《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》是山西省第二建築工程公司完成的建築類施工工法，完成人是王榮香、王建、霍瑞琴、王宏江、張波。該工法適用於屋面找坡保溫隔熱層和牆體保溫隔熱工程施工。
《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》主要的工法特點是：摻輕質材料的泡沫混凝土為多孔結構，具有保溫隔熱性能好、防火等級高、隔聲性能好、吸附能力強等優點。
2011年9月30日，《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法
- 工法編號：GJEJGF172-2010
- 完成單位：山西省第二建築工程公司
- 主要完成人：王榮香、王建、霍瑞琴、王宏江、張波
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
泡沫混凝土是一種輕質的多孔混凝土，具有較好的保溫、隔聲、防火、抗震、耐久等特點。在保溫的同時，由於泡沫混凝土的綜合造價低，逐漸成為建築屋面和牆體節能保溫的首選材料之一。而採用現澆泡沫混凝土作為屋面找坡保溫隔熱層，是較為先進的一種方法，具有很多優越性，但也存在一些不足：如收縮率較大，導致無法進行大面積施工；強度低、成本高，導致套用範圍受到限制。
為了改善泡沫混凝土的綜合性能。由山西省第二建築工程公司為主要完成單位，聯合山西建工（集團）總公司和山西省建築科學研究院成立了在泡沫混凝土中加入輕質材料的課題攻關組，通過在泡沫混凝土中加入輕質材料和纖維，達到提高泡沫混凝土的抗壓強度和抗折強度、提高混凝土尺寸穩定性和抗裂性、抑制早期乾縮開裂及改善導熱性能的目的。並且編制了《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》。
工法特點
《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》的工法特點是：
一、摻輕質材料的泡沫混凝土，滿足設計對乾密度、抗壓強度、導熱係數和收縮率的不同要求。用於屋面找坡保溫隔熱層時，具有輕質、高強、保溫和耐火等特點，同時比傳統的輕骨料混凝土減輕20%，減少了結構自重。
二、摻輕質材料的泡沫混凝土，是利用泡沫混凝土的固結性，將纖維等輕質材料與泡沫混凝土混合後製成的一種複合泡沫混凝土材料，與泡沫混凝土比較，可改善保溫隔熱性能，提高尺寸穩定性，減少混凝土表面裂縫，降低吸水率。
三、摻輕質材料的泡沫混凝土，按輕骨料混凝土配合比設計的要求，採用絕對體積法來確定輕質材料用量。即從1米混凝土體積中減去水泥基膠凝材料、泡沫劑和水的絕對體積，即為輕質材料所占有的體積。與泡沫混凝土比較，可節省水泥，降低工程造價，同時還可減少混凝土的收縮和徐變。
四、摻輕質材料的泡沫混凝土做屋面找坡保溫隔熱層，施工可一次澆築完成，省工省時。整體澆築後和基層結合牢固，表面平整，不會產生空鼓、脫皮、凹凸、塌陷、開裂等質量缺陷。
五、摻輕質材料的泡沫混凝土，由於所用輕質材料是無機保溫材料，可做到保溫與建築同壽命，是採用泡沫塑膠保溫板較好的替代產品。
六、摻輕質材料的泡沫混凝土，所用發泡劑接近中性，不含苯、甲醛等有害物質，粉煤灰為工業廢料再利用，是一種環保型建築節能材料。
七、摻輕質材料的泡沫混凝土為多孔結構，具有保溫隔熱性能好、防火等級高、隔聲性能好、吸附能力強等優點。
操作原理
適用範圍
《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》可適用於屋面找坡保溫隔熱層和牆體保溫隔熱工程施工。
工藝原理
《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》的工藝原理敘述如下：
摻輕質材料的泡沫混凝土是通過發泡機將泡沫水溶液採用機械方式加壓製成均勻、封閉氣泡的泡沫，然後將泡沫注入由水、水泥基膠凝材料和輕質材料配製成的漿料中，進行混合攪拌，再將攪拌均勻的泡沫混凝土澆築到施工部位，經自然養護形成一種輕質的多孔混凝土。按設計對乾密度、抗壓強度的不同要求，在施工前進行試配，經現場取樣後對乾密度、抗壓強度、導熱係數和收縮率進行檢測，檢測結果要符合設計要求。施工屋面的方法：當泡沫混凝土的澆築厚度較大時，對屋面工程厚度超過200毫米的採用分層施工，每層成型的厚度均為100毫米，虛鋪厚度宜控制在實際厚度的1.1~1.2倍。施工牆體時的方法：一種是在牆體兩側將模板支好進行澆築；第二種是裝飾面層充當模板進行澆築，一次成型，不再進行二次裝修；第三種是在加工廠進行預加工。牆體施工要分層澆築，模板與模板之間的縫隙要處理好，不要跑漿。輕質材料的摻量很重要，摻量的多少和摻何種輕質材料對改善泡沫混凝土綜合性能、節約成本的效果不同，可滿足不同需要。
