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摘要:泡沫混凝土是一种新型建筑隔热保温材料,在国家出台了一些列节能减排的措施及规定下,泡沫混凝土中气孔的引入赋予其普通混凝土所没有密度小、质量轻,而且还具有较好的保温、隔音、抗震等效果,逐渐成为建筑屋面隔热找坡的首选材料之一。但是从结梅和力学的角度看,同时也引入了大量的缺陷,从而导致其强度的大幅度降低。
关键词:泡沫混凝土 保温隔热 施工 工艺
1、概况
随着社会经济的发展,能源问题已经日趋严峻,建筑能耗已占全国能源消耗总量的27.8%,故节约能源势在必行,国家相应制定出台了一系列节能减排的措施及规定。近年来具有节能环保概念的建筑材料日益受到国家的重点扶持及市场的青睐,而泡沫混凝土作为一种新型的隔热保温材料,因其隔热保温效果明显,耐火减震,施工简捷且造价低廉,目前逐渐成为建筑屋面隔热找坡的首选材料之一。在佛山一商住楼屋面全部采用泡沫混凝土作为隔热找坡层,取得了良好的经济效益。
2、工艺原理
泡沫混凝土是用机械方法将泡沫水溶液加压制成均匀封闭的气泡组成的泡沫,然后将泡沫注入到由水泥、集料、掺合料、水及各种外加剂等制成的浆料中,再经混合搅拌,浇筑成型,养护而成的轻质多孔材料
2.1、施工操作要点
(1)根据设计要求,试配泡沫混凝土,确定其水泥、发泡剂、水、集料及外加剂等的掺量。
(2)清理基层上的尘土、杂物和积水。
(3)按照泡沫混凝土层的设计厚度、设计坡度,用水泥砂浆贴点标高(贴灰饼),再拉线,冲筋。若设计无规定坡度值,坡度值宜为2%。
(3)在屋面与女儿墙交界处及凸出屋面的构造物四周埋设分格条。
(4)在基层上洒水湿润,然后涂刷一道素水泥浆。
(5)在发泡瓶内加入发泡剂及发泡剂量12-13倍的水充气加压3~6分钟,待空压机气压升压到0.6-0.8MPa后停机待用。
(6)在搅拌机内加入水和抗拉纤维(按o.6m3配料)搅拌1-2分钟,再按水泥、砂及外加剂等的先后顺序加入搅拌机内搅拌2-3分钟形成稠状浓液,随后加入泡沫搅拌。当搅拌机内泡沫混凝土坍落度增大到200-220mm时,达到设计立方重量比后停止加泡沫,然后继续搅拌泡沫混凝土5-6分钟。之后将搅拌均匀的成品泡沫混凝土倾倒在基砰上。
(7)采用分段流水作业摊铺泡沫混凝土,虚铺厚度为实际厚度的1.2-1.3倍,然后用长3米的铝合金刮杠刮平即可。
(8)在泡沫混凝土接近终凝时,应先取出埋设在屋面凸出部位周边及女儿墙边的分格条;待泡沫混凝土终凝后,及时用切割机具切割分格缝,分格缝间距宜为3m×3m,分格缝的宽度按25ram留置,深度同铺设的泡沫混凝土厚度,养护期结束后在分格缝中嵌填PVC高级密封膏。
(9)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。
3、质量控制
(1)泡沫混凝土的配合比应根据设计标准强度、施工条件以及环境温度由试验来决定。各种原材料应符合其质量要求并应严格控制计量。
泡沫混凝土常用配合比(kg/m3)
