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1· 引言 多年来,泡沫混凝土用于低温辐射地暖绝热层和屋面保温施工已比较成熟,但在墙体浇注方面的应用还有待进一步完善,尤其是免拆模板保温隔音墙体的应用还无统一的规范,特别是龙骨的应用技术、模板的支护技术及浇注技术等都有待进一步发展和完善。烟台驰龙公司在近十年的研发过程中,总结出一整套泡沫混凝土的墙体浇注工艺,从泡沫剂的性能与泡沫混凝土的配合比和制作工艺,以及浇注设备与技术都形成了比较完善的体系,还针对施工与建筑要求, 设计出了墙体浇注的专用龙骨,提高了墙体浇注效率,降低了墙体制造成本,保证了施工质量。该施工方法不仅免拆模板,还免去对模板的支护、夹持,这里我们将其称为“双免泡沫混凝土墙体浇注工艺”。 2· 墙体浇注用材料 2.1 原材料 (1)泡沫剂:墙体用泡沫剂,应具备泡沫稳定性和抗压性,浇注后沉降度越小越好, 不分离不沉淀是其重要指标,另外还要具备良好的可输送性,大量实践证明,复合动物型泡沫剂最适合墙体现浇工艺。 (2)胶凝材料:以硅酸盐水泥为宜,一般情况下复合硅酸盐水泥较好,可降低成本,提高发泡质量,如果是普硅水泥可适当加入Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰。 (3)纤维:有抗裂性能要求的墙体可加入适量纤维。 (4)防水胶:有抗渗要求的墙体可加入适量的防水胶,应先做适配试验后方可使用。 (5)骨料:骨料是辅料,有轻骨料和重骨料之分。轻骨料有聚苯颗粒(EPS)、玻化微珠、珍珠岩等,密度一般在300kg/m3 以下; 重骨料一般指中细砂、矿砂、陶粒等,密度一般大于300kg/m3。轻骨料在泡沫混凝土中的作用是降低密度, 提高保温性能,增强抗裂性和提高强度; 重骨料一般是为了增加密度、重量,节省胶凝材料,增加强度。 2.2 龙骨 龙骨是双免泡沫混凝土现浇墙体的关键材料,无论是哪一种龙骨,首先应考虑其抗拉作用。目前市场上主要有隔墙龙骨和吊顶龙骨, 不宜用于泡沫混凝土现浇,因为其设计是为了支撑墙板,特别是C 型龙骨, 其模板固定后, 受到墙体内料浆内压向外扩张,会引起开口方向的变形大于无开口向的变形,使模板受力不均匀,轻则造成波浪形变形,重则引起模板爆裂。为提高模板的耐张力,常见免拆模板龙骨安装,一是采取减小龙骨间距,二是采取外夹持内拉固措施,这些措施都增加了施工难度和成本。专用浇墙龙骨可克服上述缺点, 一是改支撑式龙骨为拉力式龙骨,二是通过龙骨的合理布置,减少龙骨用量,三是采用有效固定方式,防止漏浆、胀模,达到安全施工。驰龙公司研发了三种专用龙骨供参考使用。 (1)抗拉轻钢龙骨:通过改变以往隔墙龙骨设计,将通用支撑龙骨经过改造,把原来C 型口上的撑板改为扣拉板,增强抗拉力,以保证其具有足够的拉力和均匀的应力(图1)。 (2)木塑、塑钢龙骨:是一种类似塑钢材料的矩形龙骨,由于材料具备较低的导热系数,可减轻墙体的冷(热)桥效应,还可根据需要做成不同形状和规格,用于内墙、外墙、门窗口等,可实现墙体浇注标准化(图2)。 (3)木化水泥龙骨:是以水泥为基料,辅以废旧纸浆、纤维、秸秆锯末等细粉末料为填充料,改变水泥性质,强度高,抗老化性能同水泥主体,防火环保,与水泥构造具有整体性。