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轻集料混凝土
  北京等城市已限制使用黏土陶粒、页岩陶粒,实际上已无陶粒供应。经研究、实验、开发一种干拌复合轻集料混凝土垫层(简称"复合轻集料垫层")代替陶粒混凝土,此干拌料现场加水搅拌即可施工。
  中文名
  轻集料混凝土
  外文名
  Lightweight aggregate concrete
  原料
  改性聚苯颗粒 筑粒
  别称
  干拌复合轻集料混凝土
  特点
  轻质、高强、保温、耐火、利废
  产品介绍
  复合轻集料是由改性聚氨酯颗粒与无机胶凝材料复合而成(单组份),在施工现场加水混合搅拌即可。
  A型干拌复合轻集料
  A型干拌复合轻集料混凝土用于屋面找坡层或抗压强度要求≤1.0MPa的楼面,干密度≤600㎏/m3,抗压强度≥1.5MPa,导热系数≤0.1W/(m.K);
  B型干拌复合轻集料
  B型干拌复合轻集料混凝土用于楼面或屋面垫层,干密度≤850㎏/m3,抗压强度≥3.0MPa,导热系数≤0.25W/(m.K)。
  产品做法
  预拌垫层粉料是由水泥,粉煤灰和外加剂经工厂制成的均匀干拌粉料;复合轻集料是由改性聚氨酯颗粒与无机胶凝材料和预拌粉料经大型设备均匀搅拌复合而成的---干拌复合轻集料垫层(简称"复合轻集料垫层")
  图集轻集料施工说明
  18BJ1-1《工程做法》等图集中各楼面垫层中筑粒混凝土密度按1800kg/m3计算的,楼面垫层换用复合轻集料垫层后,密度≤850kg/m3,各楼面做法的静荷载已作修改。详见12BJ1-1《工程做法》
  具备特点
  轻集料混凝土具有自重轻、保温隔热和耐火性能好等特点。结构轻集料混凝土的抗压强度最高可达70兆帕,与同标号的普通混凝土相比,可减轻自重20~30%以上,结构保温干拌复合轻集料混凝土是一种保温性能良好的墙体材料,其热导率为0.233~0.523瓦/(米*开),仅为普通混凝土的12~33%。轻集料混凝土的变形性能良好,弹性模量较低。在一般情况下,收缩和徐变也较大。轻集料混凝土的弹性模量与其容重和强度成正比。容重越小、强度越低,弹性模量也越低。与同标号的普通混凝土相比,轻集料混凝土的弹性模量约低25~65%。[1]
  轻集料混凝土屋顶保温施工
  轻集料混凝土大量应用于工业与民用建筑及其他工程,可收到减轻结构自重;提高结构的抗震性能;节约材料用量;提高构件运输和吊装效率;减少地基荷载及改善建筑功能(保温隔热和耐火等)等效益。因此,在20世纪60~70年代,轻集料混凝土的生产和应用技术发展较快,主要向轻质、高强的方向发展,大量应用於高层、大跨度结构和围护结构,特别是大量用於制作墙体用的小型空心砌块。中国从50年代开始研制轻集料及轻集料混凝土,主要用于工业与民用建筑的大型外墙板和小型空心砌块,少量用于高层和桥梁建筑的承重结构和热工构筑物。[2]
  1、 燃烧性能A2级:耐火度达到了1000℃以上,高温下不燃烧。
  2、 高效保温:导热系数最低可达到0.043W/m.k,保温层无接缝。满足节能75%要求。