(2)泡沫混凝土的干燥容重为500-1000kg/m3,导热系数≤0.22w/m.k。其容重、干燥收缩值、抗压强度按《混凝土小型空心砌块试验方法》(GB/T4111-1997)、吸水率按《加气混凝土体积密度、含水率和吸水率试验方法》(GB/T11970-1997)、导热系数按《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热法》(GB/T10294-88)的有关条款执行。(3)屋面泡沫混凝土的施工及质量验收应满足《屋面工程技术规范》(GB50345-2004),《屋面工程质量验收规范》(GB50207-2002)及《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411-2007)的相关规定。(4)整体现浇屋面泡沫混凝土的厚度不应小于60mm,分格缝留置的面积不应大于4m×4m,分格缝应用柔性防水材料填嵌;其坡度必须准确,符合设计要求,不能倒泛水。(5)大面积泡沫混凝土表面应平整。用2m靠尺检查,空隙不应大于5mm,并不得有疏松、起砂、起皮等现象。(6)雨雪天或五级风以上的天气不得施工,施工的环境温度宜在5℃-40℃之间。
4、注意事项
(1)泡沫混凝土中气孔的引入一方面是赋予其普通混凝土所没有的轻质、隔音、保温、高流动性等性能,但从结构和力学的角度看,同时也引入了大量的缺陷,从而导致硬化泡沫混凝土强度的大幅度降低。泡沫混凝土硬化过程中。混凝土收缩,极容易开裂。(2)为提高泡沫混凝土强度。防止裂缝的产生。在施工之前根据泡沫混凝土试配试验(1)优化泡沫混凝土的配合比;(2)使用高效减水剂并控制适宜的低水灰比;施工过程中(1)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。(2)加强泡沫混凝土的早期养护,并养护14天以上。(3)在采用泡沫混凝土作保温层的时候,防水层的设置尽量考虑采用倒置防水。(4)传统正置式防水(防水层在保温层上),如果保护层被破坏将会直接导致防水层暴露或被破坏。将会可能引起防水层被破坏,雨水就会进去保温层。保温层采用泡沫混凝土的话,保温层上层是防水层。防水层阻碍了保温层中水分的挥发。虽然具有一定的防水能力,一部份水仍能通过保温层渗透到结构层中。(5)运用倒置式防水(保温层在防水层上)。则是即充分利用保温层的防水能力,又保护了防水屡,可谓是一举两得!保温层在防水层上面,不但能避免高温对防水层的损害,延长了防水层的寿命,而且能增强防水效果。假如保护层被破坏,同时也破坏了保温层。水进入保温层后,因为中间还有一个防水层的关系。停留在保温层中慢慢挥发掉。不会渗透到结构层!
5、效益分析
关键词:泡沫混凝土;技术优势;施工技术
0引言
泡沫混凝土属于发泡混凝土一类,泡沫混凝土在生产过程中,主要是通过使用水、发泡剂以及水泥等材料制备出大量的泡沫浆体,然后通过粉煤灰等填料以及各种胶凝剂等外加剂与水混合形成胶浆,最后拌合、浇筑成型的一种气泡状多孔轻质材料。由于泡沫混凝土在生产过程中产生了大量的泡沫,在其内部含有分布均匀、封闭细小的孔隙,因此泡沫混凝土具有保温性能好、轻质隔音、耐火性能强等一系列的优点。
1泡沫混凝土技术优势
泡沫混凝土作为一种新型的建筑节能环保材料,其技术优势主要体现在以下几方面:
(1)泡沫混凝土属于轻质材料。由于泡沫混凝土密度相对较小,一般情况下建筑工程施工中所用泡沫混凝土的密度在0.300-1.2g/cm3左右,因此将泡沫混凝土作为建筑工程中的可以有效的墙体、立柱、以及屋面材料可以有效的降低结构自重荷载,减轻重要构件的荷载压力,节省钢材即混凝土用量,进而降低工程施工成本。
