泡沫混凝土現場澆筑施工性研究

泡沫混凝土現場澆筑施工性研究

李斯祺，陳家全，彭育

(重慶建工新型建材有限公司重慶400000)

本文針對泡沫混凝土在施工過程中可能產生的質量缺陷進行了現場澆筑施工性實驗模擬描述，通過分析不同施工環境溫度、不同泡沫量產生的質量缺陷機理，最終形成現場施工作業制度。

泡沫混凝土；現場施工性；作業制度

1 概述

泡沫混凝土作為保溫屋面材料，具有保溫隔熱性能好，耐久性好，施工方便，具有一定的防水性，能實現保溫隔熱層、找坡層和找平層等三層合而為一，可一次澆注完成，縮短工期的特點。由于泡沫混凝土質量與泡沫混凝土配合比、所用泡沫劑、施工水平、模板質量及溫度存在著緊密聯系，若稍不注意，將會導致有缺陷的成品產生。因此，本文對泡沫混凝土現場澆筑施工性進行了研究，確定現場施工作業制度。

2 試驗用主要原材料

2.1 水泥

選用重慶拉法基水泥廠生產的42.5R級普通硅酸鹽水泥，其化學成分見表1，其主要性能指標見表2。

表1 水泥的化學成分及含量

表2 主要性能指標

2.2 石灰

選用重慶歌樂山產的生石灰，磨細后使用。其有效CaO含量為81.45%。

2.3 石膏

選用市場銷售的建筑石膏，四川眉山產，規格180目，Ca-SO4含量大于98%，執行標準GB9776-88。

2.4 粉煤灰

重慶珞磺電廠II級粉煤灰，其化學成分見表3。

2.5 礦渣

重鋼水淬高爐礦渣，球磨40min，勃氏比表面積為413 m2/kg，密度為2.90 g/cm3，其化學成分見表4。

表4 礦渣的化學成分(%)

2.6煤矸石

選用重慶中梁山煤礦的煤矸石，其化學成分見表5。

表5 煤矸石的化學成分及含量

2.7 泡沫劑

所用的泡沫劑為粉狀蛋白質發泡劑，采用機械法發泡，發泡倍數約為20左右，并且粘度較高，氣泡穩定性比較好。泡沫劑水溶液采用泡沫劑∶水=1∶40質量比勾兌而成。

2.8 減水劑

采用重慶市江北特種建材有限公司的FDN(萘磺酸鹽)高效減水劑，其性能指標為0.315mm篩余量≤10%，含水率≤5%，PH值為7-9，屬中性到弱堿性。水泥凈漿流動度≥230mm(摻量為1.0%時)。化學性能穩定，粉劑易溶于水，具有微引氣性。

2.9 水

采用自來水，未經特殊處理。

3 實驗過程

3.1 制備煤矸石

先將大塊的煤矸石放入鄂式破碎機內破碎，出料粒度為3～5mm。再將粉碎煤矸石放入實驗電阻爐內煅燒，分別加溫至700℃、750℃、800℃、850℃，停留時間為2h，最后將煅燒好的煤矸石放入振動磨內磨細，磨細后通過5.0mm篩子篩分，控制篩余量小于5.0%，制得活性煤矸石粉，以備試驗用。

3.2 泡沫的制備

稱取泡沫劑，然后與水按1∶40拌和均勻，將泡沫劑水溶液加入制泡機中攪拌，以使泡沫大小均勻、細小、黏度好、穩定，以容器底部未出現泌水現象為準。一般制泡所需時間約為3～5分鐘。

3.3 泡沫混凝土的制備及試塊養護

（1）原材料的配制和攪拌：按照配合比把所需的干物料稱重，放到攪拌機中攪拌0.5min～1min，使干粉混合均勻，再倒入一定量的水，充分混合均勻，得到流動狀態的混合漿體。

（2）混泡與成型：將制備好的泡沫（圖1）逐漸加入到攪拌好的混合漿體中，攪拌時間為1min～3min，然后將泡沫混凝土漿體注入涂好油的試模中，應注意的是泡沫混凝土不能劇烈地振動以免氣泡破裂，在流動度低的情況下，由于密度很輕很難通過自流平達到完全充滿模具，需要在試模的外壁輕輕振搗；在大流動度的情況下，泡沫混凝土漿體可以完全自流平、自密實。泡沫混凝土注入試模后，用鏝刀及時刮平表面，在濕度為80%～90%條件下，常溫靜止24～48小時后脫模。

（3）養護：澆筑入模的泡沫混凝土，用鏝刀刮平后，待初凝后蓋上麻布，防止表面過度失水。由于泡沫混凝土的強度較低，澆筑后24小時內要注意保護，禁止腳踩，更不允許將石塊、木塊或其它物品壓在上面。一般在24～48小時拆模后，放入標準噴霧養護室中養護。

