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双免泡沫混凝土现浇墙体工艺

浏览次数: 日期:2014年12月8日 09:33

双免泡沫混凝土现浇墙体工艺

摘要:研究了泡沫混凝土现浇自保温墙体的结构、材料、龙骨、面板、制备工艺、施工设备、施工方法等系统技术,也探讨了几种龙骨的技术性能与设计要求,对不同墙体的设计和材料的选用提出了具体的方案,通过新方案图示展示新技术的优点和特性,推动墙体自保温建筑体系的发展,充实和完善四新技术在建筑节能工作中的积极作用。

关键词:泡沫混凝土、墙体、抗拉龙骨、配合比、免支撑、免拆模板。

引言:泡沫混凝土现浇墙体经多年的发展,已越来越受到广大市场的青睐,其优越的物理特性,决定了未来发展的广阔前景。泡沫混凝土墙体除了优越的物料特性外,还具备施工成本低和施工效率高的优势,所以也是国家重点提倡的建筑施工工艺。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等都有待进一步发展和完善。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,这套工艺,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及龙骨的技术性能,提高墙体浇注的建造效率,降低了墙体的制造成本,保证了施工质量。该施工方法,不仅成为免拆模板施工工艺,还免去对模板的支护、夹持措施,这里我们把免支撑模板和免拆模板的施工工艺称之为“双免泡沫混凝土墙体浇注工艺”。

下面分几个方面加以阐述。

一、墙体浇注用材料

(一)原材料

  1.泡沫剂:墙体用泡沫剂,应具备制成品的泡沫稳定性和抗压性,浇注墙体后其沉降度越小越好,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,这里提倡的是复合动物型泡沫剂,在大量的实践中证明,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,在实践中,一般情况下用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:对于有的墙体要求具有一定的抗裂性能,可加入适量的纤维,以增强其抗裂性。

4.防水胶:对有抗渗要求的墙体,可加入适量的防水胶,使用防水胶时应先做适配试验后方可使用。

5.骨料:对部分墙体有部分性能需加骨料作为辅料,骨料有轻骨料和重骨料之分,这里讲的轻骨料有聚苯颗粒(EPS)、玻化微珠、珍珠岩等,轻骨料一般指密度在300kg/m3以下的材料。

重骨料一般指的中细砂、矿砂、陶粒等,一般其密度大于300kg/m3

轻骨料在泡沫混凝土的作用是降低密度,提高保温性能,增强抗裂性和提高强度等改善材料性能的作用,重骨料一般是为了增加密度、重量,节省胶凝材料增加强度而掺入。

(二)龙骨:龙骨是双免泡沫混凝土现浇墙体的关键材料,浇墙龙骨无论是哪一种,首先考虑的是其抗拉作用,目前市场上的隔墙龙骨和吊顶龙骨,不宜用于泡沫混凝土现浇龙骨,因为市场现售龙骨其设计为墙板支撑作用,特别是C型龙骨的开口方向,其模板固定后,当受到墙体内料浆内压向外扩张后,会引起开口方向变形大于无开口向的变形,这种变形加大对模板的受力不均匀,轻则造成波浪形变形,重则引起模板爆裂。常见的免拆模板龙骨安装,为提高模板的耐张力问题,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施工成本,但是这也是目前最流行的施工方式。这里提出的龙骨,是专用浇墙龙骨,可以克服上述缺点,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,达到安全施工目的。为此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:这种龙骨是通过改变以往隔墙龙骨设计,将目前市场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,成为增强抗拉力的龙骨,以保证其足够拉力和均匀的应力。(见图1

1     抗拉力轻钢龙骨

2.木塑、塑钢龙骨:该龙骨是新设计的一种类似塑钢材料的矩形龙骨,这种龙骨是专为浇墙而设计的,由于其材料是具备较低的导热系数,减轻墙体的冷(热)桥效应,是一种理想的墙体保温材料,该龙骨还可根据需要做成不同形状和规格,用于内墙、外墙、门窗口专用等,可使墙体浇注实现标准化。(见图2

2   木塑、塑钢龙骨

3.木化水泥龙骨:木化水泥龙骨,是用以水泥为基料,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,这种龙骨具有强度高,抗老化性能同水泥主体,防火环保,与水泥构造具有整体性能好等优点,是一种良好的现浇墙体龙骨,这种龙骨用途十分广泛,它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的各种墙体构件,为各种建筑领域开创了一个新的建材新品种。(见图3