  3、 强度高:抗压强度大于0.69Mpa,最高可达20Mpa。
  4、 吸水率低:≤6%5、 寿命长:与建筑物同寿命。
  6、 隔声效果好:7cm厚筑粒混凝土可有效降噪23dB,达到特级隔声。
  7、 抗震性能好:弹性模量仅为普通混凝土的1%。
  8、 轻质:密度等级215~365kg/m3,只相当于混凝土重量的8~10分之一。
  轻集料混凝土具有流动性
  主要种类
  按细集料种类分为:全轻混凝土。采用轻砂做细集料的轻集料混凝土。砂轻混凝土。部分或全部采用普通砂作细集料的轻集料混凝土。
  按其用途分为:保温轻集料混凝土。其容重小於800公斤/立方米,抗压强度小於5.0兆帕,主要用於保温的围护结构和热工构筑物。结构保温轻集料混凝土。其容重为800~1400公斤/立方米,抗压强度为5.0~20.0兆帕,主要用於配筋和不配筋的围护结构。
  目前北京市等城市已限制使用黏土陶粒、页岩陶粒,实际市场上已无陶粒供应,经研究、试验、开发一种干拌复合轻集料垫层简称"复合轻集料垫层"代替陶粒砼,此拌料现场加水搅拌即可施工。
  建筑标准图集12BJ1-1中已明确该种产品,在建筑设计中专门针对近年来北京市连续出台"限制使用工程材料目录"而引发。
  原图集08BJ1-1《工程做法》中各楼层面垫层中陶粒混凝土全部用这种新材料代替,而且原图集中陶粒砼密度按1800kg/m?计算,目前12BJ1-1图集已更换为B型复合轻集料垫层,即密度为≤850kg/m?,≥600kg/m?,各楼面做法的静荷载已做修改。从北京市各大设计院了解,现在结构设计的楼板荷载、建设设计中的楼地面做法已按照新图集及时调整,从设计角度上进行节能减排。
  施工的难点在于目前建筑施工行业无"复合轻集料垫层"的技术规程、施工验收规范。在2015年底至2016年期间,工程上涉及到该产品,从开始接触该产品,到摸索,再到参照相似规范、规程,并与设计院、试验室、施工管理员多方面多角度研讨的基础上,进行了施工,施工效果得到设计师和业主高度认可。本文从施工特点、适用范围、施工要点、质量标准以及技术经济效益对比,进行详细论述,从而对复合轻集料垫层施工做了全面的阐述。
  2产品特点
  2.1材料介绍:干拌复合轻集料垫层由两部分组成:一是预拌垫层粉料:是由水泥、粉煤灰、外加剂经工厂支撑的均匀干拌粉料;二是复合轻集料:是破碎的废聚氨酯颗粒与无机凝胶材料复合而成,在现场与预拌垫层粉料和水混合搅拌制成。
  2.2产品特点:产品具有质量轻、施工性能好、定量包装无需现场称量、配置工艺简单等突出特点。层面可以承重,可以按使用要求铺设排水坡度,大大方便设计和施工。
  ①轻质性:干密度为500-700kg/m?,相当于普通水泥混凝土的1/5,应用于楼面垫层,屋面找坡,大大降低结构重量,从而降低了主体的结构造价。层面可以承重,可以按使用要求铺设排水坡度,大大方便设计和施工。
  ②保温隔热性:导热系数为0.08-0.102W/m-k),热阻为普通混凝土的20-30倍。
  ③低弹滅震性:聚氨酯颗粒具有低的弹性模量,从而使其对冲击荷载具有良好的吸收和分散作用。
  ④抗压性:抗压强度为1.0-3.0MPa.