(2)保温隔热效果好。泡沫混凝土由于在生产过程中产生了较多的均匀孔隙,因而其结构类似于气泡状材料,具有非常好的热工性能。根据相关的试验研究表明,泡沫混凝土其导热系数一般为0.08- 0.3w/(m・K)左右,因此导热率较低表明其具有较好的保温隔热效果,用于屋面及墙体材料可以有效的维持室内适宜温度,降低供热制冷的能耗,特别适用于绿色建筑。
(3)具有耐火隔音的作用。由于泡沫混凝土多采用无机材料加工制作,因而不具有可燃性,因此具有较好的耐火性,可以作为建筑工程防火材料使用。同时由于泡沫混凝土作为一种多孔介质材料,因此可以起到较好的隔音吸音的效果。
(4)具有较好的整体性能。由于泡沫混凝土大多为施工现场浇筑,与主体结构可以形成紧密的结合,因而具有较好的整体性能。
此外,泡沫混凝土还具有吸水率相对较低、防水性能好、低弹减震性能较好、施工泵送性能好、耐久性能好、节能环保、生产加工方便、成本造价低廉的优点,因而泡沫混凝土的工程应用价值较高,在建筑工程施工领域内具有广阔的应用前景。
2泡沫混凝土的应用方向
由于泡沫混凝土具有保温隔热,轻质隔音以及耐火等较多的技术优点,在建筑功臣施工领域应用较多,泡沫混凝土在建筑工程中的应用主要集中在以下几方面:
(1)保温隔热墙板以及砌块。利用泡沫混凝土作为保温隔热材料可以制作泡沫混凝土砌块、彩色保温砌块、泡沫石膏砌块以及保温用内外墙板,以及现浇类墙板保温隔热材料。
(2)泡沫混凝土砌块。主要以聚苯乙烯泡沫塑料作为骨料,以粉煤灰和水泥作为胶凝材料,既可以用作非承重墙的墙体材料,也可用作屋面保温材料。
(3)泡沫混凝土复合墙板。通过利用泡沫混凝土材料做成不同型号的板材,进而在建筑结构框架结构中与其他墙体材料结合作为复合墙板,发挥其保温、隔热、以及隔音耐火的功能。
(4)补偿地基。利用泡沫混凝土作为建筑物基础的填充软材料,可以起到补偿地基的作用。泡沫混凝土由于具有相对较高的强度因此不仅可以满足地基的强度设计要求,而且由于泡沫混凝土的可压缩性可以有效的发挥补偿地基的作用。
(5)泡沫混凝土夹芯构件。在预制钢筋混凝土构件,为了使预制钢筋混凝土构件具有更好的轻质高强隔热等技术性能,可以通过泡沫混凝土作为预制钢筋混凝土的内芯。
(6)泡沫混凝土管线回填。利用泡沫混凝土回填地下废弃管线、市政污水管及其它容易造成塌方或者引起火灾的管线,可以降低回填成本,提高回填后的土基强度。
3泡沫混凝土施工技术
泡沫混凝土生产方法根据生产加工工艺的不同,可以分为湿砂浆法以及干砂浆法两种。
湿砂浆法主要是在混凝土拌合站生产泡沫混凝土,通过混凝土泵车运输至施工现场后进行浇筑。干砂浆法则是首先将水泥、粉煤灰、砂石等施工原材料运至施工现场,然后现场进行泡沫混凝土的生产拌和以及浇筑作业。在泡沫混凝土生产加工方法的选择上,应结合施工现场实际条件,如作业面范围、施工进度要求等综合分析确定。泡沫混凝土的施工技术如下所示:
3.1原材料的准备
用于泡沫混凝土加工生产的原材料主要包括水泥、石灰、发泡剂、水以及砂、粉煤灰、石屑等填充材料,外掺剂则与普通混凝土基本类似主要有减水剂、防水剂以及缓凝剂等。由于原材料的质量直接关系到泡沫混凝土的施工质量,因此在生产加工前应严格控制原材料的质量检查。对于水泥通常选择常用的标号425或者325硅酸盐水泥,水可以选择自来水或者河流等,但是需要注意避免水体酸性过强与发泡剂反应从而影响发泡效果。对于发泡剂,由于种类较多其质量技术要求也不尽相同,但是为了控制施工质量,通常情况下需要控制发泡剂1小时内的泡沫的沉陷距小于10mm且泌水量小于80ml,泡沫倍数大于20倍。
3.2泡沫混凝土的生产加工
