混凝土本身便是无机材料,而无机材料是不会燃烧的,因而泡沫混凝土具有良好的耐火性能。对于建筑物来说,泡沫混凝土可极大的提高其防火性能。
1.5其它特性
因为泡沫混凝土可现场浇注,与主体工程紧密的结合,所以其整体性能好;大量的气孔使得泡沫混凝土的弹性模量很低,因此它可吸收和分散作用于上面的冲击荷载,故其减震性好;密闭的气孔是相对独立的,并且具有良好的整体性,因此现浇的泡沫混凝土有较低的吸水率,使其表现出一定的防水性能;泡沫混凝土的生产地点不仅可以使在工厂里面,而且还可以是在现场,因此泡沫混凝土生产加工是很方便的;以水泥和发泡剂为原料的泡沫混凝土,不含甲醛和苯等有害物质,因此其环保性能好;泡沫混凝土的其他特性还有施工方便、抗压强度高个价格低廉等。
2.泡沫混凝土技术在建筑工程中的应用
由于泡沫混凝土的各种特性,决定了其在建筑工程当中的广泛应用,目前我国对于泡沫混凝土的应用主要在于泡沫混凝土面快、保温层现浇、轻质墙板等。而随着国内外众多学者的研究和探索,泡沫混凝土的应用会越来越受欢迎。下面就其在建筑工作中的应用加以分析:
2.1用作轻质墙板
在大量使用泡沫混凝土之前,建筑领域一般采用GRC轻质墙板材料作为隔墙,但是这种材料成本比较高,使得其在建筑工程领域的推广受到阻碍。与GRC轻质板墙材料相比,泡沫混凝土的轻质板墙则能够较大程度的降低成本,而且具有施工便利的特点。因而对于建筑物的轻质墙板材料而言,泡沫混凝土克服了传统材料成本高、难推广的问题。
2.2建筑物的隔热保温材料
在前几年地面采暖所用的保温层的材料大多是聚苯乙烯泡沫塑料,虽然至今这种材料仍然在建筑中使用,但已经大部分减少很多,而如今基本被泡沫混凝土材料所取代。国外的发达国家已经全部采用泡沫混凝土材料用于地暖的保温层,我们国家虽然发展比较慢,但泡沫混凝土材料在地暖保温层的使用率也达到了50%以上。相比于聚苯乙烯,泡沫混凝土的优势在于耐热度高、绿色环保、承载能力强、成本低、工艺简单施工速度快等特点,使得在以后的发展当中,泡沫混凝土将会逐渐取代聚苯乙烯。
2.3泡沫混凝土挡土墙
泡沫混凝土是一种粘结性能好的刚性体,如用作港口的岩墙,则并不对岸墙施加侧向的压力,把它作为回填材料施工于岸墙后,可降低垂直荷载,同时对岸墙的侧向荷载也减少了。又由于泡沫混凝土的轻质,使得沉降降低,并且从维修方面考虑,其维修费也相应降低。
2.4泡沫混凝土砌块
泡沫混凝土砌块主要有两大种类,一种是普通光面砌块,另一种是彩色装饰砌块。普通泡沫混凝土光面砌块外墙面有一层密实度很高的面层,此面层的抗裂性能极高,并且抗渗防水性能好,砌墙以后可很大程度的减小墙面吸水率,提高抗冻及抗风化性能。泡沫混凝土装饰砌块外表层是艺术装饰层,可直接使用于墙面的美化,并且不用另外的粉刷和其他材料的加工贴面等。
2.5其他应用
由于泡沫混凝土的众多特性,使得其应用面广。除去以上几点外,泡沫混凝土还可以应用于其他方面的作用,比如泡沫混凝土可以满足地基的强度设计要求,并且泡沫混凝土还有良好的压缩性,因此可以作为理想的补偿地基材料;又由于泡沫混凝土的排水性以及其压缩性,可以将其作为运动场和田径跑道的垫层;此外泡沫混凝土还可以应用于管线回填、夹芯构件、贫混凝土填层、屋面边坡、园林绿化等。
【关键词】泡沫混凝土;建筑技术;施工工艺;技术要点;安全措施
前言
建筑业的发展需要从业者的努力,尤其在利用新科技、新技术、新材料方面,建筑行业更应该起到“先遣队和侦察兵”的作用,积极利用新兴科技、技术、材料和工艺,提高建筑的性能,降低资源的消耗,提到建筑的效益,实现建筑行业的飞速发展。混凝土是建筑业重要的工作内容和技术内容,在新时期,混凝土技术发展很快,各种类型的混凝土不断涌现,泡沫混凝土就是这一阶段的代表性新型混凝土,是建筑行业混凝土项目一项比较有先瞻性的技术。泡面混凝土是一种在混凝土的拌制和浇筑的过程中,在混凝土中加入发泡剂,利用发泡剂的理化性质产生数量巨大的气泡,在混凝土硬化和养成后形成具有丰富气泡结构的新型混凝土。泡沫混凝土具有很多优点,如:防水性好、抗震性强、隔音隔热效果好、比重轻和强度高等综合性又是,在建筑施工的保温部位、屋面施工、夹心构件等方面有广泛的应用,当前,泡沫混凝土已经成为建筑行业深入发展,建筑技术快速提高的标志,正在全国建筑领域得到整体的推广。提高泡沫混凝土施工质量应该对本文根据建筑施工中保温、屋面和夹心层项目应用泡沫混凝土经验的基础上,熟练利用各种泡沫混凝土发泡剂,真正掌握泡沫混凝土施工准备和施工中应该做好的技术要点,遵循泡沫混凝土施工中应该做到安全措施,实现泡沫混凝土施工的目标,为泡沫混凝土技术的应用做好经验上的总结和技术上的梳理。
1常见的泡沫混凝土发泡剂类型
1.1松香类混凝土发泡剂
松香类混凝土发泡剂是常见的发泡剂种类,也是应用最早的一种类型,其工作机理就是利用松香和氢氧化钠的相互作用产生大量泡沫,起到发泡的效果,松香类混凝土发泡剂制造工艺简单,材料取材广泛,具有成本的优势;但存在发泡强度和能力上的缺陷,如今已有被其他发泡剂取代的趋势。
1.2动物性混凝土发泡剂
动物性混凝土发泡剂是以动物蛋白为发泡原料,添加氢氧化钠、氯化镁、盐酸等工业材料构成的一种新型发泡剂,具有发泡强度大、持续时间长、泡沫数量大等综合性优势,同时也存在着成本高,受施工环境和条件影响大等劣势。
1.3植物性混凝土发泡剂
植物性混凝土发泡剂是一种天然高分子材料的发泡剂,具有无毒、无污染,发泡能力强、泡沫质量高,适应范围广等综合性优势,是当前泡沫混凝土施工中最为常见的发泡剂。
2泡沫混凝土施工的技术准备
2.1施工技术的准备
先期施工已经结束,并以验收合格;泡沫混凝土施工的设计已经经过技术和实际检验;泡沫混凝土施工的技术交底已经完成;泡沫混凝土施工的控制测量和施工图纸勘验已经通过验收;对发泡剂的试验已经完成,并对实际的配合比业已确定。
2.2施工材料的技术要求
泡沫混凝土施工应该采用普通硅酸盐水泥,确保登记在42.5以上,也可根据实际情况选用矿渣硅酸盐水泥;控制泡沫混凝土原料的含泥量,一般以3%为控制尺度;检验发泡剂质量证明,并做好施工前试验。
2.3施工设备的技术要求
泡沫混凝土施工中应用拌制设备、发泡剂、运输车辆、输送泵等设备应该保持完好,性能可靠,泡沫混凝土施工应用的振捣器、推车、抹子等工具应该数量齐备。
2.4施工环境的技术规格作业条件
泡沫混凝土施工基层或模具表面清理干净,应该对模版采用洒水湿润的处理措施;泡沫混凝土施工特殊工种必须持证上岗;施工作业环境符合泡沫混凝土作业的要求
3泡沫混凝土施工的技术要点
3.1泡沫混凝土施工工艺流程:
检验水泥、砂子、发泡剂质量配合比试验技术交底准备机具设备基底清理找标高搅拌、浇筑混凝土找平、压光养护检查验收。
3.2泡沫混凝土施工个环节的技术控制
做好施工面的基底处理工作,在浇筑混凝土前要洒水湿润;做好使用控制测量,标注控制线。做好混凝土配合比的控制和投料顺序管理;按规定留设泡沫混凝土试块;做好浇筑和振捣工作,浇筑过程应放置泡沫混凝土离析,振捣过程应符合技术规范;做好表面的找平和压光处理,当面层砂浆初凝后,用铁抹子把凹坑、砂眼填实抹平,注意不得漏压;当面层砂浆终凝前,用铁抹子用力抹压,把所有抹纹压平压光,达到面层表面密实光洁。;做好泡沫混凝土的养护工作,泡沫混凝土养护期在7天以上,对混凝土覆盖和洒水养护。
4泡沫混凝土施工的安全措施
泡沫混凝土的运输和施工应该适当采用防护措施;注意泡沫混凝土施工设备的安全操作;对于泡沫混凝土施工的高危环节加强技术防护和控制。
5 结语
综上所述,建筑的最终发展离不开技术的进步、新科技的推广和新材料的运用,在现阶段建筑行业应该发挥泡沫混凝土在比重、强度、防水、结构上的优势,加大泡沫混凝土在建筑保温层施工、屋面铺设、墙体砌筑等各项施工项目的应用,以控制发泡剂种类和质量,提高泡沫混凝土施工准备工作,提升泡沫混凝土施工技术水平,在确保安全施工的基础上,高品质低实现泡沫混凝土施工目标,在完成施工任务的前提下,推进泡沫混凝土技术的应用,做好泡沫混凝土技术的推广,实现泡沫混凝土技术最佳的经济和社会价值,进而完成建筑行业的根本任务
参考文献:
[1]周明杰,王娜娜,赵晓艳,赵晓辉.泡沫混凝土的研究和应用最新进展[J].混凝土.2009(04).