  ⑤隔音性:复合轻集料混凝土中的聚氨酯颗粒分布均匀,吸引能力强是普通混凝土5倍,具备有效的隔音功能。
  ⑥防火性:复合轻集料混凝土防火A级。
  ⑦环保性:复合轻集料混凝土原材料为水泥、粉煤灰、聚氨酯颗粒与无机胶凝材料,不含苯甲醛等有害物质,环保性能符合国家标准。
  3适用范围
  3.1适用于屋面找坡层、楼面垫层。
  3.2干拌复合轻集料垫层的技术性能指标:(引自建筑标准图集12BJ1-1)
  该材料分为A型和B型,不同的技术指标适用于不同的施工部位,主要取决于设计师的选择。
  3.3复合轻集料混凝土垫层可提高各楼层之间的保温、隔热、隔音及承载力;可减轻屋面荷载;可方便地面内管线的布置和安装。用于防潮层还可防止楼地面回潮;保持楼地面干燥,对保护各种木地板、塑胶板、陶瓷地板不变形、不退色以及地下室防潮、防水等相当有利,且降低房屋荷载,极大降低房屋建造成本。
  4工艺原理
  4.1屋面找坡层和地面垫层需同时满足抗压强度、重量轻的特点。采用干拌复合轻集料,其容重是原来陶粒砼的一半,强度可以达到3MPa,完全满足坡屋面强度和地面垫层需求。
  4.2对于某些车库顶,正负零板上设置的屋面(即只有地下结构的房屋建筑部位),功能可能是商业步行街,也可能是地上停车场,或者公园等,难免会有运货车上来。对于这些部位的屋面,需要在干拌复合轻集料垫层上设置100mm厚C20砼面层,保证表面强度即可。
  4.3干拌复合轻集料具有较低的导热性能,可以减少屋面保温层的取值参数,达到一定厚度的,甚至可取消保温层。
  5施工流程及操作要点
  5.1工艺流程
  5.1.1干拌复合轻集料施工工艺流程目前市场上原来做砂浆生意的商家已纷纷转向此种产品,现场采用两种方式进行施工。
  5.1.2一种为预拌粉料与复合轻集料已拌制均匀,成袋装状态的再复合材料。这种袋装产品现场掺加适量水拌合即可施工。施工时因水量掺加无固定数量,即搅拌成均匀拌合物即可,一般工程上将其拌合类似干硬性水泥砂浆的状态即可,由人工摊铺在已清理干净的基层上,按照已标定平墩将其铺平,铺平高处设计标高3mm,然后用平板振捣器振实找平。如铺设较薄时,可随铺设用铁锹或者特制木拍板拍压密实,并用大杠找平、木抹子搓平,全程需要在3小时内完成。
  ①将袋装材料掺加适量水拌合后的状态(干硬型)。
  ②人工摊铺在已清理干净的基层上,均匀摊铺,表面搓平。
  ③找平、拍实、压平、收面。
  5.1.3一种为泵送形式,即用砂浆泵配合50软管将拌合物泵送至作业面。此种工艺采用粉料和干料分离形式,按照北京市规定,目前粉料采用罐装形式(根据工程量确定罐的大小和数量),复合轻集料采用袋装形式(每袋约0.25立方米),施工现场配备砂浆搅拌机一台,由变频控制器控制的水泵和砂浆泵将粉料和水,按照每分钟添加定量的形式加人搅拌机,每盘拌制均需一袋复合轻集料。泵送至现场的于拌复合轻集料成稀泥状,浇筑满已支设模板的基层上,表面刮平即可,自然养护三日才可达到上人强度,然后抹压20厚砂浆找平层即可交付下道工序。
  ①现场采用水泥罐车,将垫层粉料灌入砂浆罐内,一般为减少运输次数,现场采用60吨的砂浆罐。
  ②现场通过变频泵控制,将定量水和粉料抽取到搅拌机,搅拌机每配备一盘加入一袋聚氨酯颗粒物。搅拌机的容积搅拌机0.6立方米,每盘掺加粉料0.2立方米,聚氨酯颗粒0.2立方米,水灰比1;0.8。
  ③搅拌机连接砂浆泵送机,现场采用50软管连接至施工作业面,复合轻集料砼呈稀泥状。
  ④一天后稀泥装星"皮冻状",可用手指按下印记。
  ⑤三天后水泥制品强度完全上来,上人不留痕迹。
  5.2操作要点
  5.2.1注意事项
  施工温度高于5℃以上。
  严禁使用过时砂浆。
  施工完的垫层应注意保护,常温3d后方能面层施工。
  垫层施工过程中不得碰撞门框,管线和已完的立墙装修面层。垫层浇筑完满足养护时间后,可继续进行面层施工。如继续施工时应对垫层加以覆盖保护,避免在垫层上搅拌砂浆,存放油漆桶等物,以免污染垫层,影响面层与垫层的粘结力,而造成面层空鼓。
  5.2.2储存
  粉料-540℃条件下,贮存期为6个月,防潮、防雨。