用于泡沫混凝土生产的设备主要包括泡沫混凝土搅拌机、自动发泡器、供水水泵、供料设备、泡沫剂料桶以及电源与运输设备。泡沫混凝土的生产应当严格按照设计资料,根据发泡配比配制发泡浆体备用。然后将一定量的水加入至搅拌设备中,并结合配比设计资料将水泥、石灰、粉煤灰等材料加入搅拌设备内搅拌,搅拌时间通常在2min以上,之后将通过发泡剂制备的备用发泡浆体加入搅拌设备中搅拌6分钟左右,待材料均匀分散后,进行泡沫混凝土的泵送运输以及浇筑施工作业。
3.3泡沫混凝土的浇捣施工
由于泡沫混凝土呈现为粘稠状的流体状态,而且其中含有较多的水分以及气泡,因此在泡沫混凝土施工过程中需要注意,尽可能的避免出料口的摆动造成施工质量问题。泡沫混凝土的浇筑施工与普通混凝土浇筑类似,对于大面积的平面浇筑,一般采取分区分片的浇筑施工方法,通过使用模板将施工面划分,逐段逐片浇筑施工。由于泡沫混凝土施工结束后在泡沫混凝土上凿孔打洞会造成施工层的整体性破坏,因此在施工作业前应做好预埋件以及预留孔的处理。泡沫混凝土的浇筑施工应等泡沫混凝土气泡状态稳定后开始作业,并及时进行浇筑表面的找平作业。如果泡沫混凝土的浇筑较厚超过10cm时,应采取分层浇筑的作业方式,对于分层浇筑,应等待泡沫混凝土浆体初凝后而且具有一定的强度后进行。浇筑结束后,为了避免泡沫混凝土由于干缩出现裂缝,应在浇筑结束后0.5d内及时采取保湿养生措施,养生试件通常不少于1周。
结语
泡沫混凝土由于具有较多的技术优势,在我国建筑工程材料应用方面得到了迅速的推广应用。随着建筑材料技术的不断发展以及国家对于建筑材料绿色环保的要求,泡沫混凝土的应用前景将更加广阔。在泡沫混凝土技术应用领域,严格控制施工质量,不断改进施工工艺,引进新型施工材料,是保证施工质量的有效手段,也是促进泡沫混凝土技术不断发展的重要途径。
参考文献:
[1]詹炳根,郭建雷等.玻璃纤维增强泡沫混凝土性能试验研究[J]合肥工业大学学报(自然科学版),2009(2):226-229
[2]张磊,杨鼎宜.轻质泡沫混凝土的研究及应用现状[J]混凝土, 2005(8): 44-48.
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
关键字:现浇泡沫混凝土、质量通病、优化控制
中图分类号:TU37 文献标识码: A
前言
泡沫混凝土作为一种新型的轻质混凝土,因其轻质、保温隔热和隔音耐火性能好、可泵性好等特性和工艺简单、价格低廉等优点,越来越受人们的青睐。随着能源成为经济发展的颈瓶和节能意识的提高,使用节能材料成为建筑发展的趋势,泡沫混凝土在建筑领域的应用范围也越来越广,但随之暴露出来的质量问题也屡见不鲜。
1. 泡沫混凝土的生产、施工工艺及质量通病
1.1 泡沫混凝土生产工艺
泡沫混凝土的基本原料为水泥、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、膨胀珍珠岩等细骨料,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。
