淺談泡沫混凝土在地面墊層施工技術(shù)中的應(yīng)用

　　本文針對(duì)目前地面墊層的材料和施工技術(shù)進(jìn)行探討，具體研究泡沫混凝土地面墊層施工技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)和好處。首先通過(guò)對(duì)常規(guī)輕集料混凝土與泡沫混凝土施工工藝的比較，可以了解到常規(guī)輕集料混凝土的泵送性能不佳，只能采用人工推運(yùn)或其它大型垂直運(yùn)輸機(jī)械運(yùn)輸，費(fèi)工費(fèi)時(shí)效率低下，對(duì)于高層建筑和工期要求較快的工程較為不利。

　　眾所周知，輕集料混凝土地面墊層是我國(guó)現(xiàn)階段較為普及的一種工藝做法。但因?yàn)樵牧蟽r(jià)格上漲及原材料受限（如粘土陶粒等）的影響，輕集料混凝土的價(jià)格居高不下，并且常用的輕集料混凝土由于受現(xiàn)場(chǎng)攪拌及泵送性能差的限制，在工程實(shí)際應(yīng)用中主要采用商品混凝土運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)再通過(guò)人工推運(yùn)和其它垂直運(yùn)輸機(jī)械（如：外用電梯）的方式進(jìn)行施工，費(fèi)時(shí)費(fèi)工且施工質(zhì)量難以保證，對(duì)于工期緊任務(wù)重的工程（如高層或超高層建筑）是一個(gè)制約工期的主要因素。以上問(wèn)題如何得到解決呢？這給新型的輕質(zhì)混凝土材料提供了發(fā)展機(jī)遇。

　　泡沫混凝土是一種新型的輕質(zhì)混凝土，近幾年隨著我國(guó)施工技術(shù)的發(fā)展已成為我國(guó)一項(xiàng)新興的輕質(zhì)混凝土材料，它不僅成本低廉，而且可用專(zhuān)用發(fā)泡水泥生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)、泵送（泵送高度可達(dá)200m），施工速度快，省時(shí)省力，并且該材料還具有輕質(zhì)、保溫、隔熱、隔音、耐火等功能?，F(xiàn)今泡沫混凝土逐步應(yīng)用到建筑物平屋面找坡層、屋面保溫隔熱層、地面墊層、防火隔離帶專(zhuān)用板、地基填充施工及地采暖保溫等工程中。

　　泡沫混凝土的原理

　　1、泡沫混凝土的形成

　　泡沫混凝土是用物理機(jī)械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫，再將泡沫加入由水泥、水等制成的料漿中，經(jīng)均勻混合，澆注成型、養(yǎng)護(hù)而成的新型輕質(zhì)、保溫、隔熱材料。由于其含有大量的封閉孔隙，因而表現(xiàn)出良好的物理力學(xué)性能，即輕質(zhì)、保溫、隔熱、隔音等功能。

　　泡沫是由細(xì)小空氣泡組成的分散體系，氣泡之間有細(xì)微的液體薄膜隔開(kāi)。由于液體的表面張力，液體表面有自動(dòng)縮小的趨勢(shì)，因而純靜液體經(jīng)攪動(dòng)后并不能產(chǎn)生大量泡沫。在純靜液體中，兩個(gè)氣泡相碰就會(huì)毫無(wú)阻礙地結(jié)合在一起，最后氣泡全部破裂。但如果在液體中溶解一種能降低氣—液界面張力的物質(zhì)，使形成在組成上與其他液體有區(qū)別的，且有一定機(jī)械強(qiáng)度的臨界層，那么在兩個(gè)氣泡相碰時(shí)，這種臨界層便可作為“緩沖層”防止氣泡破裂，泡沫劑液體在強(qiáng)大的高壓空氣的吹動(dòng)下，形成大量的表面漲力極強(qiáng)一個(gè)個(gè)的獨(dú)立氣泡。

　　2、泡沫混凝土的結(jié)構(gòu)