[2]李龙珠,夏勇涛,刘文斌,肖雪军.泡沫混凝土的发展现状及应用前景[J].商品混凝土.2009(07).
[3]扈士凯,李应权,段策,罗宁.矿物掺和料对泡沫混凝土基本性能的影响[J].墙材革新与建筑节能.2009(11).
关键词:泡沫混凝土;特性;生产工艺;应用
泡沫混凝土又称为发泡水泥、轻质混泥土等,是一种利废、环保、节能、低廉且具有不燃性的新型建筑节能材料。轻质混凝土(泡沫混凝土)是通过化学或物理的方式根据应用需要将空气或氮气、二氧化碳气、氧气等气体引入混凝土浆体中,经过合理养护成型,而形成的含有大量细小的封闭气孔,并具有相当强度的混凝土制品。轻质混凝土(泡沫混凝土)的制作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。
泡沫混凝土是一种新型的节能环保型建筑材料,国内外学者对其做了大量的研究开发,使其广泛应用于墙体材料中,但其还存在一定的缺陷,如强度偏低、开裂、吸水等,因而要进一步扩大其应用领域还需在发泡剂、配合比、工艺流程、设备等方面做更进一步的研究。
泡沫混凝土是混凝土大家族中的一员,近年来,国内外都非常重视泡沫混凝土的研究与开发,使其在建筑领域的应用越来越广,现将有关情况介绍如下:
一、 泡沫混凝土的特性
泡沫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。由于泡沫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、 轻质
泡沫混凝土的密度小,密度等级一般为300-1800kg/m3,常用泡沫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。由于泡沫混凝土的密度小,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,如采用泡沫混凝土代替普通混凝土,可提高构件的承截能力。因此,在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。
2、 保温隔热性能好
由于泡沫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范围的泡沫混凝土,导热系数在0.08-0.3w/(m?K)之间。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料,具有良好的节能效果。
3、 隔音耐火性能好
泡沫混凝土属多孔材料,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。泡沫混凝土是无机材料,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。
4、 其它性能
泡沫混凝土还具有施工过程中可泵性好,防水能力强,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。
二、 泡沫混凝土的生产工艺
泡沫混凝土的基本原料为水泥、石灰、水、泡沫,在此基础上掺加一些填料、骨料及外加剂。常用的填料及骨料为:砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨胀聚苯乙烯、膨胀珍珠岩、苯脱克细骨料,常用的外加剂与普通混凝土一样,为减水剂、防水剂、缓凝剂、促凝剂等。
泡沫混凝土的生产方法有湿砂浆法和干砂浆法两种。湿砂浆法通常是在混凝土搅拌站将水泥、砂与水等搅拌成砂浆,并用汽车式搅拌机车运至工地,再将单独制成的泡沫加入砂浆,搅拌机将泡沫及砂浆拌匀,然后将制备好的泡沫混凝土注入泵车输送或现场直接施工。干砂浆法是将各干组份(水泥、粉煤灰等)通过散装运输或传动系统输送至施工现场,干组份与水在施工现场拌合,然后将单独制成的泡沫加入砂浆,两者在匀化器内拌合,然后用于现场施工。
采用蛋白质物添加适量的阳离子表面活性剂配成的混合发泡剂,采用现场浇注成型的工艺,研制成功现浇泡沫混凝土新工艺。其制备方法有三种:一种是将水、蛋白质物、阳离子表面活性剂混合,经发泡剂机发泡,再注入水泥料浆中搅拌,制备泡沫水泥浆,现浇成型;一种是将水、蛋白质物、阳离子表面活性剂混合,经高速搅拌机发泡,再注入水泥料浆中,制备发泡水泥浆;一种是按第二种方法发泡,一边加入少量水泥,一边高速搅拌,制备发泡水泥浆,其中前一种制备方法较好。现浇混凝土不仅轻质、高强、耐火,更引人注目的是不需蒸压养护,现浇即可成型,节能效果显著。
三、 我国泡沫混凝土的应用现状
近年来,我国越来越重视建筑节能工作,随着与建筑节能有关政策的实施,墙体材料改革取得了显著的成就,节能材料倍受欢迎。泡沫混凝土以其良好的特性,已用于节能墙体材料中,在其它方面也获得了应用。
1、 泡沫混凝土砌块
泡沫混凝土砌块是泡沫混凝土在墙体材料中应用量最大的一种材料。在我国南方地区,一般用密度等级为900-1200 kg/m3的泡沫混凝土砌块作为框架结构的填充墙,主要是利用该砌块隔热性能好和轻质高强的特点。此种砌块是以聚苯乙烯泡沫塑料作为骨料,水泥和粉煤灰作胶凝材料,加入少量外加剂,经搅拌、成型和自然养护而成,其规格为200 ×200×200mm,可用于内、外非承重墙体材料,也可用于屋面保温材料。它具有质量轻、导热系数小、抗冻性高、防火、生产简单、造价较低、施工方便等优点。
2、 泡沫混凝土轻质墙板
目前用于建筑物分户和分室隔墙的主要材料是GRC轻质墙板,由于其原料价格较高,影响了其推广应用。中国建筑材料科学研究院采用GRC隔墙板生产工艺结合固体泡沫剂和泡沫水泥的研究成果,开发出了粉煤灰泡沫水泥轻质墙板的生产技术,并得到了应用。该产品生产采用的原料如下:30%-40%的粉煤灰,45%-65%的硫铝酸盐水泥,0-15%的膨胀珍珠岩以及一定体积的泡沫。与传统的GRC轻质墙板相比,采用泡沫混凝土生产技术,不但能明显降低产品的成本,而且大大改善了浆体的流动性,使成型更为方便。该产品的物理力学性能见表3.
3、 泡沫混凝土补偿地基
现代建筑设计与施工越来越重视建筑物在施工过程中的自由沉降。由于建筑物群各部分自重的不同,在施工过程中将产生自由沉降差,在建筑物设计过程中要求在建筑物自重较低的部分其基础须填软材料,作为补偿地基使用。泡沫混凝土能较好地满足补偿地基材料的要求。在部分基础中,现场浇注了厚度为150mm、抗压强度在0.10±0.02Mpa,密度小于 200 kg/m3泡沫混凝土,取得了良好的效果。据现场测试,此种低密度泡沫混凝土的强度可很好地控制在设计的范围内,且具有良好的压缩性。
四、 国外泡沫混凝土应用的新进展
近年来,一些国家充分利用泡沫混凝土的良好特性,将它在建筑工程中的应用领域不断扩大,加快了工程进度,提高了工程质量,现归纳如下。
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载荷,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、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800-900 kg/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。
3、作夹芯构件
在预制钢筋混凝土构件时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400-600 kg/m3的泡沫混凝土。
4、用作复合墙板
用泡沫混凝土制作成各种轻质板材,在框架结构中用作隔热填充墙体或与薄钢板制成复合墙板,泡沫混凝土的密度通常为600 kg/m3左右。
5、管线回填
地下废弃的油柜、管线(内装粗油、化学品)、污水管及其它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600-1100 kg/m3.