3     木化水泥龙骨

(三)墙板:这里所述的墙板是用于现浇墙体的模板,使用所谓“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,即可成为平整的完整墙体,该墙面只需进行粉刷处理即可完成,因此墙板是墙体的重要外表材料,它需达到一般墙体的基本性能要求,目前常用的有如下几种墙板。

1.高密度硅酸钙板;硅酸钙板其强度、导热系数、渗水率等指标都符合作墙板相应要求,强度要大于1.35MPa,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,该空心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。(见图4

4   水泥空心砌块

(四)辅料:墙体浇注的辅料主要有螺钉和粘贴胶。

1.螺钉:用Ф4-Ф5的大螺距大沉头螺钉,或者用自钻自攻沉头自锁墙板专用钉,以保证有足够的拉力。

2.胶粘剂:要选择建筑用铆固胶或植筋胶,这种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

二、泡沫混凝土现浇设备及工艺

(详见:《现浇泡沫混凝土设备技术介绍》)

现浇泡沫混凝土墙体工艺,需泡沫混凝土专用设备,所谓墙体现浇泡沫混凝土专用设备,是指其制作工艺所达到的技术指标必须满足现浇墙体的技术要求,另外要适应现浇施工条件,如:重量、体积要能满足便于移动的环境,操作简单可靠,工作稳定等。还有其加工、输送技术要能够保证满足泡沫混凝土的工艺要求,实践证明泡沫混凝土的输送机最好是软管泵。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,目前现浇泡沫混凝土墙体施工分三种工艺。

(一)间歇式发泡浇注工艺

间歇式发泡浇注工艺是由涡流搅拌加工工艺实现的,该工艺是采用容量计量法,间歇加工的模式,这种模式的最大优点是计量准确,重复性好,可保证所浇筑墙体的密度及用料一致,保证质量可靠稳定,该设备由于采用最新专利,“涡流非剪切搅拌”技术,不仅速度快,而且所搅拌浆料均质度好,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)同样具有搅拌高效、均匀的性能,是一种专用的泡沫混凝土料浆加工设备,能满足多种容重的加工要求,加工好的料浆通过专用泵送机,通过输送管道,对已做好的空芯墙体进行分层浇注。

(二)连续泵送发泡工艺

这种浇注工艺,是与目前屋面保温现浇施工的工艺相同,该设备是将上料、搅拌、发泡、混合、泵送几道工序连为一个系统,形成一套完整的自动运行流程,所采用技术均为满足泡沫混凝土的质量指标而配置的,上料机采用螺杆式可调上料机,这种上料机能满足计量和调控功能,搅拌机是采用最新专利技术;“立式双桶差速”搅拌机,这种搅拌机是目前连续上料的最佳浆料混合设备,它不仅具有强力的搅拌作用,更具备在连续上料的情况下,其输出浆料不会带入未搅匀的颗粒输出,即输入和输出的料始终保持一个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,这是目前连续作业的必备专用搅拌机。

由于该机的发泡、混合、泵送设计为一体,简化了结构,减轻了重量,为便于移动和压缩体积提供条件,其输送机是选择对泡沫混凝土输送优良的软管泵,该泵经过优化设计后,已成为泡沫混凝土的专用输送机械,通过该泵输送的泡沫混凝土破碎率低,是最适合墙体浇注的输送泵,尤其最适合间歇式搅拌发泡现浇工艺,该泵的其他优点亦很明显,如可随意实现正反转操作,可进行计量控制等,是连续作业和间歇作业的最佳配置。

(三)大密度重骨料发泡工艺

该工艺是在传统工艺的基础上改进的,其主要区别是采用传统卧式强力搅拌机,其运行模式同前节间歇式发泡工艺,最大区别是该搅拌机由于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的泡沫混凝土的加工,但是采用上述骨料加工的料浆,不能用前节讲小管径软管泵输送。该输送机易采用大管径柱塞泵,以保证管路不被骨料堵塞,但是采用柱塞泵输送泡沫混凝土,易造成泡沫的大量破碎,引起密度的变化,或造成塌模,所以一般不宜采用。

四、现浇墙体龙骨的安装

现浇墙体的龙骨安装,应区别于传统干式隔墙的龙骨安装,因为传统干式隔墙的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上,安装后的墙体起到整体连接作用,而现浇墙体龙骨除了在安装时的作用同干式相同外,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不同密度,浇注厚度和高度,确定其底部两侧面的最大压力,求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。推荐图(轻钢龙骨)

