现浇泡沫混凝土施工技术

　　1.前言

　　1.1现浇泡沫混凝土施工技术是利用物理机械方法将现浇泡沫混凝土泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入由水泥、粉煤灰、水等材料制成的浆料中，经均匀混合后浇注成型并养护而成的新型保温、隔热、隔声材料的一种工艺技术。

　　1.2现浇泡沫混凝土是一种新型环保的节能材料，将其按照设计要求埋植于钢筋混凝土楼板上或大型广场的装饰面层以下，做垫层找坡替代混凝土找坡。由于其内部含有大量的封闭空隙，具有轻质、保温、隔热、隔音、高强的物理性能。施工生产中能节约混凝土的使用量，是国家推广的新型节能产品。现浇泡沫混凝土为无机物质材料，有非燃烧性，具有良好的防火性能。吸水率低不易开裂，安全、环保、无毒、无污染。该材料既具有安全性又具有经济性，符合国家倡导的“环保节能型”建筑要求和建筑产业政策，该技术国内领先，具有良好的技术性能和经济效果，推广应用前景广阔。

　　2.施工特点

　　2.1轻质

　　由于泡沫砼内部含有大量的封闭空隙，自身重量较轻，其密度一般在300-1200kg/m³范围内，根据设计的强度要求，通过在施工现场调整水泥及发泡剂用量调整其密度。利用这一特性可制作建筑物的墙体材料，大大减轻建筑物的自重，从而降低建筑物的结构与基础费用，经济效益显着。

　　2.2热工性能优良

　　与传统的建筑材料相比，泡沫混凝土热导率较低，密度等级在300-1200kg/m³之间的泡沫混凝土，热导率常在0.09-0.13w/m·k之间。不但具有良好的保温性能，而且隔热效果显着。

　　2.3隔音效果优良

　　泡沫混凝土是多孔型材料，因此它是一种具有一定吸音能力的材料，吸音性能比砖墙大约高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，它的传导性能低，热迁移慢，从而能保护其它构件不受火灾的影响，在高温下也不产生有害气体，因而具有良好的防火性能。

　　2.5具有抗渗性能

　　吸水率低，表面不易开裂，施工工艺简单，整体性能好，具有一定的抗渗性能。

　　2.6 施工方便

　　输送方便，机械直接输送，不受场地大小、距离长短限制，施工灵活方便。

　　2.7安全、环保、无毒、无污染。

　　3.适用范围

　　3.1石油工业

　　在地质勘探固体矿床钻探领域，采用低比重水泥浆堵漏，可以减少泵送压力，有利于泵送至漏失地段，起到防漏堵漏的目的。

　　3.2煤矿开采回填

　　原煤开采完毕，为了防止地面下沉，可用泡沫混凝土回填。

　　3.3公路、铁路、码头用于修建挡土墙、隔音墙

　　运用泡沫水泥预制件修建隔音墙，不但可以减低成本，而且效果也会更好。用泡沫水泥对挡土墙进行回填、固土，不仅可以加固挡土墙，而且可以减轻挡土墙的负荷。

　　3.4低温地板热供暖及内外墙的隔热、保暖隔音材料

　　粉煤灰水泥发泡材料不能燃烧、质轻、导热系数（0.06W·m-1·K-1）可做到接近聚苯乙烯隔热板的水平（0.06W·m-1·K-1），其强度也远远超过聚苯乙烯隔热板。

　　3.5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，上面覆以人造草皮, 可作为运动场。或者在泡沫混凝土上铺一层0.05m厚的多孔沥青及塑料, 则可作为田径跑道。

　　3.6管线回填

　　随着人们生活质量的提高以及出于安全性的考虑，水、油、气、电、通讯线路都将转入地下，运用泡沫水泥对施工空穴进行适当回填，将会有效地保证管线的安全。

　　总之，在一切承重压力允许的领域，如构建房顶边坡、防火墙加固基础等，现浇泡沫混凝土都是理想的材料。

　　4.工艺原理

　　4.1一般而言，单纯的由一种物质组成的发泡剂，难以制得高性能、低密度的泡沫混凝土。就引入气体的方式来发泡，发泡方式可分为两类：物理发泡和化学发泡。物理发泡即是用机械的方法把空气、氮气、氢气、二氧化碳气或氧气引入到由水泥、骨料、稳泡剂和水形成的浆体中使之形成一个亚稳体系。该亚稳体系的稳定时间应大于水泥的初凝时间。化学发泡则是将能够发生化学反应并产生目标气体的物质（起泡剂）与水泥、骨料、稳泡剂、缚水剂和水一起混合均匀，而后浇注成型，控制温度使起泡剂反应产生气泡，其最佳的反应状态是在混合成型期间几乎不反应，而在成型后并在水泥初凝之前逐步反应完毕。由以上分析可见，物理发泡对稳泡剂（生产中也常笼统称为发泡剂）的要求比化学发泡要求高。也就是说，用同样的稳泡剂，采用化学发泡比物理发泡制得的泡沫混凝土的质量要好些。但是，化学发泡对温度、时间的掌握却比较苛刻。