　　將已制得的泡沫加入到由水泥、水等組成的料漿中均勻攪拌后即成為泡沫混凝土混合料，泡沫的氣泡就變?yōu)榛ハ喔糸_(kāi)的氣泡。氣泡的壁體是泡沫料漿的微粒和水構(gòu)成，泡沫混凝土氣孔形狀與加氣混凝土有所不同，不是形成橢球體，它在毛細(xì)管作用下多少要產(chǎn)生變形而變成多面體?；旌狭现械募?xì)孔分布得愈均勻、尺寸愈小，則泡沫混凝土強(qiáng)度愈高。

　　泡沫混凝土的原材料

　　1、水泥

　　水泥是泡沫混凝土的主要材料，一般普通硅酸鹽水泥為主要材料，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的混凝土容重的不同水泥的用量及等級(jí)也不盡相同，一般容重在300～1200kg/m3泡沫混凝土在工程中較為常用，如果要求墊層強(qiáng)度較高的工程在泡沫混凝土制作時(shí)要適當(dāng)提高水泥用量及強(qiáng)度等級(jí)，并摻入少許細(xì)砂以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　　2、泡沫劑

　　泡沫劑是一種無(wú)污染的強(qiáng)力發(fā)泡劑，具有良好的發(fā)泡能力，與水有很好的親和性，能在水泥漿中產(chǎn)生大量且均勻分部的獨(dú)立、封閉氣泡，具有高穩(wěn)定性的泡沫囊，表現(xiàn)出極強(qiáng)的立體張力和特異的韌伸性，支持泡沫水泥漿料終凝前保持氣孔原態(tài)，在施工中采用機(jī)械泵輸送不消泡、不塌落。

　　泡沫的質(zhì)量以堅(jiān)韌性，發(fā)泡倍數(shù)和泌水量等指標(biāo)來(lái)鑒定；泡沫的堅(jiān)韌性就是泡沫在空氣中在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不致破壞的特性，常以泡沫在單位時(shí)間內(nèi)的沉陷距來(lái)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所產(chǎn)生泡沫劑水溶液體積。當(dāng)泡沫質(zhì)量符合下列指標(biāo)時(shí)，即可用于生產(chǎn)泡沫混凝土：①1h后泡沫的沉陷距不大于10㎜；②1h的泌水量不大于80ml③泡沫的倍數(shù)不小于20。所以選擇質(zhì)量良好的泡沫劑加之正確的施工工藝是生成優(yōu)質(zhì)的泡沫混凝土的前提條件。

　　泡沫混凝土的特點(diǎn)

　　1、輕質(zhì)

　　泡沫混凝土的密度小，泡沫混凝土密度等級(jí)一般在300～1800㎏/m3，常用的泡沫混凝土密度等級(jí)為300～1200㎏/m3范圍內(nèi)，相當(dāng)于普通混凝土的1/5～1/10。根據(jù)設(shè)計(jì)等要求，可在施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)調(diào)整水泥、發(fā)泡劑用量或摻入砂、粉煤灰等材料，調(diào)整其密度。泡沫混凝土不僅可用作地面墊層、屋面找坡、保溫層，還可用作建筑物結(jié)構(gòu)墻體使用，當(dāng)用做結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用時(shí)，一般可減輕建筑物自重的25%左右，甚至更高。因此，在建筑工程中采用泡沫混凝土具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

　　2、隔音性能好

　　泡沫混凝土屬多孔材料，因此是一種良好的隔音材料，建筑物的樓層、高速公路的隔音板、地下建筑物頂層均可采用該材料作為隔音層，其吸音性能比磚墻大約高5～10倍。

　　3、隔熱性能優(yōu)良

　　由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細(xì)小孔隙，因此具有良好的熱工性能，即良好的保溫隔熱性能，這是普通混凝土所不具備的。泡沫混凝土熱導(dǎo)率較低，通常密度等級(jí)在300～1200㎏/m3之間的泡沫混凝土，導(dǎo)熱系數(shù)常在0.08～0.3w/m.k之間，熱阻約為普通混凝土的10-20倍。采用泡沫混凝土作為建筑物墊層及屋面材料，不但具有良好的保溫節(jié)能效果，而且隔熱效果顯著。