泡沫混凝土是一种将物理机械作用下产生的泡沫掺入料浆中混合均匀,经自然硬化后形成的内存大量封闭细孔的新型材料。其生产工艺有三种:一种是发泡剂溶液直接与水泥砂浆搅拌均匀;另一种是高速搅拌叶片制取泡沫,然后取出泡沫投入到砂浆中搅拌. 第三种是压缩空气制泡,经多层过滤网片,将泡沫压入砂浆中拌和.目前国内最常见是第二种工艺,现场生产泡沫混凝土有湿砂浆法和干砂浆法两种,湿砂浆法是在搅拌站将水泥、砂与水等搅拌成砂浆,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,泡沫及砂浆拌匀后注入泵车输送或现场直接施工。干砂浆法是将各干组份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,两者拌合后现场施工。
1.2泡沫混凝土的施工工艺
泡沫混凝土的施工工艺主要有以下几道工序:基层清理、配料搅拌、浇注成型、养护和保护。
1)、基层清理主要是将基层表面的浮浆、灰尘、油渍等杂质、杂物清理干净;浇筑前洒水湿润基层。
2)、配料搅拌主要是控制水灰比、密度等。
3)、浇注成型主要注意要分段和分层施工、设置分格缝及面层收抹。
4)、养护和保护主要注意前期养护措施和严禁在混凝土未成型前上人上物。
1.3泡沫混凝土的质量通病
目前,由于国内对泡沫混凝土的施工还没有建立完善的施工规范,缺乏理论指导,同时也没有完整的生产数据。而泡沫混凝土的性能受诸多因素的影响,在实际现场施工中,泡沫混凝土由于原材料质量、计量、生产设备和操作人员技能、天气等各方面因素的影响,现浇的泡沫混凝土质量时常不尽人意。通过对本公司采用现浇泡沫混凝土施工的采暖地面和屋面保温项目的质量调查,发现存在的质量通病主要有:
1)、混凝土强度低,且质量不稳定,混凝土内气孔大小不一。
2)、混凝土容易开裂、吸水或混凝土与基层粘结不牢,造成空鼓。
2.质量通病原因分析
从结构和力学的角度来看,由于泡沫混凝土内部引入了大量的封闭气孔,虽然使泡沫混凝土具备了轻质、保温、隔音、耐火等特性,但同时使得混凝土的强度大幅度的降低。
众所周知,混凝土的强度由水泥的标号和水灰比决定,泡沫混凝土也是一样,其质量与水泥、水灰比、泡沫剂、施工工艺等也有直接关系。下面就从这几个方面进行分析:
2.1胶凝材料(水泥)
水泥是生产混凝土选用的主要胶凝材料。一般来说,水泥的用量越大,混凝土强度越高;水泥的标号越高,其水化硬化后的强度就越高;而水泥水化硬化的程度越彻底,混凝土的强度也就越高。水泥的用量越大,其水化热量越多,混凝土开裂的几率也增大。在相同的水灰比条件下,普通硅酸盐水泥完全水化的理论水灰比为0.277,而硫铝酸盐水泥完全水化的理论水灰比为0.447,水化过程水消耗量大,使剩余自由水量就小,干缩开裂几率就小。从提高泡沫混凝土强度和降低裂缝的机率两方面综合考虑来选用水泥:
由于普通硅酸盐水泥应用最广,水泥首选高标号的普通水泥,一方面可以降低用量和水化热量,另一方面也方便选材和推广。另外也可以掺用适量的粉煤灰代替部分水泥,来降低水化热。
在条件允许的情况下,采用低水化热、低收缩、微膨胀的水泥,例如硫铝酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥等。
掺活性矿物质来激发水泥的水化程度。
2.2水灰比
在保证混凝土和易性的前提下水灰比比值越小,混凝土的强度就越高。泡沫混凝土的水灰比与气孔率是个矛盾的共同体:降低水灰比会使得混凝土的和易性减弱,与泡沫混凝土要求的高流动性冲突,一味降低水灰比,会增加施工难度,导致施工质量的降低;但是高水灰比,除混凝土强度降低外,也会提高开裂的机会。
不同种类的水泥在同强度要求下其水灰比是不同的,水灰比不易把握。泡沫混凝土的配置可在满足水泥完全水化前提下,适宜降低水灰比。现场生产泡沫混凝土时,可通过观察其流动性对水灰比进行调整。