施工工藝
- 工藝流程
《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》的工藝流程見下圖。
工藝流程圖
- 操作要點
《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》的操作要點如下：
一、試配：根據設計對乾密度、抗壓強度、導熱係數和收縮率的不同要求，選擇不同的輕質材料、不同發泡劑，確定水泥、粉煤灰、水、輕質材料、纖維和發泡劑的摻量。
二、施工前要檢查基層質量，凡基層有裂縫、蜂窩的地方，應採用水泥砂漿進行封閉處理，及時清掃浮灰；天氣乾燥時，應先潤濕基層，但基層不得有明顯積水。
三、原材料進場後，應按規定抽樣復檢，嚴禁在工程中使用不合格材料。
四、雨雪天或五級以上大風的天氣不得施工，施工的環境溫度宜在5~35攝氏度之間。
五、摻輕質材料的泡沫混凝土施工配合比要根據設計要求採用驗證的配合比進行施工。
六、拌制泡沫混凝土
1.在發泡機內加入發泡劑和水後充氣壓3~6分鐘，待空壓機氣壓升到0.6~0.8兆帕後停機待用。
七、摻輕質材料的泡沫混凝土屋面澆築
1.摻輕質材料的泡沫混凝土澆築時，應按一定的順序操作。出料口離基層不要太高，防止破泡，一般不超過1米。用模板將施工面分割成若干小片，逐片施工。設定分隔縫間隔不宜大於6米，建議採用4米×4米，與突出屋面結構的交接處應設定分隔縫。
2.按照摻輕質材料的泡沫混凝土屋面的設計厚度及坡度，拉線找坡。
3.摻輕質材料的泡沫混凝土屋面一次澆築的厚度不宜超過200毫米，當超過200毫米時，應分層澆築，以免下部漿體承壓過大而破泡，待初凝後再進行上部的澆築。由於摻輕質材料的泡沫混凝土有塌陷現象，攤鋪厚度宜為實際厚度的1.1~1.2倍。
4.摻輕質材料的泡沫混凝土鋪攤後表面應在初凝前用鋁合金刮槓刮平，同時檢查排水坡道及平整度，如有偏差，需及時修正。
5.刮平後，在初凝前不得擾動和上人，不能承重。
八、牆體澆築
1.牆體兩側將模板支設牢固檢查無誤後再進行澆築，模板與模板之間的縫隙處應先填抹石膏後再貼上膠帶紙。模板安裝就位後，應塗刷模板脫離劑。
2.摻輕質材料的泡沫混凝土澆築時，出料口離基層不宜太高，防止破泡，一般不得超過1米。當超過1米時，應採用串筒或溜管使摻輕質材料的泡沫混凝土下落，布料時要分點布料，不得集中一點澆築，以免造成模板局部變形。
九、養護
1.摻輕質材料的泡沫混凝土澆築完24小時應澆水養護和塑膠薄膜覆蓋，保持摻輕質材料的泡沫混凝土濕潤狀態。養護時間不得少於14天。
2.養護期內摻輕質材料的泡沫混凝土上面應儘量避免人員行走，禁止堆放物品。
材料設備
《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》所用的材料及設備明細如下：
一、材料
1、水泥：普通矽酸鹽水泥應符合《通用矽酸鹽水泥》GB 175的規定。不同等級、廠家、品種、出廠日期的水泥不得混存、混用。
2、摻合料：粉煤灰應符合《用於水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596的規定。採用Ⅱ級以上粉煤灰，可作為膠凝材料減少水泥用量，也可提高摻輕質材料的泡沫混凝土的強度、抗滲性和耐久性。
3、輕質材料：玻化微珠、聚苯顆粒、陶粒。
4、發泡劑：主要原料採用無毒、無腐蝕、無污染的動物蛋白質油，這種材料環保，無論是對生產者還是使用者及環境都不會產生任何副作用。要求質量可靠、性能良好，發泡速度快，能使泡沫均勻，液膜堅韌，穩定性好，沁水率低，持續時間長，且對膠凝材料無任何影響。嚴禁使用過期、變質的發泡劑，液體發泡劑目測應均勻無明顯沉澱物。
5、抗拉縴維：可有效提高泡沫混凝土的抗拉強度。
6、水：應符合《混凝土用水標準》JGJ 63的規定。