(一)普通内隔墙体现浇轻钢龙骨的安装(见图5、图6

5    轻钢龙骨结构图

6   有门窗龙骨结构图

龙骨的安装要按一定工艺流程进行,首先要熟悉图纸掌握技术要领,落实施工设计,施工前进行现场勘测排列下料图,进行计划排料

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的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。

隔墙内的电管安装,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。

(二)木化水泥现浇龙骨的安装(见图7

7     木化水泥龙骨安装图

木化水泥龙骨是以水泥为主要材料,辅以其它骨料加工的矩形管道龙骨,其截面尺寸大于轻钢龙骨,其宽度是由墙体厚度而定,厚度可大于宽度,该龙骨由于是以水泥基为原料,其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,龙骨间距可采用≤300mm,这种墙体的整体强度,优于前节所讲的轻钢龙骨,而且无开裂和腐蚀问题。该龙骨墙体两侧面的模板安装同前节轻钢龙骨,只是模板的粘贴面积大于轻钢龙骨,其现浇时的抗涨力大于轻钢龙骨,是一种极有发展前景的现浇墙体龙骨。

(三)水泥空芯砌块的安装 (见图8

8      水泥空心砌块墙体图

水泥空芯砌块,是一种最新设计的墙体砌块,该砌块砌筑墙体的排列方式类似于传统砌块,砌筑后,对其构造缝进行密封处理,待凝固后即可进行泡沫混凝土浇注,经过浇注后的砌体连接牢固,导热系数易控制,强度高,保温性能和其它指标均易得到提高,其结构既省掉龙骨,又省掉墙板,是真正的“双免”工艺,若用于外墙则只需挂贴墙面即可,是一种经济、实用、性能优良的新型自保温墙体。

五、墙体模板的安装

现浇墙体模板的安装,其关键技术是模板的防变形、防渗漏措施,本工艺提出的“双免”现浇墙体,是防漏、防胀模的技术要领,其主要措施是以胶粘剂,与螺钉结合使用,再配合龙骨的合理布置,从而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,因此称为“免拆模板”墙体,加上前面的“免支撑夹持”特点,称为“双免现浇泡沫混凝土墙体工艺”。因此双免现浇泡沫混凝土墙体的模板安装,不同于目前建筑市场流行的免拆模板施工工艺,需要大量的外支护模板,更不同于一般传统隔墙板的安装,一般传统墙板的安装,由于是干式操作,无漏浆、胀模之忧,因此对其固定的强度、龙骨的强度与拉力均无特殊要求,尽管两种安装方法工艺相同,但技术要求差别甚大,现浇墙体模板的安装除对龙骨的技术要求外,安装模板时,要严格控制胶粘剂的性能质量,选择胶粘剂时一定要做拉力试验,否则不可使用,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,要先将料下好排列好,不可边下料边安装,排列好的料,编好顺序,按顺序安装,原则是先下后上,先做口后靠边。排料时要尽力减少接缝,横接缝要排在墙体的上方,以减少渗漏机率。装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而影响粘结力,装贴上的模板要立即用螺钉固定住,防止移位,影响胶粘效果,固定好的模板,在胶的凝固时间内禁止碰撞撬动墙体。模板安装涂胶要保证胶膜厚度不小于2mm,因为这里的胶不仅要起到粘贴拉力作用,在接缝处还要起到密封的作用,因此涂胶是一道很重要的工序,初操作人员,涂胶要事先进行预操作演练,掌握技巧后,方可参加施工。

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,二是检查其牢固性和密封性。墙体的这两项质量是保证墙体浇注成败的关键。

六、墙体浇注前一般要求

双免泡沫混凝土现浇墙体浇注是该工艺的核心工序,墙体浇注是将制好的泡沫混凝土通过浇注机浇入墙体模板内,安装好的墙体内部需进行喷涂界面剂以保证结合面的牢固结合,所有墙体整式浇注前,必须进行墙体底部预浇密封处理,即在整浇注前,先向墙体底部浇注高度不大于20cm,不少于10cm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,要在墙体两侧派人观察是否有漏点,浇注前要准备好堵漏修复措施,发现漏浆点马上进行封堵。浇注时,为防止墙体可能发生意外漏浆、胀模故障,应在浇注时,派专人分段负责,跟踪观察,并事先做好预防抢修措施,对于一般墙体为确保安全,浇注高度一般不要超过60cm,提倡采用大面积、多层次浇注方案,这样可减少模板的涨力,防止漏浆、破模事故。关于浇注方式的选择,可根据前面介绍的三种浇注方式,来选择墙体浇注设备,一般不要选择大产量机械,墙体浇注的施工特点适合多作业面,因为墙体的施工面积虽大,但其施工量并不大,作业面比较分散,所以适合分散作业,其施工进度的快与慢主要受墙体安装的影响,一般浇注不会影响工程进度。