6、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1200 kg/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500 kg/m3的贫混凝土填层,平均厚度为0.1-0.2m.
7、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800-1200 kg/m3的泡沫混凝土。
8、储罐底脚的支撑
关键词:泡沫混凝土;特性;应用
中图分类号: TU37 文献标识码: A 文章编号:
随着建筑节能深入推进,墙体材料改革成效显著,节能材料倍受欢迎,各种低能耗的新型建筑材料得到了广泛使用。其中泡沫混凝土以凭借自重轻、节能、造价低等良好的特性,使其在建筑领域的应用越来越广。本文浅析对泡沫混凝土性能及应用做一浅析。一、泡沫混凝土工艺及分类
泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合,然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型,经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。它属于气泡状绝热材料,突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔,使混凝土轻质化和保温隔热化;同时也是加气混凝土中的一个特殊品种,它的孔结构和材料性能都接近于加气混凝土。
泡沫混凝土的分类方式很多,按组成胶结材料可分为水泥泡沫混凝土、菱镁泡沫混凝土、石膏泡沫混凝土、火山灰质胶结材料泡沫混凝土;按所用主要填充料的种类可分为粉煤灰泡沫混凝土、矿渣泡沫混凝土、秸秆泡沫混凝土等;按密度一般可分为六个等级,即300kg/m3、400kg/m3、500kg/m3、600kg/m3、700kg/m3、800kg/m3;按使用功能可分为保温型、保温结构型、结构型;按应用领域可分为房建泡沫混凝土、园林泡沫混凝土、工程泡沫混凝土、工业泡沫混凝土;按养护方式可分为自然养护泡沫混凝土、蒸汽养护泡沫混凝土、蒸压养护泡沫混凝土。
二、 泡沫混凝土的特性
泡沫混凝土采用水解的天然树脂发泡剂直接加入水泥混凝土中或预制引入大量的泡沫,无需加入珍珠岩聚丙塑料粒等材料制得。长期使用中不产生资源短缺,生产和使用中对环境不产生污染。使用寿命与普通混凝土基本相同,而且可重复使用,不产生建筑垃圾,是一种绿色环境工艺工程材料,还有以下特性:
1、 轻质 。泡沫混凝土的密度小,密度等级一般为300-1800kg/m3,常用泡沫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。由于泡沫混凝土的密度小,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%。
2、 保温隔热性能好 。由于泡沫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范围的泡沫混凝土,导热系数在0.08-0.3w/(m·K)之间。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料,具有良好的节能效果。
3、 隔音耐火性能好 。泡沫混凝土属多孔材料,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。泡沫混凝土是无机材料,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。
4、抗震性能优异. 地基荷载越小,抗震力越强。地基的荷载与墙体材料的密度直接相关,墙体材料密度越小,建筑的地基荷载就越小,因为,墙材的重量要占建筑总重的70%。泡沫混凝土自重均在1000kg/m3以下,与传统建筑材料相比,建筑物自重可减轻1/3-2/5,根据地震力是建筑物的质量和地震产生的加速度和乘积,即P=ma,可知,质量m越小,地震力也就越小,泡沫混凝土建筑自重约是砖混的一半。这样就可大大降低地震惯性力,并且有利于地基的处理。
5、经济性好 . 由于泡沫混凝土保温性能好,240mm的墙厚就可以相当于490mm黏土砖墙的保温效果。所以,在相同保温效果的情况下,可以大大减薄墙体,把原来的厚墙改为薄墙,也就等于增加了建筑面积5%。这对开发商十分有利,可以增加他们的销售面积,提高利润率。在相同的供暖条件下,泡沫混凝土建筑室内温度比传统的黏土砖房屋可以提高5℃以上,节约了采暖用煤。在炎热的地区,并可大大降低夏季空调的启动频率,减少电耗,能有效降低居住成本。并且发泡混凝土的生产可以大量利用工业废渣,大大降低生产成本。
6、 耐久性能好. 泡沫混凝土耐久性大于50年,可与建筑同寿命,一次施工可使建筑终身保温,避免了多次保温施工的不足。我国黑龙江等地的泡沫混凝土屋面保温层,为上世纪50年代初期前苏联专家指导施工的工程,至今近60年依然完好无损,仍在使用。这充分证明了泡沫混凝土的耐久性。在规范施工的前提下,优质泡沫混凝土的服役期限完全可达100年,对重点建筑工程也是适用的。
此外,还具有防水性能强、生产加工方便、 整体性能好、便于施等特性
三、泡沫混凝土的应用
鉴于建筑保温隔热是泡沫混凝土的最主要应用领域,对其进行详细介绍。
1、 泡沫混凝土现浇墙体:泡沫混凝土现浇主要应用于屋面保温层与地暖保温层。在泡沫混凝土屋面及地面现浇持续发展的同时,墙体泡沫混凝土现浇将会获得更快的发展。这一趋势已经显现。建筑保温的主要部位是外墙,建筑隔声的主要部位是内墙。泡沫混凝土用于外墙现浇可实现自保温,用于内墙现浇可实现自隔声自吸音,在内墙外墙的应用均有优势。
2、泡沫混凝土外墙外保温板: 泡沫混凝土外墙外保温板是指采用粘贴或干挂工艺固定于外墙面的保温板。其幅面20×20cm、25×25cm,厚度3~5 cm、密度为150~270kg/m3。同时也开发出带外墙装饰面的泡沫混凝土外墙外保温干挂板。随着建筑防火力度的加大,这一产品将会逐步得到推广应用。
3、泡沫混凝土外墙自保温墙板: 这类墙板包括单侧复合有饰面层或保护层的泡沫混凝土复合墙板、双面复合有饰面层或保护层的泡沫混凝土夹芯墙板。其中夹芯墙板的研发最热,这类墙板可实现外墙自保温,安装后不需另做保温处理,且防火、耐久、隔音性优异。一旦各家产品定型推出,将实现我国墙板的更新换代。
4、 泡沫混凝土陶粒砌块及蒸压砌块: 泡沫混凝土砌块一直是国内各方热衷的第一重点产品。主要是泡沫混凝土砌块的轻质、保温、高强等特点吸引大家。目前,国内企业主要以陶粒泡沫混凝土砌块及高性能泡沫混凝土砌块为研发对象。这两类砌块是发展方向。陶粒泡沫混凝土砌块是我国的创新,技术先进,有较广市场前景。
关键词:泡沫混凝土;屋面;保温
中图分类号:TV331文献标识码: A
随着国家对建筑节能重视力度的不断加强,泡沫混凝土凭借其独特的孔结构在建筑屋面、墙面等保温隔热领域得到了推广应用。泡沫混凝土是以水泥、粉煤灰为无机胶结料,以热聚物表面活性剂为有机胶结料的双套连续结构的聚合物微孔混凝土。砼发泡剂是阴离子表面活性剂,它的憎水基由非极性分子组成的前碳链,显著降低水的表面张力,使混凝土拌合过程形成大量的微气泡,这些气泡有定向吸附层,相互排斥且均匀分布,使气泡以稳定的形式存在。当混凝土终凝后这些气泡生成大量独立封闭的微孔结构,阻断了材料吸水的毛细孔,材料的内表面积大大增加。