这种龙骨用途十分广泛,不仅可用于建筑现浇墙体,也可用于工厂预制墙体,可做集成房的构造预制件,还可用于冷库、温室大棚等建筑的保温墙体构件(图3)。 2.3 墙板 这里所述的墙板是用于现浇墙体的模板,使用免拆模板施工技术,模板在浇注后不需拆掉,与墙内龙骨和泡沫混凝土结为一体,其模板作为墙体的外墙面,不需对墙面进行加工,即可成为平整的墙体。目前常用的几种墙板如下: (1)高密度硅酸钙板:其强度、导热系数、渗水率等指标都符合墙板相应要求, 强度要大于1.5MPa,抗折强度应大于0.8MPa。 (2)纤维压力水泥板:其性能指标同硅酸钙板。 (3)水泥空心墙体模块:是专为现浇墙体研发的一种“空心”砌块,砌好的墙体经密封后,再浇注泡沫混凝土,该方法省去龙骨和墙板,本身既是龙骨又是墙板,具备模板墙体和砌块墙体的综合优点(图4)。 2.4 辅料 (1)螺钉:用Ф4~Ф5 的大螺距大沉头螺钉,或用自攻沉头自锁墙板专用钉,以保证有足够的拉力。 (2)胶粘剂:选择建筑用铆固胶或植筋胶,要具有一定的抗渗性和抗老化性,其粘结拉拔力要大于10MPa。 3· 泡沫混凝土现浇设备及工艺 目前市场上已有中国建筑材料科学研究总院为国家“十一五”科技支撑计划开发的“泡沫混凝土移动泵站”,完全适应墙体现浇工艺,目前泡沫混凝土墙体现浇施工工艺分三种。 3.1 间歇式发泡浇注工艺 间歇式发泡浇注工艺使用涡流非剪切搅拌技术,采用容量计量法和间歇加工模式,最大优点是计量准确,速度快,重复性好,可保证所浇筑墙体的密度及用料一致,尤其对添加轻骨料的浆料(如聚苯颗粒、玻化微珠、珍珠岩、细锯末、纤维等轻混合料)同样使搅拌高效、均匀,能满足多种容重的加工要求,质量可靠稳定。 3.2 连续泵送发泡工艺 该工艺与屋面保温现浇施工工艺相同,是将上料、搅拌、发泡、混合、泵送等工序连为一个系统,形成一套完整的自动运行流程。上料机采用螺杆式可调上料机,能满足计量和调控功能;搅拌机为立式双桶差速搅拌机,不仅具有强力搅拌作用,在连续上料情况下输出浆料不会将未搅匀的颗粒输出,即输入和输出的料始终保持2min 的有序时差, 干料和颗粒只能在上料桶停留,未成浆料前不能进入出料桶,相当于单桶搅拌机投料后,继续搅拌2min 后才开始出料, 是目前连续作业的必备专用搅拌机。该机的发泡、混合、泵送设计为一体,简化了结构,减轻了重量,便于移动和压缩体积。其输送机选择软管泵,经过优化设计后,泡沫混凝土破碎率低,可实现正反转操作,可进行计量控制等。 3.3 大密度重骨料发泡工艺 该工艺是在传统工艺基础上改进,采用传统卧式强力搅拌机, 其运行模式同间歇式发泡工艺,最大区别是搅拌机采用大扭矩强力搅拌机。所用材料可选用重骨料,如粗砂、中大直径陶粒等材料,可实现低水灰比大密度泡沫混凝土的加工,但采用重骨料加工的料浆, 不能采用前述小管径软管泵输送,易采用大管径柱塞泵,以保证管路不被骨料堵塞。 4· 现浇墙体龙骨安装 现浇墙体龙骨安装区别于传统干式隔墙,因其龙骨在墙体结构中只起骨架作用,外墙板靠其支撑作用固定于骨架。