2.3泡沫质量
现浇泡沫混凝土质量不稳定,主要表现在强度偏差大和混凝土内气孔大小不一,两者与泡沫剂有很大关系。泡沫剂质量的好坏则直接关系到泡沫混凝土质量,发泡倍数高、泡沫稳定性又好的泡沫剂能生产出好的混凝土。
除了有好的泡沫剂外,制泡工艺也是一个很关键工序,国内常见的制泡工艺是使用高速搅拌叶片搅拌泡沫剂制泡,泡沫的直径无法控制,随意性较大,难以制作出泡径较小且均匀的泡沫。现场生产的泡沫混凝土不论湿砂浆法还是干砂浆法都是使用成品泡沫与高流动性砂浆在搅拌机中拌和。泡沫破坏主要是因为液膜中的液体受重力或液内各点受力不同,不断排液使膜壁变薄而破坏。好的泡沫剂由于其泡沫的膜壁较厚,能承受各种外力的时间长,表现出较好的稳定性。所以泡沫的稳定性与时间有关,时间越长泡沫破裂的可能性越大。
因此,生产泡沫混凝土时,一方面要选择质量好的泡沫剂;另一方面要控制好泡沫的投入时间点(根据经验,一般情况下,普通硅酸盐水泥的泡沫理想投入时间为水化后30min),缩短泡沫与砂浆拌和的时间;再一方面还要采取早强措施缩短混凝土的凝固时间,保证混凝土的质量。
2.4施工工艺
泡沫混凝土表面的泡沫破裂是不可避免的,而空鼓和裂缝是可以通过采取措施进行控制的。
一般来说,空鼓是由于基层清理不干净或后置材料与基层相排斥导致结合不牢固而引起的。对采用泡沫混凝土的地面采暖和屋面保温工程出现空鼓,主要是前期地面清理不到位和施工前未洒水湿润造成的。
泡沫混凝土浇筑后产生裂缝主要出现在养护阶段,可能有三种裂缝:温度裂缝、伸缩裂缝和人为裂缝。
温度裂缝。泡沫混凝土由于其性能要求的高流动性,其成型水灰比可能达到0.7,而水泥完全水化的理论水灰比仅0.3~0.5左右,使得大量的自由水存在气孔内。如果在混凝土前期硬化过程中没有采取养护保水措施,当外部的湿度较低或温度较高时,混凝土内的水份就会蒸发。水分损失导致混凝土的收缩和表面开裂,改变了混凝土硬化体的内部结构,从而使得泡沫混凝土具有高吸水性。
伸缩裂缝则主要是在大面积或厚度较大时,施工中没有设置伸缩缝和采取分区、分段或分层施工措施不当造成的。
人为裂缝是养护阶段的成品保护措施不到位,人为造成泡沫混凝土开裂。
所以,减少混凝土收缩,防止混凝土表面空鼓、开裂吸水从施工工艺角度要重点在基层处理、施工措施和养护方面进行优化控制。
3.现浇泡沫混凝土施工质量优化控制措施
由于泡沫混凝土是一种新型环保节能型混凝土,其生产工艺和施工工艺还不够成熟,需要在不断总结施工经验的基础上来提高其施工质量。通过对我公司已施工完成的三个工程现浇泡沫混凝土施工经验的总结,从泡沫混凝土的选材、配合比、生产工艺、施工工艺和施工管理等多方面总结出以下施工质量优化控制措施:
1)、泡沫剂优先选用发泡倍数大、速度快、稳定性能好、泡径细小均匀的蛋白质类泡沫剂。
2)、使用普通水泥做胶凝材料时,优先选用42.5以上标号的早强水泥,并掺用适量粉煤灰替代部分水泥;在有条件的地方优先选择低收缩性、低水化热和微膨胀的水泥,如矿渣水泥、火山灰质水泥、硫铝酸盐水泥等。
3)、优化配合比,通过试验确定最优水灰比,控制低的成型水灰比。保证泡沫混凝土的强度和流动性。
4)、在泡沫混凝土内掺抗裂纤维或膨胀剂,提高混凝土的抗裂性能,降低收缩裂缝。
5)、在混凝土内掺入适量的活性矿物质激发水泥的水化程度。
6)、控制泡沫混凝土的搅拌时间,特别是泡沫的掺入时间。普通硅酸盐水泥的泡沫理想投入时间为水化开始后30min.。