在屋面工程施工中,泡沫混凝土应用于保温隔热层,它将保温层、找坡层、找平层合三为一,简化保温层施工工艺,并采用现场浇注的方法,与混凝土屋面结成一个整体。其施工简便,保温隔热效果好,整体性能优于其他材料,主要体现在以下几个方面。
1 泡沫混凝土及其优点
1.1质轻
泡沫混凝土具有较低的密度,实际应用中,泡沫混凝土的密度可以降至200-700kg/m3,与粘土砖相比,密度只有粘土砖的1/3-1/10,其密度只相当于普通水泥混凝土的1/5-1/10。 由于泡沫混凝土的密度小,将其应用于建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等部位,可以使建筑物的自重降低25%左右,有些甚至可使自重降低高达30%-40%。除此之外,对于结构构件来说,采用泡沫混凝土取代原来的普通混凝土,可以提高构件的承载能力。
1.2保温隔热性能好
泡沫混凝土之所以具有良好的保温隔热性能是由其内部结构所决定的。观察泡沫混凝土的内部结构可以发现,泡沫混凝土的内部充满大量封闭、均匀、细小的圆形孔隙。这些气孔可以最大程度地固定空气,因此制品导热系数极低,具有良好的保温隔热性能。
1.3隔音耐火性能优异
泡沫混凝土作为一种多孔材料,内部含有大量的封闭孔隙,因此具有良好的隔音性能。因此可以将泡沫混凝土广泛应用于建筑物的楼层及高速公路的隔音板、地下建筑物的顶层等建筑部位,作为隔音层。同时,泡沫混凝土还具有一般无机质材料的通性即不易燃烧、具有良好的耐火性。
1.4抗震性能好
泡沫混凝土由于其特殊的多孔性结构,密度较小、质量较轻、弹性模量较低。因此,泡沫混凝土具有优异的减震效果。在建筑工程的特定部位适当的应用泡沫混凝土可以有效地增加建筑物的抗震性能,加强建筑物在地震中的安全性和牢固性。
1.5节能环保
泡沫混凝土基本以无机材料为主体,并能利用工业废渣,生产时无有害物质产生,生产现场无异味。
1.6施工方便
泡沫混凝土施工速度快,不但施工方法简便,而且降低了施工机械和劳动强度,不受施工场地的限制。在进度控制、降低成本、质量成优等方面效果显著。
2泡沫混凝土屋面保温系统施工
2.1 材料准备及泡沫混凝土配制
(1)泡沫剂
泡沫的质量以坚韧性,发泡倍数和泌水量等指标来鉴定;泡沫的坚韧性就是泡沫在空气中在规定时间内不致破坏的特性,常以泡沫在单位时间内的沉陷距来确定;发泡倍数是泡沫体积大于泡沫剂水溶液体积的倍数,泌水量是指泡沫破坏后所产生泡沫剂水溶液体积。当泡沫质量符合下列指标时,即可用于生产泡沫砼:①1h后泡沫的沉陷距不大于10mm;②1h的泌水量不大于80ml;③泡沫的倍数不小于20倍。
(2)水泥
普通325硅酸盐水泥。
(3)水
普通自来水或井水(淡水),严禁含酸性物质的水掺入发泡剂中,以免发生化学反应,影响发泡剂的发泡效果。
(4)泡沫混凝土配制
配制泡沫浆体,根据混凝土发泡剂的配比和生产工艺,配制发泡浆体;拌制水泥浆,按设计选用的泡沫混凝土型号,先将定量的水加入搅拌机,再将称量好的水泥、粉煤灰等添加料投入搅拌内搅拌,时间不少于2分钟将预发泡沫倒入水泥浆体的搅拌机中,搅拌约6分钟,使水泥泡沫浆料达到均质化要求,即可进行现场直接浇筑或泵送浇筑。预拌好的水泥泡沫浆料应在4小时内用完。
2.2 工艺流程
清理基层-测量放线-分仓支模-现场现浇-养护-成品保护
2.3 施工要点
2.3.1清理基层
将施工作业基层表面的松散杂物清理干净,凸出基层表面的灰渣等黏结杂物要铲除,以免影响与基层的黏结和保温层的有效厚度。
2.3.2测量放线
根据设计要求的坡度、保温层(或垫层)厚度测定出标高和坡度,根据坡度要求,拉线找坡,按施工顺序,每隔2-3m粘点标高。
2.3.3分仓支模
根据所测标高点(线)提前将分仓模板支设固定好,要根据施工环境温度、拆模时间和施工进度要求准备模板数量,按照既定施工顺序依次分仓支模,并将搅拌罐车移至待浇筑仓前,依次推进。如在雨期施工或保温层含水量较大时宜留设排气道。
2.3.4现场现浇
轻质泡沫混凝土浇筑,要按顺序操作。出料口离基层不要太高,防止破泡,一般不超过1米。大面积浇筑时,可采用分区浇筑的方法,用模板将施工面分割成若干小块逐块施工。也可采用分段分层、全面分层的浇筑方法。一次浇筑厚度不宜超过20cm,当浇筑高度超过20cm时,应分层浇筑,以免下部轻质泡沫混凝土浆体承压过大而破泡,待其初凝后,可进行下一层的浇筑。
当分隔区浇筑达到标定高度后,用铝合金刮杠刮平,有蜂窝的地方反复划动几次,以消除蜂窝,有坑或高度不够的地方可以补浇,然后刮平,控制高度不超过标定高度,保证浇筑面的平整。
采用分段流水作业摊铺泡沫混凝土时,需铺厚度为实际厚度的1.2-1.3倍,然后用铝合金刮杠刮平。
泡沫混凝土浇筑后也应注意观察浆体下沉速度和高度,并及时采取促凝措施,做好详细记录。
泡沫混凝土浆料浇筑表面应在初凝前进行刮平,同时应检查设计排水坡度及平整度,如有偏差或遇塌陷,需及时补浇。
刮平后,终凝前不得扰动。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。
待轻质泡沫混凝土终凝后,采用切割机切割分隔缝作为排气槽,分隔缝设在坡顶、墙端处,分隔缝的纵横向最大间距的6m×6m,缝宽2~3cm,缝深宜为浇筑厚度的1/3-2/3,排气槽内部及交接处要保持通畅。以利于浇筑面排气、干燥,同时防止浇筑面收缩裂纹产生。在切割前,应弹好墨线,切割完毕将槽内及时清理干净,用粒径不超过16mm的石子填平,槽上覆盖封缝板条,防止找平砂浆总渗入分仓缝内。
2.3.5养护及成品保护
泡沫混凝土施工完24小时后应浇水养护,养护时间不得少于14天。养护期内尽量避免人员在其上面行走及禁止堆积物品,以免破坏其中的气泡结构,影响隔热效果。
刚浇注完成的保温层或垫层,要注意发泡材料的保护,不得乱踏及抛物损坏。在12h内不得上人,24h内不得堆料。气温低于20℃时,随温度降低要相应延长上人和进行下道工序的时间。待强度达到后,尽快施工找平层或保护层,如在其上做临时施工通道时,应在保温层或垫层上加设垫板。屋面保温层在环境温度较高的时候施工时,对已施工完成的发泡保温层要及时覆盖,避免阳光直射,否则易粉化;在气温较低施工时应进行保温养护,以利强度增长。
3 泡沫混凝土屋面保温系统施工质量控制要点
3.1泡沫混凝土在屋面保温、隔热层施工应严格执行《屋面工程技术规范》(GB50345-2004)和《屋面工程质量验收规范》(GB50207-2002)的有关规定。
3.2 为提高泡沫混凝土强度,防止裂缝的产生。在施工之前要对泡沫混凝土进行试配试验,以便优化泡沫混凝土的配合比。施工过程中应在保温层增加铁丝网(防裂网),或在泡沫混凝土搅拌时掺一定量的抗裂纤维来防止泡沫混凝土开裂,同时加强泡沫混凝土的早期养护。
3.3 在采用泡沫混凝土作屋面保温层的时候,防水层的设置尽量考虑采用倒置防水(保温层在防水层上),在充分利用保温层的防水能力的同时,又保护了防水层。不但能有效避免高温对防水层的损害,而且能增强防水效果。延长了防水层的使用寿命。
4、结束语
泡沫混凝土是一种利废、环保、节能、低廉的新型节能材料,拥有特殊的多孔结构,优良的保温性能。施工简便,造价低廉,经济、社会效益显著,推广应用前景广阔!
参考文献
[1]范桂细.泡沫混凝土的生产与应用技术[J].广东建材,2012(8).
