現(xiàn)澆泡沫混凝土施工技術(shù)

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1.前言

1.1現(xiàn)澆泡沫混凝土施工技術(shù)是利用物理機械方法將現(xiàn)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(jīng)均勻混合后澆注成型并養(yǎng)護而成的新型保溫、隔熱、隔聲材料的一種工藝技術(shù)。

1.2現(xiàn)澆泡沫混凝土是一種新型環(huán)保的節(jié)能材料，將其按照設(shè)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(nèi)部含有大量的封閉空隙，具有輕質(zhì)、保溫、隔熱、隔音、高強的物理性能。施工生產(chǎn)中能節(jié)約混凝土的使用量，是國家推廣的新型節(jié)能產(chǎn)品。現(xiàn)澆泡沫混凝土為無機物質(zhì)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(huán)保、無毒、無污染。該材料既具有安全性又具有經(jīng)濟性，符合國家倡導的“環(huán)保節(jié)能型”建筑要求和建筑產(chǎn)業(yè)政策，該技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先，具有良好的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果，推廣應用前景廣闊。

2.施工特點

2.1輕質(zhì)

由于泡沫砼內(nèi)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(nèi)，根據(jù)設(shè)計的強度要求，通過在施工現(xiàn)場調(diào)整水泥及發(fā)泡劑用量調(diào)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(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)費用，經(jīng)濟效益顯著。

2.2熱工性能優(yōu)良

與傳統(tǒng)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(yōu)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(gòu)件不受火災的影響，在高溫下也不產(chǎn)生有害氣體，因而具有良好的防火性能。

2.5具有抗?jié)B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?jié)B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(huán)保、無毒、無污染。

3.適用范圍

3.1石油工業(yè)

在地質(zhì)勘探固體礦床鉆探領(lǐng)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(nèi)外墻的隔熱、保暖隔音材料

粉煤灰水泥發(fā)泡材料不能燃燒、質(zhì)輕、導熱系數(shù)可做到接近聚苯乙烯隔熱板的水平，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(zhì)基礎(chǔ)，上面覆以人造草皮, 可作為運動場?；蛘咴谂菽炷辽箱佉粚?.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(zhì)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(zhuǎn)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(lǐng)域，如構(gòu)建房頂邊坡、防火墻加固基礎(chǔ)等，現(xiàn)澆泡沫混凝土都是理想的材料。

4.工藝原理

4.1一般而言，單純的由一種物質(zhì)組成的發(fā)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(fā)泡，發(fā)泡方式可分為兩類：物理發(fā)泡和化學發(fā)泡。物理發(fā)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(wěn)泡劑和水形成的漿體中使之形成一個亞穩(wěn)體系。該亞穩(wěn)體系的穩(wěn)定時間應大于水泥的初凝時間?；瘜W發(fā)泡則是將能夠發(fā)生化學反應并產(chǎn)生目標氣體的物質(zhì)與水泥、骨料、穩(wěn)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(chǎn)生氣泡，其最佳的反應狀態(tài)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(fā)泡對穩(wěn)泡劑的要求比化學發(fā)泡要求高。也就是說，用同樣的穩(wěn)泡劑，采用化學發(fā)泡比物理發(fā)泡制得的泡沫混凝土的質(zhì)量要好些。但是，化學發(fā)泡對溫度、時間的掌握卻比較苛刻。

4.2化學發(fā)泡工藝

化學發(fā)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(xù)產(chǎn)生氣泡，因而具有膨脹作用，故化學發(fā)泡工藝多用于充填、堵漏、加固等場合，也可用于預制板領(lǐng)域。

4.3物理發(fā)泡工藝

物理發(fā)泡技術(shù)在地暖、地坪、屋頂邊坡、預制板等領(lǐng)域應用較多。其關(guān)鍵技術(shù)除需要良好的穩(wěn)泡劑外，那就是泡沫發(fā)生器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。在穩(wěn)泡劑的配方設(shè)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(shè)備方面，比化學發(fā)泡工藝還多使用了一臺空壓機和泡沫發(fā)生器。

5.施工工序流程及操作要點

5.1泡沫混凝土的生產(chǎn)工藝流程如下：

5.1.1施工工藝

泡沫混凝土的生產(chǎn)過程包括泡沫制備、泡沫砼混合料制備、澆注成型、養(yǎng)護、檢驗。

基層清理-按設(shè)計要求支好模板-澆水濕潤-生產(chǎn)泡沫混凝土-按施工順序澆注成型-養(yǎng)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制備原理為物理方法，通過空氣壓縮機將發(fā)泡劑輸入自動發(fā)泡系統(tǒng)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(jù)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(fā)泡機攪拌均勻，然后與發(fā)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(wěn)定后開始澆筑，檢測取樣數(shù)量同加氣混凝土砌塊標準要求進行現(xiàn)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(xiàn)裂縫，保證現(xiàn)澆泡沫混凝土表面的平整度。

5.5 養(yǎng)護

自然養(yǎng)護，以毛氈或草簾子覆蓋并灑水養(yǎng)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(jiān)管，澆筑完48小時內(nèi)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(fā)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(zhì)的水摻入泡沫劑中，以免產(chǎn)生化學反應，影響泡沫劑的發(fā)泡效果。