　　4、耐火、環(huán)保、耐候性能強(qiáng)

　　泡沫混凝土是無(wú)機(jī)材料，不會(huì)燃燒，具有良好的耐火性，它的熱傳導(dǎo)性能低，熱遷移慢，從而能保護(hù)其他構(gòu)件不受火災(zāi)的影響。由于泡沫混凝土原材料為水泥和發(fā)泡劑，發(fā)泡劑大都接近中性，不含苯、甲醛等有害物質(zhì)，在高溫下也不產(chǎn)生有害氣體，因此是良好的環(huán)保材料。而且泡沫混凝土為水泥制品，因此其使用壽命較長(zhǎng)，基本與建筑物主體同壽命。

　　5、成本低廉、施工方便

　　泡沫混凝土的主要材料為水泥和砂子等，原材料廣泛，無(wú)論在任何地區(qū)都可以就地取材，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，價(jià)格低廉成本節(jié)約。并且其在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)只需使用水泥發(fā)泡機(jī)即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，并直接泵送至施工工作面，省時(shí)、省工又省料，工作量可達(dá)150-300立方/工作日，可滿(mǎn)足大面積施工需求。并且泡沫混凝土吸水率低，相對(duì)封閉的獨(dú)立氣泡及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。

　　泡沫砼墊層施工工藝

　　1、基層清理

　　用小掃把、小鐵鏟等工具將泡沫砼基層樓板清理干凈，做到無(wú)雜物、空鼓、起砂、落灰等現(xiàn)象。

　　2、標(biāo)高控制及成品保護(hù)

　　在泡沫砼墊層澆筑前，須提前預(yù)制好與地面墊層砼同配比的泡沫砼塊，作地面沖筋處理之用，泡沫塊預(yù)制高度為設(shè)計(jì)墊層高度-5mm，以便現(xiàn)場(chǎng)用水泥砂漿將底部固定兼找平使用。根據(jù)設(shè)計(jì)要求及樓內(nèi)+50mm線(xiàn)對(duì)地面進(jìn)行沖筋處理，設(shè)置原則為梅花型布置。地面沖筋后，須將前道工序的成品、半成品進(jìn)行成品保護(hù)（如戶(hù)門(mén)、防火門(mén)門(mén)框下坎、已完成的膩?zhàn)訅γ娴龋?，提前包裹好，以免造成污染?

　　3、模板支設(shè)及基層澆水濕潤(rùn)

　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，按照泡沫混凝土墊層施工范圍支設(shè)側(cè)模（如：衛(wèi)生間門(mén)口出300mm處、廚房門(mén)口處、暖氣片下部管根處等），模板采用方木及竹膠板支設(shè)，支設(shè)時(shí)必須保證面板的垂直、平整度。模板支設(shè)完成后，將地面基層進(jìn)行澆水濕潤(rùn)，因泡沫混凝土吸水率較低，所以澆水不宜過(guò)多，以保證地面潤(rùn)濕為準(zhǔn)。

　　4、生產(chǎn)泡沫砼

　?。?）生產(chǎn)泡沫

　　泡沫制備采用專(zhuān)門(mén)的制備機(jī)（泡沫發(fā)生器）制備原理為物理方法，通過(guò)空氣壓縮機(jī)將發(fā)泡劑輸入自動(dòng)發(fā)泡系統(tǒng)制備成泡沫。

　　（2）生產(chǎn)混合料

　　泡沫砼混合料制備機(jī)械根據(jù)工程需要選用，先將定量的水加入攪拌機(jī)，再將稱(chēng)量好的水泥和摻加料投入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，時(shí)間不少于2分鐘。