【关键词】泡沫混凝土;施工工艺;质量通病
泡沫混凝土又名气泡混合轻质土(Foamed Cement),是通过气泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合,然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型,经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。它属于气泡状绝热材料,突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔,使混凝土轻质化和保温隔热化。同时泡沫混凝土具有轻质性、整体性、抗压性、耐水性、耐久性、施工速度快、环保性、经济性等多种特性,正因为它有了这多种特性,现在工程施工中正在被广泛推广应用。
一、泡沫混凝土施工工艺及其与常规工法比较应用
(一)泡沫混凝土的施工工艺流程主要包括四大步骤:1)泡沫的生成;2)水泥浆或水泥砂浆的制备;3)泡沫轻质土的生成即泡沫与水泥(砂)浆的混合;4)现场浇筑施工。
(二)工程案例工艺分析
某道路工程桥头K87+741∽K87+801和K87+828∽K87+888段基础软基处理,该路段桥头台后路基填筑采用泡沫混凝土施工,主要设计指标为地下水位以下部分设计容重750kg/m3,设计强度0.8MPa,并加入防水剂;地下水位以上部分设计容重600kg/m3,设计强度0.6MPa。同时为加强泡沫混凝土的稳定性和防止顶面收缩裂纹,在泡沫混凝土顶部位置设计了1层Φ3.2mm钢丝网片,并在其上铺设一层防水土工布后浇筑15cm水泥混凝土板。
1、基本工序
(1)清理平整施工场地。
(2)铺设土工格栅及碎石层。
(3)铺设土工格栅及防水层。
(4)支模浇筑第一层泡沫混凝土。
(5)待泡沫混凝土达到一定的强度拆模,同时填筑边坡第一层培土并压实。
(6)支模浇筑第二层泡沫混凝土。
(7)重复以上直至达到设计标高。
(8)在泡沫混凝土顶面铺设Φ3.2mm钢丝网
(9)在钢丝网顶面再铺设一层防水土工布。
(10)浇筑15cm水泥混凝土板。
(11)用2.5MPa水泥稳定碎石填筑调平至路基设计顶标高。
2、泡沫混凝土
(1)施工流程
泡沫混凝土的施工流程如图1所示。
(2)施工准备
在浇筑泡沫混凝土之前应首先做好防、排水等准备工作。
(3)平整基础支模板浇筑
平整碎石垫层,铺设土工格栅及防水层后,支模准备浇筑。
(4)配合比选择
配合比要通过试验进行选择,试验工作要提前进行,以保证施工时能提供设计所需要的配合比。必要时要做出28d强度与7d强度的关系,以便施工质量管理中用7d的抗压强度来判断28d的抗压强度。
(4)具体施工方法
1)泡沫混凝土制作程序,见图2。
2)泡沫混凝土浇筑
① 输送方式
搅拌完成后的泡沫混凝土一般采用泵送。
② 输送距离
在确保材料不离析、气泡稳定的前提下,一级泵送的最大距离为500m。如果输送距离超过上述范围,应设置中继泵送装置或把气泡的混合移到泵送管的出口附近。
③ 一次施工厚度
浇筑厚度参看设计图纸执行,也可根据实际情况调整一次浇筑厚度,但原则上一次的最大施工厚度不超过1m,最小施工厚度不小于0.25m,本次采用0.5m。
④ 浇筑方法
为确保泡沫混凝土中气泡独立而均匀分布;气泡的消泡及材料的离析控制到最小程度,施工过程中应避免过度振动;浇筑过程应从软管的前端直接浇筑,且出料口要埋入泡沫混凝土中或尽量靠近泡沫混凝土的表面。整个填筑体水平分层进行浇筑,每层浇筑的间隔时间至少24小时。
3)纵横坡调整
因泡沫混凝土流动性大,浇注过程中无法实现路面坡度的要求,需待浇筑完成后并达到一定的强度后用路面底基层材料进行纵向和横向坡度的调整,也可采用水泥稳定碎石调整。
4)养护
泡沫混凝土浇筑完成后,为了防止由于急速干燥而产生裂缝,固化后需要加盖麻袋或薄膜等进行保湿养生。此外,如果施工中下雨,对固化前的泡沫混凝土要进行遮盖,避免雨淋。对于大体积泡沫混凝土,当上下层施工间隔过长,更应注意加强过程养护,确保不因养护不够导致裂缝产生。
5)沉降缝的设置
泡沫混凝土应注意沿纵、横向每隔一定间距(最好不大于10m)全断面设置沉降缝,缝宽2cm,用普通夹板设置。
6)泡沫混凝土的强度达到设计强度的80%时,方可进行路面层的施工。轻质土顶面不允许任何施工机械直接在上面行驶,路面层施工时需先铺垫20cm以上的填筑料才可上施工机械。
(三)、泡沫混凝土工法的应用比较
工况 常规工法的缺陷 泡沫轻质土工法的优势
一般软基路段 旋喷桩、搅拌桩、CFG桩因龄期强度、检测周期等原因工期漫长;且旋喷桩造价高
预制管桩造价高
常规路基填筑工期漫长,雨季几乎无法施工。
复合地基属隐蔽工程,施工质量不易监控,可靠度低 工期显著要短;
综合造价较旋喷桩、预制管桩要低
雨季的停雨间歇期可照样施工
施工质量可靠度高,易于控制
新近填海路段 复合地基属隐蔽工程,施工质量不易监控,可靠度低
人工填土压实度不够、欠固结,工后沉降很难控制 泡沫轻质土路基联合大间距管桩,利用泡沫轻质土的半刚性,可将路基作为半刚性梁使用,最大限度控制工后沉降
施工作业高度受限软基路段 1.搅拌桩、CFG桩无法施工;
2.旋喷桩造价高,施工工期长;
3.工后沉降控制效果一般;
4.隐蔽工程,施工质量难以保证 1.造价较旋喷桩有明显优势
2.工后沉降控制更低;
3.施工不受高度限制;
4.工期短,施工质量可靠度高,易于控制
征地困难或拆迁困难软基路段 1.需要放坡施工,征地和拆迁无法避免
2.采用常规直立式路堤,稳定性、施工性无法保证
3.施工工期长
4.隐蔽工程,施工质量难以保证 1.直立填筑,避免征地或拆迁
2.施工便捷高效,工期短
3.路基稳定,有效控制工后沉降
4.施工质量易于控制,可靠度高
抢工期软基路段 施工及工法制约因素较多,工期无法保证 施工工期可大幅节省,施工质量高度可靠
地下管道、线缆无法迁移路段 1、复合地基施工容易造成管道位移产生的破坏
2、常规路基荷载对管道的压力可能导致破坏
3、如避开处理会形成不均匀沉降,对管道破坏更严重 1、无需做地基处理,最大限度保证管道维持原状;
2、路堤荷载小,可大幅降低管道承受的压力;
3、可大幅降低沉降,避免沉降对管道产生破坏
桥台台背高路堤软基路段 1、稳定性在路基填筑施工过程中难以保证
2、需要高强桥台结构 1、稳定性高,不可能失稳;
2、对桥台无侧压力,可对桥台结构进行大幅优化处理
二、质量通病
1、强度偏低:一般泡沫混凝土水泥浆搅拌与泡沫制造机为一体机,水、水泥浆用量难以控制,与泡沫剂混合后,往往强度偏低或超指标。解决的方法是增设一台自动计量水泥浆制浆设备,做到计量准确,强度才能得到保证。另外就是要控制好流动度,一般为180mm±20。
2、开裂:开裂的主要原因有①养护不及时;②浇筑时出料口管子抬起过高或过低。预防措施①及时采用薄膜或养护毯进行覆盖,并保湿养生;②出料口管子要尽量靠近泡沫混凝土表面,不要乱摆乱放;③设置一定距离的沉降缝;④控制好分层厚度。
为了解决冬季低温下沥青混合料施工的技术难题,我公司新购了泡沫温拌沥青生产设备,该设备为我国首套具有自主知识产权,达到国际水平的泡沫温拌专用仪器。通过泡沫温拌技术的应用,改善沥青混合料的施工和易性,解决低温条件下沥青混合料摊铺施工质量无法控制的行业技术难题。
2低温季节泡沫沥青试验段实施
2.1试验段概况我公司将泡沫沥青混凝土试验段选择在355省道岔河袁庄段,该道路按公路Ⅰ级标准设计与实施,道路全长9.873Km,规划红线宽50m,路幅组成为2.0m中分带+11.25m沥青砼路面*2+0.75m土路肩*2。本项目沥青砼下面层于2014年11月上旬开始施工,至12月上旬,剩800m未施工。根据公司指示,12月8日在该路段做泡沫沥青混凝土摊铺试验,当日晴、气温在0℃左右、风力5级。
