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現場澆筑泡沫混凝土施工技術

1.現場澆筑前言

  1.1現澆泡沫混凝土施工技術是利用物理機械方法將現澆泡沫混凝土泡沫劑水溶液制備成泡沫,再將泡沫加入由水泥、粉煤灰、水等材料制成的漿料中,經均勻混合后澆注成型并養護而成的新型保溫、隔熱、隔聲材料的一種工藝技術。

  1.2現澆泡沫混凝土是一種新型環保的節能材料,將其按照設計要求埋植于鋼筋混凝土樓板上或大型廣場的裝飾面層以下,做墊層找坡替代混凝土找坡。由于其內部含有大量的封閉空隙,具有輕質、保溫、隔熱、隔音、高強的物理性能。施工生產中能節約混凝土的使用量,是國家推廣的新型節能產品。現澆泡沫混凝土為無機物質材料,有非燃燒性,具有良好的防火性能。吸水率低不易開裂,安全、環保、無毒、無污染。該材料既具有安全性又具有經濟性,符合國家倡導的“環保節能型”建筑要求和建筑產業政策,該技術國內領先,具有良好的技術性能和經濟效果,推廣應用前景廣闊。

  2.現場澆筑施工特點

  2.1輕質

  由于泡沫砼內部含有大量的封閉空隙,自身重量較輕,其密度一般在300-1200kg/m3范圍內,根據設計的強度要求,通過在施工現場調整水泥及發泡劑用量調整其密度。利用這一特性可制作建筑物的墻體材料,大大減輕建筑物的自重,從而降低建筑物的結構與基礎費用,經濟效益顯著。

  2.2熱工性能優良

  與傳統的建筑材料相比,泡沫混凝土熱導率較低,密度等級在300-1200kg/m3之間的泡沫混凝土,熱導率常在0.09-0.13w/m·k之間。不但具有良好的保溫性能,而且隔熱效果顯著。

  2.3隔音效果優良

  泡沫混凝土是多孔型材料,因此它是一種具有一定吸音能力的材料,吸音性能比磚墻大約高5-10倍。

  2.4具有良好的防火性能

  泡沫混凝土是非燃性能的,它的傳導性能低,熱遷移慢,從而能保護其它構件不受火災的影響,在高溫下也不產生有害氣體,因而具有良好的防火性能。

  2.5具有抗滲性能

  吸水率低,表面不易開裂,施工工藝簡單,整體性能好,具有一定的抗滲性能。

  2.6 施工方便

  輸送方便,機械直接輸送,不受場地大小、距離長短限制,施工靈活方便。

  2.7安全、環保、無毒、無污染。

  3.現場澆筑適用范圍

  3.1石油工業

  在地質勘探固體礦床鉆探領域,采用低比重水泥漿堵漏,可以減少泵送壓力,有利于泵送至漏失地段,起到防漏堵漏的目的。

  3.2煤礦開采回填

  原煤開采完畢,為了防止地面下沉,可用泡沫混凝土回填。

  3.3公路、鐵路、碼頭用于修建擋土墻、隔音墻

  運用泡沫水泥預制件修建隔音墻,不但可以減低成本,而且效果也會更好。用泡沫水泥對擋土墻進行回填、固土,不僅可以加固擋土墻,而且可以減輕擋土墻的負荷。

  3.4低溫地板熱供暖及內外墻的隔熱、保暖隔音材料

  粉煤灰水泥發泡材料不能燃燒、質輕、導熱系數(0.06W·m-1·K-1)可做到接近聚苯乙烯隔熱板的水平(0.06W·m-1·K-1),其強度也遠遠超過聚苯乙烯隔熱板。

  3.5修建運動場和田徑跑道

  使用排水能力強的可滲性泡沫混凝土作為輕質基礎,上面覆以人造草皮, 可作為運動場。或者在泡沫混凝土上鋪一層0.05m厚的多孔瀝青及塑料, 則可作為田徑跑道。

  3.6管線回填

  隨著人們生活質量的提高以及出于安全性的考慮,水、油、氣、電、通訊線路都將轉入地下,運用泡沫水泥對施工空穴進行適當回填,將會有效地保證管線的安全。

  總之,在一切承重壓力允許的領域,如構建房頂邊坡、防火墻加固基礎等,現澆泡沫混凝土都是理想的材料。

  4.現場澆筑工藝原理

  4.1一般而言,單純的由一種物質組成的發泡劑,難以制得高性能、低密度的泡沫混凝土。就引入氣體的方式來發泡,發泡方式可分為兩類:物理發泡和化學發泡。物理發泡即是用機械的方法把空氣、氮氣、氫氣、二氧化碳氣或氧氣引入到由水泥、骨料、穩泡劑和水形成的漿體中使之形成一個亞穩體系。該亞穩體系的穩定時間應大于水泥的初凝時間。化學發泡則是將能夠發生化學反應并產生目標氣體的物質(起泡劑)與水泥、骨料、穩泡劑、縛水劑和水一起混合均勻,而后澆注成型,控制溫度使起泡劑反應產生氣泡,其最佳的反應狀態是在混合成型期間幾乎不反應,而在成型后并在水泥初凝之前逐步反應完畢。由以上分析可見,物理發泡對穩泡劑(生產中也常籠統稱為發泡劑)的要求比化學發泡要求高。也就是說,用同樣的穩泡劑,采用化學發泡比物理發泡制得的泡沫混凝土的質量要好些。但是,化學發泡對溫度、時間的掌握卻比較苛刻。