7)、基层的清理一定要干净彻底,施工前洒水湿润地面。大面积施工采取分区分段施工方法,并且设置分格伸缩缝。设计厚度超过30cm时,应分层浇筑施工。
8)、对浇注的泡沫混凝土表面在初凝前进行“二次收抹”,控制预防裂缝发生。同时严禁在终凝前随意在混凝土表面上人、上物。
9)、前期养护要采取保温保水措施,如采用薄膜覆盖养护、喷洒养护剂等。
10)、施工组织要到位,特别是在搅拌生产以及养护阶段要专人专岗,确保质量。
4.结束语
现浇泡沫混凝土在建筑的地面和屋面保温工程中越来越受欢迎,不断提高现浇泡沫混凝土的施工质量是推广泡沫混凝土的前提。提高混凝土的施工质量首先要提高泡沫混凝土的生产质量,提高施工水平,需要在施工过程中层层把关,严格控制施工程序,制定合理的质量控制措施。
参考文献:
[1]、赵云雁、提高泡沫混凝土抗压强度的研究 、中国科技信息2005年第15期
[2]、高倩、泡沫混凝土青岛建筑工程学院学报第23卷第3期
[3]、潘志华现浇泡沫混凝土常见质量问题分析及对策 建筑石膏与胶凝材料
关键词:泡沫混凝土泡沫剂防火
1、引言
泡沫混凝土是一种通过向水泥(砂)浆中掺入预制出的水膜性泡沫而引入大量气孔、经过硬化得到的一种多孔轻质混凝土。这种轻质混凝土的干密度通常在150kg/m3~1500kg/m3,具有很好的保温节能性能。泡沫混凝土,也叫泡沫水泥,是一种不燃材料,可以作为XPS挤塑板的替代品.泡沫混凝土内部有大量互不连通的封闭气孔,使其具有优良的保温隔热性能,所以近年来逐渐用于建筑保温隔热施工。
2、泡沫混凝土的组成
泡沫混凝土是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土,具有较高的耐久性、工作性、实用性、强度、体积稳定性、经济性。但作为一种特殊的混凝土,泡沫混凝土除了符合普通混凝土的一般规律之外,还具有一些自身的特点,其组成材料应达到以下技术要求。
2.1水泥
各种水泥都能用来制备泡沫混凝土,由于泡沫混凝土中掺入了大量的泡沫,延缓了水泥水化过程,推荐使用凝结时间较快的硫铝酸盐水泥、高铝水泥、早强型硅酸盐水泥、菱镁水泥、石膏等,但考虑到耐久性,制备高性能泡沫混凝土的水泥还是应该选择普通硅酸盐水泥,尤其是应用于墙体等重要部位时。
2.2泡沫剂
泡沫剂是制备泡沫混凝土最重要的组分,是决定泡沫混凝土性能的关键组分,影响着泡沫混凝土的孔径大小、均一性、泡孔封闭性等指标,最终影响到泡沫混凝土的力学性能和耐久性。因此,选择合适的泡沫剂就成为制备泡沫混凝土的关键步骤。经过大量试验,泡沫应该在满足制备泡沫混凝土所需的稳定、均一、细小等特点的要求后,其单位体积所含的有机物(表面活性物)越小越好,即所需的泡沫不一定越稳定越好,泡沫剂变成泡沫,其中所含大量表面活性剂掺入水泥浆后是影响水泥水化的,会降低材料力学性能,泡沫越稳定,在大部分情况下,其单位体积表面活性物质含量必定越多,水泥水化受到的影响越大,这对于泡沫混凝土的强度等指标是不利的。
2.3外加剂
泡沫混凝土的特点之一是低水胶比,高效减水剂等各种外加剂是制备泡沫混凝土的必要组分。目前,国内生产泡沫混凝土时大量使用高效减水剂等外加剂的情况还不普遍,搅拌水泥(砂)浆时,使用的水胶比普遍在0.5左右,甚至更高。泡沫混凝土制备时掺入的泡沫是水膜性的,其组成除了表面活性剂、空气外,就是大量的水分,因此算上泡沫里含有的水(因为泡沫最终要破掉变为水),泡沫混凝土的水胶比普遍在0.6以上,在大量空气和水分引入后泡沫混凝土的力学性能很低,所以制备泡沫混凝土需要在高效减水剂的帮助下,大幅度降低搅拌水泥(砂)浆时的水胶比,在实验室使用新型的聚羧酸盐减水剂时,水胶比可以降低到0.2左右,可以极大地提高基材的强度。