2.2配合比设计公司中心试验室首先进行了泡沫温拌沥青混合料AC-20C的配合比设计。
2.3试验段施工
2.3.1混合料拌和拌和楼型号为ABH3000型间歇式,产量为180t/h左右,拌和楼生产均由计算机全程自动控制,计量准确。温拌泡沫沥青设备具备全智能操控系统,型号为XFP2X型,在控制系统中设定相关参数后,系统自动实现泡沫沥青的生产,喷入拌和楼拌缸与骨料、粉料充分搅拌形成温拌泡沫沥青混合料。发泡水选用自来水,用量控制在沥青用量的1.2%~1.5%。
2.3.2温度控制在生产过程中沥青加热温度控制在165℃左右,矿料加热温度控制在145℃左右,湿拌时间25s(从沥青添加完开始计时),每盘料生产周期约为55s。混合料运输采用双层篷布覆盖运输,现场采用不揭布卸料。根据公路沥青路面施工技术规范,当下承层表面温度低于10℃不应进行沥青混合料施工,本试验段施工期气温已低于5℃,混合料施工温度低于常规热拌沥青混合料10℃~20℃。
2.3.3摊铺与碾压摊铺机就位后,按计算的松铺厚度(松铺系数1.25)调整熨平板高度,用煤气燃烧预热至100℃以上。摊铺采用两台T1TAN423ABG沥青混合料摊铺机进行梯队作业;两台摊铺机间距控制在10m左右,摊铺速度均设定在2.5m/min。
2.4检测结果
2.4.1抽提筛分试验在公司中心实验室进行的泡沫温拌沥青混合料AC-20C的抽提筛分试验。
2.4.2马氏击实试验在拌和场现场取样,在135℃击实温度下对泡沫沥青混合料AC-20C进行了室内马氏击实试验。,泡沫温拌沥青混合料在135℃温度下马氏各项技术指标均符合规范规定,表明混合料在135℃条件下仍具有良好的施工和易性。
2.4.3压实度等检测泡沫沥青混合料AC-20C前场检测主要包括压实度、透水性、厚度、平整度等,于次日对该试验段落进行钻芯。本次试验段钻取芯样压实度均可达到规范技术要求;试验段各项指标均达到理想要求,受到业内专家的一致好评和赞誉。
3结语
关键词:泡沫混凝土;应用
泡沫混凝土是一种内部含有大量细小、封闭、均匀分布气孔的多孔性材料,具有轻质高强、隔热保温、防火隔音、抗水减震等特性。普遍应用于高层建筑墙体制作、保温和衬垫等工程中。
一、泡沫混凝土的特性
泡沫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。由于泡沫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、轻质
泡沫混凝土的密度小,密度等级一般为300-1800kg/m3,常用泡沫混凝土的密度等级为300-1200 kg/m3,近年来,密度为160kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于泡沫混凝土的密度小,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,如采用泡沫混凝土代替普通混凝土,可提高构件的承截能力。因此,在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。
2、保温隔热性能好
由于泡沫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300-1200kg/m3范围的泡沫混凝土,导热系数在0.08-0.3w/(m.K)之间。采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料,具有良好的节能效果。
3、隔音耐火性能好
泡沫混凝土属多孔材料,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。泡沫混凝土是无机材料,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。
4、其它性能
泡沫混凝土还具有施工过程中可泵性好,防水能力强,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。
二、我国泡沫混凝土的应用现状
近年来,我国越来越重视建筑节能工作,随着与建筑节能有关政策的实施,墙体材料改革取得了显著的成就,节能材料倍受欢迎。泡沫混凝土以其良好的特性,已用于节能墙体材料中,在其它方面也获得了应用。目前,泡沫混凝土在我国的应用情况如下。
1、泡沫混凝土砌块
泡沫混凝土砌块是泡沫混凝土在墙体材料中应用量最大的一种材料。在我国南方地区,一般用密度等级为900-1200kg/m3的泡沫混凝土砌块作为框架结构的填充墙,主要是利用该砌块隔热性能好和轻质高强的特点。哈尔滨建筑大学研制了聚苯乙烯泡沫混凝土砌块,并用于城市楼房建设。此种砌块是以聚苯乙烯泡沫塑料作为骨料,水泥和粉煤灰作胶凝材料,加入少量外加剂,经搅拌、成型和自然养护而成,其规格为200×200×200mm,可用于内、外非承重墙体材料,也可用于屋面保温材料。
2、泡沫混凝土轻质墙板
目前用于建筑物分户和分室隔墙的主要材料是GRC轻质墙板,由于其原料价格较高,影响了其推广应用。中国建筑材料科学研究院采用GRC隔墙板生产工艺结合固体泡沫剂和泡沫水泥的研究成果,开发出了粉煤灰泡沫水泥轻质墙板的生产技术,并得到了应用。
3、泡沫混凝土补偿地基
现代建筑设计与施工越来越重视建筑物在施工过程中的自由沉降。由于建筑物群各部分自重的不同,在施工过程中将产生自由沉降差,在建筑物设计过程中要求在建筑物自重较低的部分其基础须填软材料,作为补偿地基使用。泡沫混凝土能较好地满足补偿地基材料的要求。
三、国外泡沫混凝土应用的新进展
近年来,美国、英国、荷兰、加拿大等欧美国家以及日本、韩国等亚洲国家,充分利用泡沫混凝土的良好特性,将它在建筑工程中的应用领域不断扩大,加快了工程进度,提高了工程质量,现归纳如下。
【关键词】泡沫轻质混凝土施工原理施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
引言
在软弱地基上建造建筑物 ,经常会遇到地基承载力不足或沉降变形过大等工程问题。为了解决这些问题 ,通常的方法是加固地基 ,通过提高地基土的强度来提高地基的承载力或减小地基变形 ,但这样就会使工程造价升高。反其道而行之,如果使用造价低,环保,轻质,而且容重和强度可调节,施工便捷的材料作为地基或置换原有地基,则可以缓和安全性与经济性的矛盾。气泡混合轻质土是一种应用于土建工程等领域的新型轻质现浇或预制类环保材料,它具有轻质性、容重和强度可调节性、施工便捷性、隔热隔音性等优点,能有效地减少荷重和土压力,缩短施工工期,降低工程造价,节约土地资源,完全符合国家节能减排政策。现通过工程实例来阐述新型人工材料气泡混凝土的施工技术。
工程概况
中央大道二期工程津晋高速互通立交段,北起物流中心段,南接塘沽盐场段,路线全长1176m。本工程位于中央大道与津晋高速的交叉处,工程范围内为塘沽盐场的大面积盐池。路基多处于潮湿、过湿状态。津晋高速为路基加宽段,原设计考虑津晋高速两侧为大面积盐池,为减小新旧路基的不均匀沉降,对加宽部分进行高压旋喷桩深层处理,同时对边坡进行削坡处理。而我部经过现场刨验,现状高速公路路基下填筑有约1m厚的山皮土,石料粒径较大,旋喷桩施工无法打入,施工难度大,故设计院取消了原有旋喷桩深层路基处理,采用了比重轻的气泡混合轻质土填筑路基,以防止对现状路基及造成扰动。
施工原理
3.1气泡混合轻质土是一种在水泥基浆料中加入气泡后凝固而成的轻质类混凝土,实际工程中,除了特殊性能要求和科研外,其原材料主要有水泥、水和气泡组成。其他掺料可根据性能要求和经济性进行惨用,如在粉煤灰丰富且价格便宜地区可掺入粉煤灰,在需要强度较高时,可掺入细砂和其他掺和料等,在风积砂丰富地区可掺入风积砂,在地下水位以上填筑,有防水要求时,可掺入防水剂等材料。本工程使用的气泡混合轻质土没有其他掺料。