　　4.2化学发泡工艺

　　化学发泡工艺所用机械比较简单。由于水泥浆在浇注后、初凝前起泡剂继续产生气泡，因而具有膨胀作用，故化学发泡工艺多用于充填、堵漏、加固等场合，也可用于预制板领域。

　　4.3物理发泡工艺

　　物理发泡技术在地暖、地坪、屋顶边坡、预制板等领域应用较多。其关键技术除需要良好的稳泡剂外，那就是泡沫发生器的结构设计。在稳泡剂的配方设计上，不需考虑与起泡剂的相互作用，因而选择自由度较大。在设备方面，比化学发泡工艺还多使用了一台空压机和泡沫发生器。

　　5.施工工序流程及操作要点

　　5.1泡沫混凝土的生产工艺流程如下：

　　5.1.1施工工艺

　　泡沫混凝土的生产过程包括泡沫制备、泡沫砼混合料制备、浇注成型、养护、检验。

　　基层清理-按设计要求支好模板-浇水湿润-生产泡沫混凝土-按施工顺序浇注成型-养护-检验和成品保护

　　5.2  泡沫制备

　　泡沫制备采用专门的制备机（泡沫发生器）制备原理为物理方法，通过空气压缩机将发泡剂输入自动发泡系统制备成泡沫。

　　5.3  混合料制备

　　泡沫混凝土混合料制备机械根据工程需要选用，有各类自动化泡沫混凝土专用机械。

　　将配合好的水泥和水等用发泡机搅拌均匀，然后与发泡剂在管道中混合并由高压泵输送至施工部位，浇注成型。

　　5.4  浇注成型

　　泡沫混凝土为粘稠的流体，其中含有大量的空气和吸附水。出料管不得在泡沫混凝土中来回摆动，要及时对泡沫混凝土的表面平整度找平。泡沫混凝土拌合料气泡比较稳定后开始浇筑，检测取样数量同加气混凝土砌块标准要求进行现场取样。待泡沫混凝土凝固72小时后才能拆除模板，以免破坏成品。如果浇筑的泡沫混凝土厚度超过100mm要进行分层浇筑，确保浇筑好的成品或半成品不出现裂缝，保证现浇泡沫混凝土表面的平整度。

　　5.5  养护

　　自然养护，以毛毡或草帘子覆盖并洒水养护。

　　5.6  检验与成品保护

　　泡沫混凝土浇筑完毕后应派专人负责监管，浇筑完48小时内不允许堆放材料及上人施工。做好成品检验及保护工作。

　　5.7   泡沫混凝土施工配合比及注意事项

　　5.7.1泡沫混凝土混合料要充分搅拌均匀，严格控制发泡剂的拌合用量，保证泡沫混凝土配合比的准确性。

　　5.7.2搅拌泡沫混凝土混合料时，必须严格控制水的用量。

　　5.7.3施工用水必须采用自来水，严禁含酸性物质的水掺入泡沫剂中，以免产生化学反应，影响泡沫剂的发泡效果。

　　5.8浇注前的管线及突出工作面的设备等提前埋设，做好隐蔽验收工作，不允许后凿洞口。

　　5.9广场、楼面、屋面等大面积浇注泡沫砼部位要按设计要求留出伸缩缝，以免造成温度裂缝。

　　6.材料与设备

　　6.1材料

　　6.1.1生产泡沫混凝土的原材料

　　泡沫混凝土的生产原材料包括泡沫剂、水泥和水等。

　　泡沫剂

　　泡沫剂的质量以坚韧性，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泡沫的倍数不小于20。水泥采用复合32.5级硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥等均可。

　　6.2水泥、掺合料、发泡剂原材料进场时，要按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）中对原材料的检验数量及检验方法的规定进行验收。