  4.2化學發泡工藝

  化學發泡工藝所用機械比較簡單。由于水泥漿在澆注后、初凝前起泡劑繼續產生氣泡,因而具有膨脹作用,故化學發泡工藝多用于充填、堵漏、加固等場合,也可用于預制板領域。

  4.3物理發泡工藝

  物理發泡技術在地暖、地坪、屋頂邊坡、預制板等領域應用較多。其關鍵技術除需要良好的穩泡劑外,那就是泡沫發生器的結構設計。在穩泡劑的配方設計上,不需考慮與起泡劑的相互作用,因而選擇自由度較大。在設備方面,比化學發泡工藝還多使用了一臺空壓機和泡沫發生器。

  5.現場澆筑施工工序流程及操作要點

  5.1泡沫混凝土的生產工藝流程如下:

  5.1.1施工工藝

  泡沫混凝土的生產過程包括泡沫制備、泡沫砼混合料制備、澆注成型、養護、檢驗。

  基層清理-按設計要求支好模板-澆水濕潤-生產泡沫混凝土-按施工順序澆注成型-養護-檢驗和成品保護

  5.2泡沫制備

  泡沫制備采用專門的制備機(泡沫發生器)制備原理為物理方法,通過空氣壓縮機將發泡劑輸入自動發泡系統制備成泡沫。

  5.3混合料制備

  泡沫混凝土混合料制備機械根據工程需要選用,有各類自動化泡沫混凝土專用機械。

  將配合好的水泥和水等用發泡機攪拌均勻,然后與發泡劑在管道中混合并由高壓泵輸送至施工部位,澆注成型。

  5.4澆注成型

  泡沫混凝土為粘稠的流體,其中含有大量的空氣和吸附水。出料管不得在泡沫混凝土中來回擺動,要及時對泡沫混凝土的表面平整度找平。泡沫混凝土拌合料氣泡比較穩定后開始澆筑,檢測取樣數量同加氣混凝土砌塊標準要求進行現場取樣。待泡沫混凝土凝固72小時后才能拆除模板,以免破壞成品。如果澆筑的泡沫混凝土厚度超過100mm要進行分層澆筑,確保澆筑好的成品或半成品不出現裂縫,保證現澆泡沫混凝土表面的平整度。

  5.5養護

  自然養護,以毛氈或草簾子覆蓋并灑水養護。

  5.6檢驗與成品保護

  泡沫混凝土澆筑完畢后應派專人負責監管,澆筑完48小時內不允許堆放材料及上人施工。做好成品檢驗及保護工作。

  5.7泡沫混凝土施工配合比及注意事項

  5.7.1泡沫混凝土混合料要充分攪拌均勻,嚴格控制發泡劑的拌合用量,保證泡沫混凝土配合比的準確性。

  5.7.2攪拌泡沫混凝土混合料時,必須嚴格控制水的用量。

  5.7.3施工用水必須采用自來水,嚴禁含酸性物質的水摻入泡沫劑中,以免產生化學反應,影響泡沫劑的發泡效果。

  5.8澆注前的管線及突出工作面的設備等提前埋設,做好隱蔽驗收工作,不允許后鑿洞口。

  5.9廣場、樓面、屋面等大面積澆注泡沫砼部位要按設計要求留出伸縮縫,以免造成溫度裂縫。

  6.現場澆筑材料與設備

  6.1材料

  6.1.1生產泡沫混凝土的原材料

  泡沫混凝土的生產原材料包括泡沫劑、水泥和水等。

  泡沫劑

  泡沫劑的質量以堅韌性,發泡倍數和泌水量等指標來鑒定:泡沫的堅韌性就是泡沫在空氣中在規定時間內不致破壞的特性,常以泡沫在單位時間內的沉陷距來確定;發泡倍數是泡沫體積大于泡沫劑水溶液體積的倍數,泌水量是指泡沫破壞后產生泡沫劑水溶液體積。當泡沫質量符合下列指標時,即可用于生產泡沫混凝土:○11h后泡沫的沉陷距不大于10mm;○21h的泌水量不大于80ml;○3泡沫的倍數不小于20。水泥采用復合32.5級硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥等均可。

  6.2水泥、摻合料、發泡劑原材料進場時,要按現行國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2002)中對原材料的檢驗數量及檢驗方法的規定進行驗收。