3.2要制作气泡混合轻质土的首要前提是能够得到发泡率高 ,气泡致密且稳定性高的气泡 ,这里的关键要素是发泡剂和发泡装置。发泡剂有广义与狭义两个概念。广义的发泡剂是指在引入空气的情况下,能产生大量气泡的表面活性剂或表面活性物质。由于大多数表面活性剂与表面活性物质均有很好的发泡能力,广义的发泡剂包括了大多数表面活性剂与表面活性物质。因而,广义的发泡剂范围很广,种类很多,其性能品质相差很大,具有非常广阔的选择性。狭义的发泡剂它是一种利用压缩空气后能产生独立、稳定、微细、均匀气泡的发泡材料,其产生的气泡与水泥基浆料均匀混合后,不但对水泥浆等胶凝材料不产生副作用,而且减轻水泥基浆的单位体积重量,并具有一定的流动性。文章中提到的发泡剂就是狭义上的发泡剂,它与广义发泡剂最大的区别就是其应用价值。发泡装置应采用压缩空气与发泡剂水溶液混合的方式生成气泡,严禁搅拌发泡生成的气泡。
4、 施工技术
4.1气泡混合轻质土的施工工艺流程
按设计要求,通过实验确定配合比气泡制备、浆料制备混合搅拌形成气泡轻质土将气泡轻质土泵送到施工作业面气泡轻质土终凝后,浇筑下一层……(各层浇筑完毕)验收。
4.2施工要点
1)浇筑气泡混合轻质土前,进行台背气泡混合轻质土路基基槽开挖及垫层施工,做好防、排水工程等施工准备工作。基槽开挖边坡坡比除设计明确外,其余坡比应控制在1:0.8-1:1范围之内。碎石垫层应严格按照相关要求进行施工,并对碎石垫层质量及高程进行验收。
2)保护面板砌筑
a、砌筑保护面板要做到线条、立面平整,不出现明显的平面凹凸。砌筑时,相邻上下两层面板要求对中错缝;接缝应采用勾缝。
b、角钢立柱的设置是为固定保护面板,在砌筑保护面板时,对于连接角钢立柱和保护面板之间的拉杆,应焊接牢固;避免保护面板松动。
3)气泡混合轻质土浇筑施工
气泡混合轻质土必须按一定的厚度分层浇筑,当下填筑层终凝后方可进行上填筑层填筑。分层厚度一般控制在30-50cm,太薄不利于单层轻质土的整体性,太厚容易引起下部轻质土中的气泡压缩影响容重,同时对施工操作带来不便。轻质土填筑以每天1-2层为宜,适当控制竖向填筑速度。当填筑面积较大,在轻质土初凝前不能完成整层填筑时,必须分块。分块面积的大小应根据轻质土的初凝时间、设备供料能力以及分层厚度确定。进行大体积轻质土填筑时,纵向每隔10-15m设置胀缝,胀缝一般用3-5cm泡沫板设置。填筑施工过程中要避免过度震动,泵送管出口应始终与填筑面保持水平,避免消泡和材料的离析现象发生。进行扫平表面时,应尽量使浇筑口保持水平,并使浇筑口离当前浇筑轻质土表面尽可能的低。
4.3特殊条件下施工
1)应避免在雨天填筑。在轻质土尚未凝结硬化时,雨水会导致严重的消泡现象及水泥浆流失,使轻质土的容重和抗压强度难以控制;轻质凝结硬化后,由于轻质土容积小,质量轻,很容易被水冲走或浮在水面上。
2)应避免在高温天气施工,必须在高温天气施工时加强养生工作。
3)应避免在负温度下施工,必须在负温度施工时,应首选快硬硫铝酸盐水泥作为固化剂。为防止消泡现象产生,应避免使用早强剂、防冻剂等外加剂,如必须使用此类外加剂时,应事先通过实验确定外加剂品种及配合比,实验结果应包括表观密度、湿密度、流值、28天无侧限抗压强度。
4)气泡混合轻质土专用发泡剂应避免在负温度下使用,如必须在负温下使用,应用电热棒预热,并使用温度计连续测量,液体温度达到5℃以上时,方可投入。测量温度时,温度计与加热棒应保持一定距离,且同一批次泡沫剂宜使用3个以上温度计,取温度平均值。
5、施工效果
本工程气泡混合轻质土,用于高速公路段的拓宽工程,由于比重轻,强度高,减小了路基自重,从而减小了新旧路基的不均匀沉降。它不但缩短施工工期,降低工程造价,而且施工方便,对周围环境扰动小。我认为它是一种非常好的方法,而且它的特点适用于很多方面。
1) 路堤填筑如果采用轻质土材料在软土地基上填筑路堤时 ,可以避免地基因填土自重作用产生的较大沉降。利用这种新型材料作为路堤填料,既可以减少地基沉降量和沉降稳定时间 ,又可以减少结构物本身以及伴随地基沉降而发生周边土体的变形 ,同时又降低了工程造价。
2) 构造物背后填土桥台的基础是桩基 ,施工后沉降小 ,而与之相连的公路的路堤因地基相对较为软弱 ,加上填土自重会导致工后沉降相对较大 ,在桥头形成沉降差 ,产生 “桥头跳车” 问题。挡土墙背后填土自重大 ,产生较大的侧向土压力 ,安全系数降低。而轻质土的容重小 ,作为构造物的背后填土既可以降低自重应力,又可以减小侧向土压力 ,从而满足构造物背后填土的工程要求。
3)埋设物的回填土由于轻质土作为管道及地下空洞的回填土使用时 ,不需对地基进行处理 ,较小的施工后沉降,可以减小与原有地基的不均匀沉降 ,是一种理想的回填土 ,特别适用于不能进行碾压施工的工程问题。
摘 要:目前沥青路面再生技术已经成为发达国家公路建设与维修养护的最常用技术,普及程度高,技术成熟。我国是从八十年代初开始旧沥青路面再生利用研究的,但由于公路建设重心的转移,养护工作得不到足够的重视,路面再生技术研究也处于停滞状态,而今大量沥青路面已经陆续进入了维修或改建期,开发适用于沥青路面的再生技术这一工作已成为公路工作者的议题。与发达国家相比,我国的沥青路面冷再生的应用,无论从再生利用方式、材料性能还是到实用施工技术的研究均处于摸索阶段,都还没有形成完整的设计方法、本文详细阐述了沥青发泡原理、发泡特性的评价指标和发泡指标影响因素,为解决泡沫沥青再生混凝土应用中发泡关键技术积累了新的技术资料。
关键词:泡沫沥;再生混凝土;应用
1沥青的发泡原理
在高温沥青中加入少量水,沥青就会产生微细的泡沫,从而使沥青膨胀。此时沥青的物理性质会暂时发生变化,其粘度显著降低,可以方便的与冷湿粒料拌和均匀,不必像乳化沥青那样要经过额外的乳化加工,也不必像热拌料那样加热至高温而消耗许多能源,使用方便且效益较高,这种状态下的沥青即称为泡沫沥青。泡沫沥青冷再生技术的关键就是要使沥青产生较好的发泡效果,从而才能更好的发挥其作用。当冷水滴(环境温度)与高温沥青(140℃以上)接触时,将发生以下连锁反应:热沥青与小水滴表面发生热量(能量)交换,使水滴加热至100℃,同时沥青冷却;沥青传递的热量超过了蒸汽潜热,导致体积膨胀,产生蒸汽。膨胀腔里的蒸汽泡在一定压力下压入沥青的连续相;随着溶有大量蒸汽泡的沥青从喷嘴喷出,压缩蒸汽膨胀使略微变凉的沥青形成薄膜状,并依靠薄膜的表面张力将气泡完全裹附;在膨胀过程中,沥青膜产生的表面张力抵抗蒸汽压力直到一种平衡,由于沥青与水的低导热性,这种平衡一般能够维持数秒时间;发泡过程中产生的大量气泡以一种亚稳定态的形式存在,泡沫容易破灭。泡沫具有近乎稳定的蜂窝状结构的气室,气室两边的膜即为泡沫液膜。在三个或多个气泡聚集的地方,液膜被弯曲,并凹向气室的一方,形成普来特边界。由于在普来特交界处有较大的曲率半径,根据拉普拉斯方程,在气相与液相之间就会产生压力差,它随液体表面张力增加而增大,随气泡曲率半径增大而减小,因此在普来特交界处的液压要比附近曲率小的地方小,就使得液体由小曲率处向普来特交界处流动,这种排液作用会使液膜逐渐变薄,当液膜达到临界厚度时(5~10nm),膜就会破灭。
2沥青发泡特性的评价指标
为了衡量沥青的发泡效果,目前主要用膨胀率(发泡体积倍数)和半衰期两个指标加以评价。膨胀率是指在沥青发泡状态下测量的最大体积与未发泡状态下的体积之比。由于沥青在喷射过程中先前喷出的泡沫沥青体积已经开始衰减,因此测量的最大发泡体积要小于实际的最大值。为了使泡沫沥青与集料充分接触,形成良好的裹附作用,膨胀率越大,拌制的泡沫沥青混合料质量越好。半衰期是指泡沫沥青最大体积缩小到该体积一半时所用的时间。该指标实际上描述了沥青泡沫的稳定性,半衰期越长,说明泡沫越不容易衰减,可以与集料有较长时间的接触与拌和,以提高泡沫沥青混合料的质量。