而现浇墙体龙骨除安装时起与干式隔墙相同的骨架作用外,还要承受浇注时料浆对模板的涨力,防止模板受力变形和破碎,因此现浇墙体的龙骨主要担负对墙板的拉力作用,同时兼有密封载体功能,所以现浇墙体的龙骨安装要根据水泥泡沫浆料的密度、浇注厚度和高度,确定其底部两侧面的最大压力,得出龙骨的布置间距和固定方式,同时要选择和设计具有较高拉力的结构龙骨。 4.1 普通内隔墙体现浇轻钢龙骨的安装 龙骨安装要按工艺流程进行, 首先要熟悉图纸,落实施工设计,施工前进行现场勘测,按排列下料图计划排料。 安装前要清理好现场,按图放线,做好底部与侧面及地面梁柱连接处的固定和密封措施。由于现浇时的涨力过大,要重点处理好粘贴面的清洁工作保证粘贴的完整和牢固,使用胶粘剂,要注意胶粘剂的凝固时间,保证所用胶粘剂的使用时间必须是在有效时间内,原则是随配随用,不要长时间存放。 龙骨安装要保证其整体的平整度,涂胶后要在其最短时间内将模板粘贴上,并以最快速度拧入固定螺钉, 以保证粘贴后的模板与龙骨保持紧密接触,胶贴面积要达到龙骨平面的80%以上。拧入螺钉时, 其螺钉沉头平面要平于或低于模板平面,如果拧钉时扭力过大造成钉与龙骨出现滑扣而松动,应换用加大直径的螺钉,若更换钉位,应将滑扣处钉孔用胶泥封堵死以防止漏浆。 隔墙内的管线安装, 要在安装龙骨时同时进行,根据电器配置图,将电缆管预装入龙骨架上,其位置要有统一标记和固定方式,电管端口要封堵死以免浇注时进浆,墙体凝固后可在模板上开孔露出管口,便于布线,装电盒。 4.2 木化水泥现浇龙骨的安装 木化水泥龙骨是矩形管道龙骨,截面尺寸大于轻钢龙骨,宽度由墙体厚度而定,厚度可大于宽度,导热系数低于轻钢龙骨, 安装时为保证墙体强度,可适当增加龙骨密度,根据一般墙体涨力,龙骨间距可≤300mm, 墙体整体强度优于前述轻钢龙骨,且无开裂和腐蚀。该龙骨墙体两侧的模板安装同前述轻钢龙骨, 只是模板的粘贴面积大于轻钢龙骨,现浇时抗涨力大于轻钢龙骨(图5)。 5 ·墙体模板的安装 现浇墙体模板安装的关键技术是防变形、防渗漏,双免现浇泡沫混凝土墙体工艺以胶粘剂与螺钉结合使用,再配合龙骨的合理布置,省去浇注时对模板的夹持模具和拉固措施,称为免支撑夹持。浇注后模板即为墙板,养护后成为墙体墙面板而无需拆除模板,称为免拆模板墙体。由于采用干式操作,不漏浆、胀模。安装模板时要严格控制胶粘剂的质量,选择胶粘剂时一定要做拉力试验,施工时各胶接面要清理干净,要保证粘结胶与粘贴面有良好的接触,保证结合力。模板安装前,要先将料下好排列整齐,编好顺序按顺序安装,原则是先下后上,先做口后靠边,不可边下料边安装。排板时要尽力减少接缝,横接缝要排在墙体上方,以减少渗漏机率。装螺钉固定,防止移位,固定好的模板在胶凝固时间内禁止碰撞,要保证胶膜厚度不小于2mm。 模板安装后,要对墙体进行整体验收,一是检查墙体的平整度,核对图纸有无误差,不符合要求应进行纠正;二是检查牢固性和密封性,这两项质量是保证墙体浇注成败的关键。 6 ·泡沫混凝土的制备 6.1 浇墙泡沫混凝土的一般要求 墙体浇注泡沫混凝土由于是大高度浇注,要保证浇注后的墙体在凝固后无沉降或很少沉降,但影响沉降的因素较多,因此在工艺流程、材料选用、设备操作都需要有一套严格的要求。生产前要严格控制制备工序,材料计量应准确,材料变更应需经过小样试配后方可进行正常生产。