7、上述材料均有出廠合格證、出廠性能報告等，並按規定做相關的進場檢驗。進場水泥、粉煤灰、輕質材料、抗拉縴維、泡沫劑等各項技術指標及質量必須符合有關標準的要求。檢查方法：檢查產品合格證書、性能檢驗報告、進場驗收記錄、材料檢測復驗報告。
二、設備
所用機具設備有：泡沫混凝土聯合施工機械、0.5立方米塑膠筒、自卸三輪車、水準儀、鋼捲尺、鐵鍬、鋁合金刮槓、木抹子、台秤、線繩、試模等，所用設備需定期校驗。
質量控制
《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》的質量控制要求如下：
一、摻輕質材料的泡沫混凝土的配合比應根據設計要求、施工條件以及環境溫度提前由試驗來決定。各種原材料應符合質量要求並應嚴格控制計量。
二、摻輕質材料的泡沫混凝土有關物理力學性能試驗方法：
1.《泡沫混凝土砌塊》JC/T 1062-2007。
2.千密度按《加氣混凝土體積密度、含水率和吸水率試驗方法》GB/T 11970-1997。
3.抗壓強度按《加氣混凝土力學性能試驗方法》GB/T 11971-1997。
4.乾燥收縮值按《加氣混凝土乾燥收縮實驗方法》GB/T 11972-1997。
5.導熱係數按《絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定防護熱板法》GB/T 10294-2008。
三、屋面施工及質量驗收應滿足：
1.《屋面工程技術規範》GB 50345-2004。
2.《屋面工程質量驗收規範》GB 50207-2002。
3.《建築節能工程施工質量驗收規範》GB 50411-2007相關規定。
四、屋面保溫隔熱層及找坡層現澆摻輕質材料的泡沫混凝土，厚度和坡度必須符合設計要求，用鋼捲尺、水準儀檢查。
五、摻輕質材料的泡沫混凝土表面不得有疏鬆、起砂、起皮等現象，平整度的允許偏差為5毫米，用2米靠尺和塞尺檢查。
六、牆面施工及質量驗收應滿足：
混凝土表面平整，線條通順，稜角平滑方正，模板拼縫痕跡規律整齊，搭接面過渡平整，色澤均勻一致，全面克服混凝土的質量通病，做到無麻面、無明顯氣泡、光滑平整。
安全措施
採用《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
一、施工作業人員必須了解和掌握該工藝的技術安全操作要領。
二、製作前，應對空氣壓縮機、發泡瓶、攪拌機等進行檢查，且在試運轉正常後方可開機工作。
三、在施工中，隨時注意壓力表的數值，嚴禁壓力超標。嚴格按操作規程及順序操作空氣壓縮機和發泡瓶，防止空氣壓縮機氣流管反彈傷人。
四、對沒有女兒牆的平屋面，以及女兒牆後澆的屋面周邊進行防護，高度為1200毫米和600毫米的兩道欄桿，下部距屋頂150毫米處設掃地桿與間距不大於1米的立桿進行圍護，在欄桿上滿掛密目網，並確保網底部與樓層面邊沿封閉牢靠。
五、牆體摻輕質材料的泡沫混凝土強度達到1.2兆帕後拆除牆模，拆模時必須設定警戒區域，並派人監護。拆模必須乾淨徹底，不得留有懸空模板，拆下的模板要及時清理，堆放整齊。
六、澆築牆體混凝土用腳手架，施工前檢查，不符合腳手架規程要求，可拒絕使用。施工中設專人對腳手架和模板、支撐進行檢查維護髮現問題及時處理。腳手板擱置必須牢固平整，不得有空頭板，以防踏空墜落。
七、澆築混凝土用的串筒、溜管要連線安裝牢固，防止墜落傷人。
八、進入施工現場必須戴好安全帽，扣好帽帶並正確使用個人勞動保護用品。
環保措施
《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》的環保措施如下：
一、水泥、粉煤灰、輕質材料等粉細散裝材料，採取封閉存放或嚴密遮蓋，卸運時要採取有效措施，減少揚塵。
二、在添加各種材料時，施工人員必須帶口罩等防護用品。
三、施工現場，設專人及設備，採取灑水降塵措施。
四、要減少空氣壓縮機、攪拌機的噪聲及振動或採取相應的隔離措施。
五、泡沫混凝土為現場配製，所有材料應統一保管，剩餘材料不能隨意丟棄，尤其是各種輕質材料及發泡劑等在工序完成後要及時收起，並妥善保管。
六、凡需進行摻輕質材料的泡沫混凝土攪拌作業的現場，必須設定沉澱池，使清洗機械和運輸車的廢水經沉澱後，方可排入市政污水管線，亦可回收用於灑水降塵，防止水污染。
七、現場存放發泡劑的庫房，必須進行防滲漏處理。儲存和使用都要採取措施，防止跑、冒、滴、漏，污染水體。
效益分析