5.8澆注前的管線及突出工作面的設(shè)備等提前埋設(shè)，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(shè)計要求留出伸縮縫，以免造成溫度裂縫。

6.材料與設(shè)備

6.1材料

6.1.1生產(chǎn)泡沫混凝土的原材料

泡沫混凝土的生產(chǎn)原材料包括泡沫劑、水泥和水等。

泡沫劑

泡沫劑的質(zhì)量以堅韌性，發(fā)泡倍數(shù)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(guī)定時間內(nèi)不致破壞的特性，常以泡沫在單位時間內(nèi)的沉陷距來確定；發(fā)泡倍數(shù)是泡沫體積大于泡沫劑水溶液體積的倍數(shù)，泌水量是指泡沫破壞后產(chǎn)生泡沫劑水溶液體積。當泡沫質(zhì)量符合下列指標時，即可用于生產(chǎn)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(shù)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(fā)泡劑原材料進場時，要按現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中對原材料的檢驗數(shù)量及檢驗方法的規(guī)定進行驗收。

6.3設(shè)備

1泡沫砼輸送機HT-50專用機1-2臺

2自動發(fā)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.質(zhì)量控制

7.1現(xiàn)澆泡沫混凝土的原材料質(zhì)量要求符合設(shè)計要求和本工法第6.1條的質(zhì)量技術(shù)要求。

7.2現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)泡沫混凝土的配合比嚴格按照設(shè)計要求的材料密度等級進行控制，確保泡沫砼的技術(shù)性能指標達到設(shè)計要求。

7.3泡沫混凝土澆筑后半小時內(nèi)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(zhì)量。

7.4澆筑完泡沫混凝土后對其質(zhì)量的技術(shù)指標進行取樣檢測。

8.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(zhí)行安全生產(chǎn)責任制定。

8.2工人進入現(xiàn)場，應安排工人學習安全操作規(guī)程，認真做好安全交底，開好班前安全生產(chǎn)會。

8.3凡在2m或2m以上有可能墜落的高處進行作業(yè)，均應遵照《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定執(zhí)行。

8.4本工法應遵照《建筑施工安全檢查標準》《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)程》《建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)程》對安全進行嚴格的檢查監(jiān)控。

8.5施工現(xiàn)場執(zhí)行各專業(yè)工種安全操作技術(shù)規(guī)程，各特殊技術(shù)工種必須持證上崗，機械設(shè)備必須專人專機。

9.環(huán)境措施

9.1成立施工環(huán)境衛(wèi)生管理機構(gòu)，在施工過程中嚴格遵守國家和地方有關(guān)環(huán)保的法律、法規(guī)和規(guī)章。

9.2優(yōu)先選用先進的環(huán)保設(shè)備，采取設(shè)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(xiàn)場應做到現(xiàn)場文明施工，工完料凈，現(xiàn)場清潔。設(shè)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(jù)施工平面圖，對所放的物料，統(tǒng)一安排，統(tǒng)一堆放，保證現(xiàn)場文明。

9.5經(jīng)常進行衛(wèi)生宣傳教育，對宿舍定期檢查消毒，防止發(fā)生疾病。

10.效益分析

現(xiàn)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(yōu)點：

10.1節(jié)約材料、降低成本

現(xiàn)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(xiàn)澆泡沫混凝土墊層一層代替，既節(jié)省了人工，又能節(jié)約了昂貴的屋面保溫材料，經(jīng)保守估算，此材料應用于屋面每平米可節(jié)省造價15元，每完成一萬平方米的同一類型屋面可節(jié)省15萬元；地溫采暖每平方米可節(jié)省造價10元，每應用現(xiàn)澆泡沫填充一萬平方米的地溫采暖可節(jié)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(xiàn)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(chǎn)品的水泥膨脹珍珠巖保溫層，解決了屋面保溫層內(nèi)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(jù)設(shè)計要求可以調(diào)整，能夠滿足各部位的使用要求，減輕建筑物及其他構(gòu)筑物的自重，增加了基礎(chǔ)承載的安全性和可靠性。

10.5施工方便，縮短工期

現(xiàn)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(huán)保節(jié)能

現(xiàn)澆泡沫混凝土為水泥制品性能穩(wěn)定，不污染周邊環(huán)境。按照設(shè)計配比做成的產(chǎn)品可以替代混凝土的功能，節(jié)約礦產(chǎn)資源。

11.工程實例

菏澤大劇院工程結(jié)構(gòu)為框架-剪力墻體結(jié)構(gòu)。屋面找坡、保溫隔熱層、觀眾廳臺階下的結(jié)構(gòu)填充層及化妝間地面1000mm厚的建筑填充墊層，均設(shè)計為現(xiàn)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(jié)構(gòu)填充現(xiàn)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(jié)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(xiàn)象，本項工作比預計工期提前五天。受到業(yè)主、監(jiān)理及設(shè)計等單位的好評；既經(jīng)濟又實用，取得了很好的社會及經(jīng)濟效益。