2.4掺和料
生产泡沫混凝土使用的掺和料应具有以下特点:一是细度越细越好,这样对泡沫的包裹性越好;二是掺和料的吸水性不宜过大,否则会吸收泡沫中的水分,造成破泡。因此,像磨细矿渣、高等级的超细粉煤灰、硅灰等都适合用来制备泡沫混凝土,而诸如钢渣等活性较低、颗粒形貌粗糙、密度较大、有一定吸水性的掺和料可能不适合掺入到高性能泡沫混凝土中。掺入粉煤灰等掺和料,还可以改善浆料的和易性,降低成本,降低泡沫混凝土的收缩开裂性,但掺量不宜过大,同时需要保证一定的养护龄期。
2.5集料
考虑到对泡沫的包裹性,泡沫混凝土使用的集料一般是粒径较小的细砂,一般泡沫混凝土干密度在500kg/m3~700kg/m3以上时就需要掺入细砂。有时会使用如陶粒、沸石、微珠等轻集料,掺入时要考虑选择合适堆积密度的集料,使其与要制备的料浆密度接近,可有效防止集料的沉降。
2.6纤维
泡沫混凝土属于多孔混凝土的一种,其收缩较大,尤其是不加集料较低干密度级别的泡沫混凝土,收缩性就更值得重视。因此,加入一定量的纤维可以起到控制收缩的目的。纤维的种类很多,可根据泡沫混凝土的不同干密度级别及应用领域而定。
3、泡沫混凝土的性能
泡沫混凝土由于轻质、保温、隔热、隔音、不燃、利废、耐久等特点,在特殊工程中有着良好的应用前景。但是国内对于泡沫混凝土的研究还不是很多对泡沫混凝土微观孔结构与力学性能之间的机理认识还不深刻,对提高泡沫混凝土耐久性的技术手段以及适用于泡沫混凝土耐久性的评价体系等领域的研究还没有展开,这些都是我们以后需要重点研究解决的技术领域。
3.1孔结构对泡沫混凝土抗火性能的影响
泡沫混凝土具有保温隔热性的主要原因是内部引入了泡沫,从而使其成为一种特殊的多孔性泡沫材料.孔结构对抗压强度也有较大的影响,从而影响泡沫混凝土的抗火性能.试验结果图1~3所示.把泡沫混凝土试件表面层剥离后,从内部的气孔结构看,试件有许多大小
不等的气孔和气泡壁组成,气孔由泡沫在料浆中形成,孔壁由水化产物、未反应的材料颗粒和其内部孔隙组成.密度不同,气泡大小、分布不同;密度增大,孔径减小.孔径小、气孔封闭、分布均匀,形如蜂窝状时,灼烧后,结构变化小,抗压强度值变化不大,能抵抗较大的外力作用,其抗火性能较好;而孔径大,分布不均匀,气孔相互贯通时,灼烧后,孔结构易被破坏,很小的外力作用就导致试件表面裂纹,其抗压强度值较低,抗火性能较低。
4、结语
掺加合适的纤维及高效减水剂、调整含气量与水灰比,可有效平衡泡沫混凝土的工作性能、密度、强度、耐久性及成本等之间的关系。泡沫混凝土拌制浆体中泡沫的稳定性尤为重要,其影响硬化泡沫混凝土微孔结构,包括微孔大小与分布、连通孔与总孔隙的比率等,进而影响泡沫混凝土抗冻融性、耐火性、吸水性和导热性等。此外,配制泡沫混凝土还须重点考察发泡剂、化学外加剂、轻质填料及增强纤维等组分材料之间的适应性。泡沫混凝土有良好的保温隔热性,它是无机材料,是非燃烧体,可作为建筑外墙可的替代品.对泡沫混凝土作抗火性能的研究,对它的推广使用及建筑防火都有实际的意义。
参考文献:
[1]周明杰,王娜娜,赵晓艳.泡沫混凝土的研究和应用最新进展[J].混凝土,2009(4):105-107.
[2]JGJ/T 10―95,混凝土泵送施工技术规程[S].