七、泡沫混凝土的制备

(一)浇墙泡沫混凝土的一般要求

墙体浇注泡沫混凝土,其重要指标是大高度浇注,要保证浇注后的墙体在凝固后无沉降或很少沉降,然而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,如:对水、水泥、发泡剂及其他辅料都要进行试配试验。每个环节都必须控制好,否则会造成盲目生产和浪费。

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,尤其水质要避免用污染水或富离子水(即硬水),一般自来水均无明显影响。

(二)配方设计与配合比计算

泡沫混凝土的配方设计,是根据墙体的技术指标而确定的,例如:所浇墙体是外墙体,墙体要求导热系数低于0.12w/(m.k),具备抗裂性和抗渗性,这三项指标决定其密度应该在500kg/左右的制品中含有纤维和防水胶成份,另外根据要求外墙应是A级防火材料,这里应选用硅酸盐水泥。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,通常普通硅酸盐水泥的水化率约为水泥的26%,测算后得约用水泥总量为397kg,经验证明一般做1 m3低密度泡沫混凝土用水泥量350kg即可,而350kg的水泥做出的干密度只有441kg,离目标密度还差59kg,为满足该密度要求,可选择增加骨料的措施,加细沙、陶粒、粉煤灰等,另外从骨料中再减去纤维和防水胶等辅料即为骨料用量,该配方材料为水泥、砂、纤维、防水胶等组成。根据分析该配方应用水泥350kg、细砂56kg、防水胶2kg、纤维1kg,制成后的干密度约为500kg

水泥用量的计算公式:

M=po/K          

式中: M-水泥用量

po-目标干密度

K=1+水泥水化系数(这里取0.26

水泥用量确定后,可根据需要调整其它骨料和添加剂,其它骨料和添加剂,其相加的总重量即为制成品的干密度。

(三)制备泡沫混凝土

当泡沫混凝土的配方、配比确定后,即可进行小样试配,小样试配主要看其制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,凝固后的泡孔是否达到要求,如果正常,即进行生产制备。

生产制备前首先要检查调试设备是否良好有效,然后将设备都连接至工作状态,泡沫混凝土制备前,只要材料准备就绪,设备完好,即可开始工作,制作开始应按投料顺序:水、纤维、防水胶、水泥、骨料,发泡顺序进行即可。制作开始前要对发泡机进行性能调试,保证所制泡沫符合要求,制作过程中也要随时监控制作质量和搅拌机的搅拌质量,制成的泡沫浆料要达到浇墙要求,控制好水灰比和泡沫稠度,是现浇墙体过程中的重要环节。

八、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,墙体浇注前要做墙体漏胀防护措施,根据安装强度设定一次浇注高度,所浇墙体必须是已进行过底层防漏初浇措施后,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,其距离浇注面也不要大于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有人巡回检视,发现有漏浆、胀模现象应尽快采取措施。

 

9     墙体浇注中

10     浇注后的墙体

九、墙体养护

现浇墙体的养护主要是保护,在7d内,避免对墙体碰撞振动,浇注24h内,应检查上浇注面的缩体塌陷情况,并对有缺陷部位进行填充修补,该墙体由于外部模板的封闭作用,一般不需补水养护,但是要注意避免在养护期内因开挖或高温烘烤造成浇注体脱水,如与此种情况应保湿养护。泡沫混凝土的不稳定期主要是在其终凝期内,这段时间最常出现的问题是开裂,但是对于密封的墙体则其开裂相对较轻,随着时间的延长其性能指标会越来越好。

十、墙体验收

泡沫混凝土现浇墙体的验收,主要分两个阶段,一是墙体安装阶段,这段时间的验收是检查墙体的结构、布局、尺寸是否符合工程设计要求,否则要进行整改。二是墙体浇注后第二、三天,进行浇注质量检验,检验内容包括(1)、墙体的完整性,不漏浇、不塌陷,(2)、泡沫混凝土的浇注质量;密度、泡孔形态,均质度,(3)、取样养护至28d龄期进行性能指标检测,取样检测的测试品可在浇注现场取样养护备用。

 

 

11   浇注完工的墙体图

 

工程案例: 12、室内隔墙浇注后的视图

13、墙体浇注施工现场

14、早期用外夹持模板的施工视图

15、室内门窗间浇注完工视图

 

烟台驰龙建筑节能科技有限公司

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