《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》的效益分析如下：
一、經濟效益
以公司施工的太原市長風商務區項目為例來進行對比：原設計的焦渣混凝土找坡層和XPS擠塑板保溫層的費用為78元/平方米，摻輕質材料玻化微珠泡沫混凝土費用為42.55元/平方米，每平方米節約35.45元。
二、社會效益
適用於各類新建和改建建築的屋面和牆體也適用於既有建築的節能改造工程。摻輕質材料的泡沫混凝土是將輕質材料、纖維與泡沫混凝土混合後製成的一種多孔結構，提高了泡沫混凝土的抗壓強度和抗折強度，抗壓強度由原泡沫混凝土1.0兆帕平均變為1.4兆帕；收縮率從原泡沫混凝土一般的0.5%~0.6%變為0.1%，提高了混凝土尺寸穩定性和抗裂性，抑制了早期乾縮開裂，減少了混凝土表面裂縫，可以推廣到大面積施工；導熱係數由原泡沫混凝土的0.12瓦/（米·開）變為0.08~0.1瓦/（米·開），改善了導熱性能，具有保溫隔熱性能好、隔聲性能好、吸附能力強等優點。具體對比下表。
序號 | 檢驗項目 | 單位 | 《泡沫混凝土砌塊》 JC/T 1062-2007規定 | 摻輕質材料泡沫混凝土檢驗結果 | |||||
試件1 | 試件2 | 試件3 | 試件4 | 試件5 | |||||
1 | 千表觀密度 | 千克/立方米 | ≤530 | 453 | 449 | 458 | 460 | 457 | |
2 | 乾燥收縮率 | 毫米/米 | / | 0.10 | 0.08 | 0.09 | 0.09 | 0.10 | |
3 | 導熱係數（乾態） | 瓦/（米·開） | 0.12 | 0.086 | 0.083 | 0.090 | 0.087 | 0.094 | |
4 | 立方體抗壓強度 | 兆帕 | 平均值 | ≥1.0 | 1.4 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.4 |
最小值 | ≥0.8 | 1.1 | 1.1 | 1.2 | 1.2 | 1.1 | |||
所摻輕質材料是無機保溫材料，可做到保溫與建築同壽命，且提高了安全和防火性能。摻不同輕質材料的泡沫混凝土強度均增加，自重減輕，裂縫減少，又能減輕施工勞動強度，減少施工工序，操作簡便，加快了施工進度，且易於維修。
三、綠色施工效益
原設計的焦渣混凝土找坡層和XPS擠塑板保溫層施工，所需的原材料焦渣、XPS擠塑板、水泥需用汽車運輸到施工現場，機械攪拌，灑水降塵，人工攤鋪，機械夯實，需投入人力、物力和時間，造成環境污染；而採用摻輕質材料的泡沫混凝土可一體澆築，節省人工，縮短工期60%；輕質材料代替了一部分水泥，節約水泥23%；取消灑水降塵，節約用水30%；減少汽車運輸和機械夯實，噪聲減少了60%；同時利用山西省粉煤灰產量多的優勢，解決了工業廢料。該工程積極回響中國綠色施工的號召來組織施工，做到利用工業廢料，澆築面無揚塵、現場整潔，節約水泥，節能環保。
註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算
套用實例
《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》的套用實例如下：
太原市長風商務區種植屋面，用摻輕質材料的泡沫混凝土代替原設計的焦渣混凝土找坡層及XPS擠塑板保溫層。見下圖1、下圖2。
摻輕質材料的泡沫混凝土將泡沫混凝土的輕質性與輕質材料的輕質性巧妙結合，形成了新的複合輕質材料，用輕質材料的抗縮性、增強性彌補了泡沫混凝土乾縮大、強度低兩大不足，用泡沫混凝土的固結性將輕質材料由散粒狀產品變成了固體產品，方便了使用，使二者優勢互補劣勢互克，複合產品性能遠遠超過了二者單一材料的性能。同時採用的輕質材料為無機材料，增強了防火性能。
實踐證明，該工法在屋面找坡層保溫隔熱層和牆體中的套用，相對原設計的焦渣混凝土找坡層及XPS擠塑板保溫層對比，對降低工程成本，加快工期，節省人工，降低噪聲、節能環保，節水、節地、節電、節材，綠色施工，提高工程整體質量，具有意義，且套用範圍大，可在大面積工程施工中套用，該工法具有推廣前景。
榮譽表彰
2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《摻輕質材料改善泡沫混凝土綜合性能的施工工法》被評定為中國國家二級工法。