3发泡指标影响因素
(1)泡沫沥青的膨胀率和半衰期的影响因素有:(1)沥青类型.虽然能够满足最低发泡要求的较硬沥青已经在过去成功应用,但是通常会使用针入度在 80-150(单位为0.1㎜)的沥青用于发泡。使用较硬的沥青会产生较差质量的泡沫,从而导致沥青分散效果变差,因此考虑实际应用的原因,通常应避免使用。 (2)添加剂.市场上有许多产品会影响沥青的发泡性能,包括消极的(消泡剂)和积极的(发泡剂)。含有消泡剂(通常在炼制过程中)的沥青,通常需要使用发泡剂辅助发泡。多数的发泡剂在沥青加热至使用温度之前加入,他们往往对热量较为敏感,这意味着发泡剂的作用期往往很短。(3)沥青的温度.沥青的粘度与其温度成反比关系。当温度增加时,粘度减小。理论上,较低的粘度,在发泡过程中当水改变状态时就会形成较大的泡沫。既然这个过程需要从沥青吸收热量,因此要获得满意的发泡效果,沥青发泡前的温度应超过140℃。(4)加水量。增加发泡水用量可以有效增加产生泡沫的体积。因此,增加发泡用水量可以增加泡沫的大小,使得膨胀率增大。然而单个泡沫体积的增大减小了周围沥青薄膜的厚度,使得泡沫不稳定从而导致半衰期的减小。因此,膨胀率和半衰期与发泡用水量呈相反关系,见图1。实验室测试沥青发泡特性时主要是通过改变发泡温度和用水量,来研究膨胀率和半衰期的变化关系,以期找到最佳的发泡效果,并在这种状态下拌制泡沫沥青混合料。而通常情况下膨胀率和半衰期两者不可能都达到最优,如图1所示。一般认为最好的发泡性能是出现在膨胀率和稳定性都较好之时。目前对发泡性能尚无明确的数值标准,无论取高膨胀比还是较长的半衰期,均不如二者都合适时效果好。
关键词:泡沫混凝土;保温;施工
泡沫混凝土在建筑行业的应用越来越广泛,人们对建筑物的保温功能的要求越来越高,泡沫混凝土在保温效果上起到很好的作用,所以很多施工单位都会选择这种材质建筑屋面和地面的施工,经过不断的实践证明,其确实对提高建筑物的保温性能起到很重要的作用,值得推广。
1、泡沫混凝土的特点
泡沫混凝土是通过发泡剂把水溶液制作成泡沫,然后再把泡沫加入到水泥等浆液中进行混合,与水泥基料、硅质基料、水、外加剂等材料进行混合,然后进行搅拌浇筑,这样就在浆液中形成一种含有大量气泡的材料,搅拌后如果气泡的气孔分布越均匀,尺寸越小,其自身的强度就会越高,因为泡沫自身就含有一定的封闭空隙,所以具备很多物理方面的性能。
1.1质轻。泡沫混凝土的自身密度比较小,这样就使得建筑物的自身重量得到降低,可以适当的增加建筑的高度,特别是人口的不断增加,对高层超高层建筑的不断增多,泡沫混凝土的应用优势就越明显,因为其可以降低建筑物自身的重量,减少占地面积的使用,在一定程度上节约了施工的成本,而且施工方式比较简单,近而使得工程的工期得以有效的提高,既保证了建筑物的质量,施工单位自身也获得更大的利益。
1.2冲击能量吸收好。由于泡沫混凝土自身就有一定的封闭空隙,其在遭受强大的冲击力时,可以有效的把冲击力化解,特别在抗击自然灾害时,发挥着巨大的作用,最大限度的确保建筑物的安全。
1.3保温隔热性能好。泡沫混凝土的自身空隙使其具备很好的保温功能,随着人们对建筑施工的要求不断提高,泡沫混凝土的施工方式极大地适应了人们的这一施工需求,可以通过自身的泡沫优势实现对建筑的保温效果,很多地实现建筑的保温功能。
1.4隔音耐火性能好。泡沫混凝土是一种多孔式的施工材料,所以其在隔音效果上发挥着显著的优势。很多施工单位在隔音板、或者是上下建筑的间隔位置使用泡沫混凝土的施工材料,因为其自身得多空特点,可以把噪音通过孔洞转化掉,起到很好的隔音作用,而且其在防火性能上也表现出优势的作用。泡沫混凝土属于一种无机材料,自身没有燃点,所以不会发生燃烧的现象,这对于建筑的防火安全起到了很重要的作用。
1.5可泵性能好。泡沫混凝土材料施工方式十分简单,直接采用机械设备进行搅拌就可以,而且其自身的可泵性条件很好,可以采用现场浇筑的方式进行施工,在施工现场直接就可以实现操作,对场地的空间要求十分简单,施工的成本也比较低,易于操作,在现代建筑的施工领域很受欢迎。
1.6价格低。施工单位在施工的过程中,考虑的最重要的因素就是利益,泡沫混凝土所需要的材料十分简单,就是普通的水泥、粉煤灰就可以,其材料的价格十分低廉,而且可以对工业生产的废物进行利用,通过利用工业生产的废渣来制作泡沫混凝土,还可以起到节能环保的作用,符合当今提倡的可持续发展的战略。
2、泡沫混凝土施工工艺
2.1工艺流程
清理基层施工测量放线分仓支模材料计量调配投料与搅拌基层界面处理分仓浇注找平、拆模分格推进成品保护
2.2施工工艺
2.2.1清理基层。在进行施工之前首先要对基层进行清理,因为在进行其他工序时很容易出现一些杂物,所以在进行泡沫混凝土浇筑时,要把基层的杂物清理干净,以免表面的灰尘影响基层的粘结度,近而影响泡沫混凝土作用的发挥。
2.2.2测量放线。在施工时要根据实际的施工要求,对坡度的位置、高度等进行测量,这样才可以确定出保温层的具体厚度标准,然后根据实际的施工需要进行拉线处理,正常情况下都是隔2-3m进行标高处理。
2.2.3分仓支模。根据提前做好的标高位置,把分仓模板的支架固定好,在准备模板数量时要以实际的施工温度、拆模时间、和施工进度进行掌握,按照规定的顺序进行施工操作,把搅拌好的罐车停靠在分仓的前面,如果因为天气的原因而影响施工的正常进行,就要进行预留排气道的施工,以保证施工的正常进行。
2.2.4材料的配合比设计
根据设计要求与使用部位(屋而、楼地而)、使用功能(保温层、垫层、填充层)小同和所购原材料性能、含水量的差异,结合施工环境温度经试验确定施工配合比,一般每立力配合比为:水泥130-180kg,粉煤灰150-220kg,干河砂8-15kg,发泡剂1-2kg,水泥的用量要根据所需要保温层或垫层的强度确定,一般兼做垫层时水泥用量要提高,粉煤灰材料主要控制其含水量,每购进一批粉煤灰在使用前要测定其含水量,及时调整用水量,胶凝碳酸钙和发泡剂掺量要根据施工环境温度进行适当调整,如果控制小好会产生发泡困难或发起的泡小稳定、易塌陷,因为此种发泡材料有随温度降低变脆的特性,发起的泡易脆裂,在温度较高时发起的泡较大易爆泡,所以适时调整胶凝碳酸钙和发泡剂掺量至关重要根据气温变化要适当调整用水量,以混合料的稠度确定,一般施工环境温度高时混合料要稠度大一些.施工环境温度低时稠度要小一些.
2.2.5投料与搅拌
投料量要根据搅拌机罐容量和分格仓体积确定,以何罐山料量正好注满一个分格仓(略.苛山3-5mm)为准_一般是将水泥、粉煤灰、干。砂按照一定的配合比搅拌制成干粉胶结料,将胶结料投入搅拌机中加水制成料浆,将发泡剂加水稀释后制成泡沫,将料浆和泡沫使用专用设各混合均化。
2.2.6成品保护
刚浇注完成的保温层或垫层,要注意发泡材料的保护,小得乱踏及抛物损坏在12h内小得上人,24h内小得堆料气温低于20℃时,随温度降低要相应延长上人和进行卜道工序的时间待强度达到后,尽快施工找平层或保护层,如在其上做临时施工通道时,应在保温层或垫层上加设垫板屋而保温层在环境温度较高的时候施工时,对已施工完成的发泡保温层要及时覆盖,避免阳光直射,否则易粉化;在气温较低施工时应进行保温养护_以利强度增长。
3.总结
混凝土保温层所需原材料均是价廉易得的当地材料,而且工艺、设各简单,施工力便,工人经简单培训、掌握了要领即能施工;粉煤灰是废物再利用,泡沫混凝土是环保生产链的终端产品,符合建设节能环保型建筑的时代要求;采用该工艺比传统的板状珍珠岩块保温层屋而、陶粒混凝土保温垫层楼而,无论是在综合造价上,还是在工艺复杂程度上、施工进度上都有明显优势,经济效益和社会效益明显。
参考文献:
[1]范桂细.泡沫混凝土的生产与应用技术[J].广东建材,2005(8).
[2]朱平,聂长华,纪黎,等.泡沫混凝土在夏热冬冷地区的应用[J].建筑节能,2007(7).