  6.3設備

  1泡沫砼輸送機HT-50專用機1-2臺

  2自動發泡器HT-50專用機1臺

  3水泵1.2kw1-2臺有自來水可以免除

  4水管φ30塑料管200m

  5水桶20升2-3個

  7.現場澆筑質量控制

  7.1現澆泡沫混凝土的原材料質量要求符合設計要求和本工法第6.1條的質量技術要求。

  7.2現澆結構泡沫混凝土的配合比嚴格按照設計要求的材料密度等級進行控制,確保泡沫砼的技術性能指標達到設計要求。

  7.3泡沫混凝土澆筑后半小時內要對它表面的平整度進行找平,以免破壞已成型的泡沫混凝土的質量。

  7.4澆筑完泡沫混凝土后對其質量的技術指標進行取樣檢測。

  8.現場澆筑安全措施

  8.1認真貫徹“安全第一,預防為主,綜合治理”的方針,建立健全施工安全保證體系,嚴格執行安全生產責任制定。

  8.2工人進入現場,應安排工人學習安全操作規程,認真做好安全交底,開好班前安全生產會。

  8.3凡在2m或2m以上有可能墜落的高處進行作業,均應遵照《建筑施工高處作業安全技術規程》(JGJ80-91)的規定執行。

  8.4本工法應遵照《建筑施工安全檢查標準》(JGJ59-99)《施工現場臨時用電安全技術規程》(JGJ46-2005)《建筑機械使用安全技術規程》(JGJ22-2001)對安全進行嚴格的檢查監控。

  8.5施工現場執行各專業工種安全操作技術規程,各特殊技術工種必須持證上崗,機械設備必須專人專機。

  9.現場澆筑環境措施

  9.1成立施工環境衛生管理機構,在施工過程中嚴格遵守國家和地方有關環保的法律、法規和規章。

  9.2優先選用先進的環保設備,采取設立隔音墻、隔音罩等消音措施,降低施工噪音到允許值以下,同時盡可能避免夜間施工。

  9.3現場應做到現場文明施工,工完料凈,現場清潔。設立二級污水沉淀池,對廢水、污水進行集中無害化處理,從根本上解決防止施工廢漿亂流。

  9.4根據施工平面圖,對所放的物料,統一安排,統一堆放,保證現場文明。

  9.5經常進行衛生宣傳教育,對宿舍定期檢查消毒,防止發生疾病。

  10.現場澆筑效益分析

  現澆泡沫混凝土材料與一般材料在使用過程中相比較有以下幾項優點:

  10.1節約材料、降低成本

  現澆泡沫混凝土對于粉煤灰及煉鐵礦渣等廢物材料進行充分利用;其自重輕,用于樓面能夠減輕樓面荷載,相應能減少建筑物對鋼筋的使用量;屋面找坡層、保溫隔熱層的功能可以由現澆泡沫混凝土墊層一層代替,既節省了人工,又能節約了昂貴的屋面保溫材料,經保守估算,此材料應用于屋面每平米可節省造價15元,每完成一萬平方米的同一類型屋面可節省15萬元;地溫采暖每平方米可節省造價10元,每應用現澆泡沫填充一萬平方米的地溫采暖可節省十萬元。

  10.2改善建筑材料的使用功能

  可以此種材料替代屋面找坡層及采暖保溫層,而起到兩種功能合一的效果。

  10.3屋面保溫材料的替代品

  現澆泡沫混凝土材料用在屋面上,可以替代當前被禁用而又沒有很好替代產品的水泥膨脹珍珠巖保溫層,解決了屋面保溫層內吸水,長期不能釋放出來的難題。

  10.4降低建筑物的荷載,減輕自重

  其體積密度在300-1200kg/m3,按不同施工部位根據設計要求可以調整,能夠滿足各部位的使用要求,減輕建筑物及其他構筑物的自重,增加了基礎承載的安全性和可靠性。

  10.5施工方便,縮短工期

  現澆泡沫混凝土占用施工場地少,施工時由機械直接輸送,不受障礙物的影響,操作方便靈活,可以加班加點施工,對工程工期能夠有足夠的保障。

  10.6環保節能

  現澆泡沫混凝土為水泥制品性能穩定,不污染周邊環境。按照設計配比做成的產品可以替代混凝土的功能,節約礦產資源。

  11.現場澆筑工程實例

  菏澤大劇院工程結構為框架-剪力墻體結構。屋面找坡、保溫隔熱層、觀眾廳臺階下的結構填充層及化妝間地面1000mm厚的建筑填充墊層,均設計為現澆泡沫混凝土。屋面面積8200㎡,自2008年7月20日開工到2008年7月28日完工;觀眾廳結構填充現澆泡沫混凝土用量為120m3, 2008年7月29日一天澆筑完成;化妝間地面墊層使用量260m3,自2008年7月30日至2008年7月31日澆筑完成;整個工程使用量為1560m3,施工工期共計11天。

  該方法在工程中應用的結果表明:此工法操作簡便,容易掌握,施工靈活,施工效率高,能夠保證混凝土的平整度及強度,無裂紋、無疏松、無污染等現象,本項工作比預計工期提前五天。受到業主、監理及設計等單位的好評;既經濟又實用,取得了很好的社會及經濟效益。


 
 
 
 
 
 
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