　　（3）形成泡沫砼

　　將配合好的混合料攪拌均勻后，與發(fā)泡劑在管道中混合并由高壓泵輸送至施工現(xiàn)場(chǎng)，澆注成型。

　　5、澆筑成型

　　先將已清理好的地面澆水濕潤(rùn)，然后將配置好的泡沫混凝土，采用現(xiàn)場(chǎng)泵送的形式運(yùn)至相應(yīng)施工樓層處澆筑地面墊層，澆筑時(shí)由兩人分別同時(shí)作業(yè)，一人執(zhí)澆筑管澆筑地面墊層，澆筑面應(yīng)做到平整并一次成型，另一人執(zhí)2m刮扛待澆筑達(dá)到標(biāo)定高度后，自?xún)?nèi)向外將新澆筑的混凝土刮平，成活后必須做好成品保護(hù)，將通道臨時(shí)封閉以免交叉作業(yè)破壞。泡沫砼為粘稠的流體，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(lái)來(lái)往往，以免破壞氣泡，待泡沫混凝土凝固后才能拆除模板。泡沫混凝土拌成后必須在1小時(shí)內(nèi)用完，否則作廢不得繼續(xù)使用。

　　6、成品保護(hù)及養(yǎng)護(hù)

　　泡沫砼墊層澆筑完畢后，須將通道、入口等部位進(jìn)行封閉處理，并設(shè)專(zhuān)人24小時(shí)看護(hù)，看護(hù)過(guò)程中只允許專(zhuān)業(yè)養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)出。泡沫砼墊層澆筑成型12～14小時(shí)后進(jìn)行保濕澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于72小時(shí)。

    質(zhì)量保證措施

　　1、泡沫混凝土的品種、規(guī)格應(yīng)符合設(shè)計(jì)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定?，F(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡的泡沫混凝土，配合比應(yīng)計(jì)量準(zhǔn)確、攪拌均勻，并應(yīng)對(duì)其導(dǎo)熱系數(shù)、密度、抗壓強(qiáng)度，隨機(jī)見(jiàn)證送檢。

　　2、在工程大面積施工前，必須采用樣板引路制度，樣板工藝做法合格后方可大面積推廣施工，并且在制作樣板時(shí)須留置試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，合格后才能使用。

　　3、施工過(guò)程中必須嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制度”，即自檢、互檢、交接檢，檢查合格后方可進(jìn)行下道工序施工。

　　4、施工用水必須采用自來(lái)水或純凈水，嚴(yán)禁含酸性物質(zhì)的水摻入發(fā)泡沫劑中，以免產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，影響發(fā)泡沫劑的發(fā)泡效果。

　　5、泡沫混凝土澆筑完畢后，必須將入口封閉，并派專(zhuān)人24小時(shí)看管，終凝前禁止上人，達(dá)到強(qiáng)度后必須及時(shí)派專(zhuān)人進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以保泡沫砼墊層強(qiáng)度，避免出現(xiàn)裂縫。

　　6、泡沫混凝土的施工環(huán)境氣溫須在5°C以上，且應(yīng)避免高溫天氣下施工。

　　綜合性對(duì)比分析

　　在住宅地面墊層采用泡沫混凝土后，與原設(shè)計(jì)的輕集料混凝土相比還存在以下優(yōu)勢(shì)：

　?。?）減輕了樓面承受荷載，使得結(jié)構(gòu)更趨于安全。

　　（2）增強(qiáng)樓層間的隔聲性能，使得設(shè)計(jì)更人性化。

　?。?）為墊層內(nèi)的水暖管線(xiàn)提供了良好的保溫性能，減小因熱脹冷縮對(duì)管線(xiàn)帶來(lái)的負(fù)面影響，增強(qiáng)了管線(xiàn)的使用壽命。

　　當(dāng)然，泡沫混凝土墊層施工技術(shù)也存在一些弊端，需要在今后的施工中改善，其主要體現(xiàn)在：①由于泡沫混凝土的流動(dòng)性很好，致使地面墊層的表面平整度較難控制，需要工人的技術(shù)水平較高；②泡沫混凝土的強(qiáng)度較低，難以滿(mǎn)足高強(qiáng)度混凝土墊層的要求。