　　6.3设备

　　1泡沫砼输送机HT-50专用机1-2台

　　2自动发泡器HT-50专用机1台

　　3水泵1.2kw1-2台有自来水可以免除

　　4水管φ30塑料管200m

　　5水桶20升2-3个

　　7.质量控制

　　7.1现浇泡沫混凝土的原材料质量要求符合设计要求和本工法第6.1条的质量技术要求。

　　7.2现浇结构泡沫混凝土的配合比严格按照设计要求的材料密度等级进行控制，确保泡沫砼的技术性能指标达到设计要求。

　　7.3泡沫混凝土浇筑后半小时内要对它表面的平整度进行找平，以免破坏已成型的泡沫混凝土的质量。

　　7.4浇筑完泡沫混凝土后对其质量的技术指标进行取样检测。

　　8.安全措施

　　8.1认真贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，建立健全施工安全保证体系，严格执行安全生产责任制定。

　　8.2工人进入现场，应安排工人学习安全操作规程，认真做好安全交底，开好班前安全生产会。

　　8.3凡在2m或2m以上有可能坠落的高处进行作业，均应遵照《建筑施工高处作业安全技术规程》（JGJ80-91）的规定执行。

　　8.4本工法应遵照《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJ46-2005）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ22-2001）对安全进行严格的检查监控。

　　8.5施工现场执行各专业工种安全操作技术规程，各特殊技术工种必须持证上岗，机械设备必须专人专机。

　　9.环境措施

　　9.1成立施工环境卫生管理机构，在施工过程中严格遵守国家和地方有关环保的法律、法规和规章。

　　9.2优先选用先进的环保设备，采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施，降低施工噪音到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。

　　9.3现场应做到现场文明施工，工完料净，现场清洁。设立二级污水沉淀池，对废水、污水进行集中无害化处理，从根本上解决防止施工废浆乱流。

　　9.4根据施工平面图，对所放的物料，统一安排，统一堆放，保证现场文明。

　　9.5经常进行卫生宣传教育，对宿舍定期检查消毒，防止发生疾病。

　　10.效益分析

　　现浇泡沫混凝土材料与一般材料在使用过程中相比较有以下几项优点：

　　10.1节约材料、降低成本

　　现浇泡沫混凝土对于粉煤灰及炼铁矿渣等废物材料进行充分利用；其自重轻，用于楼面能够减轻楼面荷载，相应能减少建筑物对钢筋的使用量；屋面找坡层、保温隔热层的功能可以由现浇泡沫混凝土垫层一层代替，既节省了人工，又能节约了昂贵的屋面保温材料，经保守估算，此材料应用于屋面每平米可节省造价15元，每完成一万平方米的同一类型屋面可节省15万元；地温采暖每平方米可节省造价10元，每应用现浇泡沫填充一万平方米的地温采暖可节省十万元。

　　10.2改善建筑材料的使用功能

　　可以此种材料替代屋面找坡层及采暖保温层，而起到两种功能合一的效果。

　　10.3屋面保温材料的替代品

　　现浇泡沫混凝土材料用在屋面上，可以替代当前被禁用而又没有很好替代产品的水泥膨胀珍珠岩保温层，解决了屋面保温层内吸水，长期不能释放出来的难题。

　　10.4降低建筑物的荷载，减轻自重

　　其体积密度在300-1200kg/m3，按不同施工部位根据设计要求可以调整，能够满足各部位的使用要求，减轻建筑物及其他构筑物的自重，增加了基础承载的安全性和可靠性。

　　10.5施工方便，缩短工期

　　现浇泡沫混凝土占用施工场地少，施工时由机械直接输送，不受障碍物的影响，操作方便灵活，可以加班加点施工，对工程工期能够有足够的保障。

　　10.6环保节能

　　现浇泡沫混凝土为水泥制品性能稳定，不污染周边环境。按照设计配比做成的产品可以替代混凝土的功能，节约矿产资源。

　　11.工程实例

　　菏泽大剧院工程结构为框架-剪力墙体结构。屋面找坡、保温隔热层、观众厅台阶下的结构填充层及化妆间地面1000mm厚的建筑填充垫层，均设计为现浇泡沫混凝土。屋面面积8200㎡，自2008年7月20日开工到2008年7月28日完工；观众厅结构填充现浇泡沫混凝土用量为120m³， 2008年7月29日一天浇筑完成；化妆间地面垫层使用量260m³，自2008年7月30日至2008年7月31日浇筑完成；整个工程使用量为1560m³，施工工期共计11天。

　　该方法在工程中应用的结果表明：此工法操作简便，容易掌握，施工灵活，施工效率高，能够保证混凝土的平整度及强度，无裂纹、无疏松、无污染等现象，本项工作比预计工期提前五天。受到业主、监理及设计等单位的好评；既经济又实用，取得了很好的社会及经济效益。