加工过程中还需注意环境条件、温度变化、水质条件等。试验条件和温度要接近工地生产条件,尤其是水质要避免用污染水或富离子水(即硬水),一般自来水即可。 6.2 配方设计 泡沫混凝土的配方设计应根据墙体指标确定, 如所浇墙体是外墙体, 导热系数要求低于0.12W/(m·K),并具备抗裂性和抗渗性,这三项指标决定其密度应该在500kg/左右,制品中应含有纤维和防水胶成分。如要求外墙是A 级防火材料,应选用硅酸盐水泥。水泥用量应根据密度进行测算,其简单方法是由干密度减去水化用水量即为水泥用量,水泥用量确定后,可根据需要调整其它骨料和添加剂,其相加的总重量即为制成品的干密度。 6.3 泡沫混凝土制备 当泡沫混凝土的配比确定后,即可进行小样试配, 主要是看其成品的物理化学性质是否稳定,浇模后有无不良反应和沉降分离问题, 以及凝固后的泡孔是否达到要求,如果均正常即可进行生产制备。 生产制备前首先要检查调试设备,应按顺序投料:水、纤维、防水胶、水泥、骨料。要对发泡机进行性能调试,制作过程中要随时监控搅拌机的搅拌质量,控制好水灰比和泡沫稠度。 7· 墙体浇注前的注意事项 墙体浇注是核心工序,安装好的墙体内部需进模板前要根据胶的最佳使用时间, 控制涂胶面积,避免涂好胶还未安装即凝固,贴上的模板要立即用行喷涂界面剂以保证结合面牢固结合。浇注前必须进行墙体底部预浇密封处理, 即先向墙体底部浇注高度不少于10cm、不大于20cm 的泡沫混凝土,待底部预浇泡沫混凝土凝固后,方可进行整式浇注。底部预浇时,要在墙体两侧观察是否有漏点,发现漏浆点马上进行封堵。浇注时为防止墙体意外漏浆、胀模,应专人跟踪观察,并事先做好预防抢修措施。为确保安全浇注高度一般不超过60cm, 建议采用大面积、多层次浇注,这样可减少模板涨力,防止漏浆、破模。 8 ·墙体浇注 墙体浇注是整个流程的最后一道工序, 也是关键一环,应根据安装强度设定一次浇注高度,所浇墙体必须已进行底层防漏初浇措施,否则不可进行大幅度浇注。根据浇注高度开切浇注孔,插入墙体的胶管有条件可尽力向下插入,即使管口离开浇注面,距离浇注面也不应大于1m。大宽度墙体横向开切浇注孔的距离不要大于2m, 而在多于2 个浇注孔的墙体最好采用多管同时浇(最多三个分管),泡沫混凝土的横向流动不要大于4m,浇注过程中的墙体要巡回检视,发现有漏浆、胀模应尽快采取措施(图6、图7)。 9· 墙体养护 现浇墙体由于外部模板的封闭作用,一般不需补水养护,但要避免在养护期内因开挖或高温烘烤造成的脱水,如遇此情况应保湿养护。泡沫混凝土的不稳定期主要在终凝期内,最常出现的问题是开裂,但对于密封墙体其开裂相对较轻。在7d 内应避免碰撞振动墙体,浇注24h 内应检查上浇注面的收缩塌陷,并对缺陷部位进行填充修补。 10· 墙体验收 验收主要分两个阶段: 一是墙体安装阶段,检查墙体的结构、布局、尺寸是否符合工程设计要求,否则要进行整改。二是墙体浇注后的2~3d,检验内容包括墙体的完整性,是否漏浇、塌陷;泡沫混凝土的密度、泡孔形态、均质度;取样养护至28d 龄期进行性能检测。
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