  轻集料储存在无风出,防火。
  5.2.3施工要点
  复合轻集料垫层施工分层厚度不宜超过300-350mm,经测试,每层厚度沉降量为20mm。一般需将表面收出拉毛面,满足观感要求和方便面层施工。
  6材料与设备
  6.1材料要求
  6.1.1预拌垫层粉料
  由水泥、粉煤灰、外加剂经工厂支撑的均匀干拌粉料。
  6.1.2复合轻集料
  由破碎的废聚氨酯颗粒与无机凝胶材料复合而成。
  6.1.3水源
  自来水。
  6.1.4辅料
  抗裂剂、防冻剂;一般掺加比例为5%。
  6.2设备要求
  6.2.1主要设备
  强制式砂浆搅拌机:TC-201;砂浆泵送机:708地泵;定做砂浆储存罐:20吨、30吨、40吨、60吨、70吨。
  6.2.2主要设备和机具采购时要符合安全使用要求。
  7质量控制和验收
  7.1参照规程、规范
  本产品属于新型材料,目前市场上尚无技术依据,在施工中,仅有的依据为12BJ1-1图集。目前可根据设计要求,仅可进行有关容重、强度、导热系数三个方面的材料复试,根据目前规范参照取样方法。
  ①若图纸设计中对该材料有保温方面的技术要求,试验方法即可参考《建筑保温砂浆》(CB/T201473-2006);取样代表批量:同一厂家同一品种的产品,当单位工程建筑面积在20000平方米以下时,各抽查不少于3次;20000平方米以上时,各抽查不少于6次;取样要求300*300*30mm试样。
  ②图纸设计中一般对该材料有容重和强度方面的技术要求,目前工程上有按照砂浆进行做试验的也有按照砼做试验的。具体如下:容重和抗压强度采用传统的70.7mm,砂浆试样。代表批量,目前尚无可参照规范,工程上一般取企业标准做依据。有参考《轻集料及其试验方法》(CB/1743-2010),及原来试验陶粒、粘土块等轻集料的取样批次,对均匀堆料取样时,以400m2为一批,不足一批时亦以-批论。
  容重和抗压强度采用传统的100mm"的砼试样。代表批量,目前尚无可参照规范,工程上一般取企业标准做依据。有参考《轻骨料砼技术规程》(JCJ51-2002)、《轻集料砼技术规程》(JGJ51-1990)的要求,即陶粒砼的技术规程,即每100m标准养护试块为一个批次进行材料试验。
  编者仔细研读以上规程,发现《轻骨料砼技术规程》(JGJ51-2002)、《轻集料砼技术规程》(JCJ51-1990)其实为同一规程,规程不适用于无砂或者少砂的大孔径轻集料,且针对的就是原来的陶粒砼和黏土粒砼,有确定的强度等级和密度等级,没有一个等级适合本产品的技术指标。按照《轻集料及其试验方法》(GB/T1743-
  2010)的试验项目也是针对砂石土类陶粒类的轻集料,不适用于聚氨酯。
  ③工程上,考虑到复试项目非结构承重构件,仅为装饰装修工程。若采用同一施工工艺,同一厂家的原材料时,容重指标按照每层进行取样;若为连续施工,抗压强度按照每400m3成型的轻集料砼垫层取样,不足仍取一批次。
  7.2质量标准及验收
  ①垫层强度、容重、导热系数必须满足设计要求,A型、B型复合轻集料砼垫层的要求。
  ②垫层材料必须拌合均匀,分层铺设,表面平整,找坡正确。
  ③整体砼垫层厚度允许偏差: 10%,-5%,且不得大于4mm。
  ④面层不得有空鼓、开裂、起砂等现象。
  ⑤突出屋面的墙或烟囱的侧面瓦伸入泛水宽度不小于50mm。
  7.3检查方法:靠尺、观感质量。
  8安全措施
  8.1复合轻集料施工的安全措施应符合安全文明施工防尘降尘要求、《施工现场临时用电验收规范》GJ46-2005、《建筑施工安全检查标准》CJ59-99等有关规定。
  8.2搅拌机需设置防尘蓬,密闭严实,不得有扬尘。
  8.3现场浇筑砼时,需穿雨鞋,不得将水泥浆与人工皮肤直接接触。
  8.4凡有严重心脏病、高血压,神精衷弱症及贫血症等不适于高空作业者不得进行屋面工程施工。上屋面前检查有关安全设施,如栏杆、安全网等是否牢固,检查合格后,才能进行高空作业。

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