在改革進程中，全國人大常委會是否有權授權進行監察體制改革試點，存在較大爭議。監察體制是政治體制的重要組成部分，監察體制改革超越了當時憲法規定，人大常委會采取授權試點的方式，一定程度上解決了改革合憲性問題，為緩解改革與法治之間的緊張關系，提供了一種變通模式。但有學者認為，授權監察體制改革試點屬于全國人大的職權，沒有全國人大授權，作為全國人大常設機構的常委會，無權授權監察體制改革試點[15]。而“授權試點”是改革過程中的一項憲法工程，應當具有法律依據。這表明，《立法法》第13條能否為“授權試點”提供規范依據，如何使其具有更堅固的法律基礎，是個值得研究的問題。

圖1 預先制備好的泡沫

4 試驗基本配比

本研究實驗基本配比見表6。

表6 試驗基本配比單位：kg

5 泡沫混凝土現場澆筑施工性研究

流動度指標是泡沫混凝土施工工藝的一項重要指標。泡沫混凝土現場澆筑施工性主要是受泡沫混凝土的流動性影響。

由于泡沫混凝土在現場澆筑施工過程中，免振搗以防造成泡沫的破裂。所以，在設計時，最好考慮是自流平、自密實混凝土。

在一定的水料比時，影響泡沫混凝土流動性的主要因素是泡沫劑的摻量，因此本研究著重研究泡沫劑對施工性的影響。

泡沫劑摻量對泡沫混凝土漿料的流動度的影響研究結果見圖2。

圖2 泡沫劑的摻量對流動度影響

當泡沫劑摻量在1%～1.5%時，隨著泡沫劑的增加，泡沫混凝土漿體的流動度逐漸降低；當泡沫劑摻量在1.5%～2.0%時，泡沫混凝土漿體的流動度下降很快；當泡沫劑摻量超過2.0%時，流動度很小；當泡沫劑摻量大于2.5%時，泡沫混凝土漿體流動度基本不變。因為隨著泡沫劑的增加，泡沫漿體的密度降低，自重降低，從而導致泡沫漿體的流動度降低。

圖3 漿體缺乏氣泡的集體支撐而造成坯體坍塌

圖4 模具密封不好跑料導致坯體塌陷

圖5 無塌陷試件

圖6 漏料（左）、塌陷（中）及無塌陷試樣（右）對比

因此，從泡沫混凝土現場澆筑施工性方面考慮，泡沫劑不宜大于1.5%。

在氣溫較低（小于20OC）時，泡沫混凝土平均坍塌量與泡沫劑摻量的關系如圖7。結果表明泡沫劑摻量在1%～2%時，隨著泡沫劑摻量的增大，煤矸石泡沫混凝土的平均坍塌量顯著增大。這是由于泡沫劑摻量越高，泡沫混凝土單位體積內泡沫含量越大，由于泡沫破裂產生的塌陷就越大。在本實驗中所采用的試模尺寸為100mmX100mmX100mm，平均坍塌量是取試件四邊和中間的坍塌量平均值。

作為建筑屋面現澆材料，過大的塌陷率是不被允許的。因此，通過添加早強劑，在泡沫劑摻量不大于2%時，獲得基本無塌陷的泡沫混凝土。

實驗表明，當氣溫較高（大于30℃）時，同樣條件下的泡沫混凝土，泡沫劑摻量增加到2%，泡沫混凝土也可以不塌陷。

圖7 泡沫混凝土平均坍塌量與泡沫劑摻量的關系(常溫狀態下)

通過大量試驗研究表明，我們得出適合現場澆筑泡沫混凝土施工作業制度：

在溫度較低時（5～20℃），現場澆筑泡沫混凝土的泡沫劑摻量不宜大于1.5%；

在溫度較高時（＞30℃），現場澆筑泡沫混凝土的泡沫劑摻量不宜大于2%；

在溫度為20～30℃時，現場澆筑泡沫混凝土的泡沫劑摻量宜在1.5%左右；

現場澆筑泡沫混凝土一次澆筑高度不宜大于100mm。

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責任編輯：余詠梅

Study on On-the-Spot Casting Foam Concrete Application

This article described the experiment of application property of on-the-spot casting of foam concrete simulating possible quality defects during the construction.It finally formed the system of construction operation by analyzing different temperatures of the locations and quality defects mechanism caused by different amounts of foam.

foam concrete;on-the-spot application property;construction operation system

TU528

A

1671-9107（2011）07-0044-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2011.07.044

2011-05-29

李斯祺(1957-),男，工程師，重慶建工新型建材有限公司總工，長期從事商品混凝土生產、設備、技術、質量管理工作。

陳家全(1974-)，男，高工，長期從事商品混凝土生產、技術、質量管理工作，專注新型保溫建筑材料的研發和應用。

彭育(1986-)，男，從事商品混凝土技術管理工作。