頁巖陶粒泡沫混凝土在建筑圍護結構中的應用★

徐璐 樊曉 杜爭 衛欣欣 王林珂

(1.河南理工大學土木工程學院，河南焦作 454000;2.河南省城市規劃設計研究總院有限公司，河南鄭州 450000;3.河南省對外建設有限公司，河南鄭州 450000)

頁巖陶粒泡沫混凝土作為一種新型材料已經在美國、德國、意大利等歐美國家以及日本、韓國等亞洲國家中被用于擋土墻、隔墻等圍護結構中，為建筑的超高層發展提供保證［1］。我國隨著墻體材料改革與65%建筑節能政策的推行，節能型建筑材料的開發和應用受到廣泛的重視。然而，過去的研究集中于普通混凝土和蒸壓砌塊，對頁巖陶粒泡沫混凝土的研究甚少，嚴重制約頁巖陶粒泡沫混凝土的應用。頁巖陶粒泡沫混凝土因其強度高和良好的保溫隔熱等特性逐漸被人們認識，并且開始在圍護結構中使用。

1 頁巖陶粒泡沫混凝土的原材料和特性

1.1 原材料

頁巖陶粒泡沫混凝土的生產原材料包括發泡劑、減水劑、粉煤灰、水泥、陶粒和水等。

發泡劑采用HT復合發泡劑，減水劑選用高效減水劑，均應符合現行國家標準GB 8076混凝土外加劑的規定。

水泥宜選用32.5強度等級的復合硅酸鹽水泥，并應符合國家標準GB 1-75通用硅酸鹽水泥的規定;粉煤灰應符合GB J-146粉煤灰混凝土應用技術規范的規定。

陶粒泡沫混凝土攪拌用水應符合現行行業標準JGJ 63混凝土用水標準有關規定。

陶粒采用的是0 mm～8 mm的頁巖陶粒，應符合國家標準GB/T 17431.1輕集料及其實驗方法第一部分輕集料有關規定。

1.2 陶粒泡沫混凝土的特點

1)輕質高強。普通混凝土的表觀密度為1 950 kg/m3～2 500 kg/m3，陶粒泡沫混凝土的表觀密度為 300 kg/m3～1 200 kg/m3，相當于普通混凝土的 1/5 ～1/10［2］。

2)保溫隔熱。材料的導熱系數越小，絕熱性能越好。λ≤0.23 W/(m·K)的材料稱為絕熱材料。普通混凝土的導熱系數為1.3 W/(m·K)～1.49 W/(m·K)［3］，而陶粒泡沫混凝土的導熱系數僅為0.12 W/(m·K)～0.30 W/(m·K)［2］。由此可見其具有較好的保溫性能。

3)吸聲性能好。普通混凝土的吸聲系數介于0.01～0.02之間。而陶粒泡沫混凝土的吸聲系數α介于0.8～1.4［5］之間。

4)安全、防火、耐候性能佳。陶粒泡沫混凝土與建筑物基層粘結牢固，抗風壓、耐沖擊、耐候性好，為無機不燃材料;陶粒泡沫混凝土為水泥制品，其壽命與建筑物主體壽命相同。

2 頁巖陶粒泡沫混凝土內部的孔結構

陶粒泡沫混凝土中有兩個孔系統，一個是陶粒中的孔系統，另一是水泥石中的孔系統。由于陶粒是高溫燒結而成，內部有很多的微小空隙使其具有較強吸水性，以致陶粒混凝土難以成型密實，其水泥石中存在著不規則的大孔，并且分布較散如圖1所示;當摻入泡沫后，產生六邊形較小氣孔如圖2所示，氣孔形狀規則且排列密集代替了原來不規則的大孔。陶?；炷林幸肱菽a生的孔，使水泥石中的孔結構得以改善。而陶?；炷林锌椎目讖酱?，而且形狀不規則，必然使陶粒泡沫混凝土的許多性能優于陶?；炷?。

圖1 頁巖陶?；炷羶炔靠捉Y構

圖2 頁巖陶粒泡沫混凝土內部孔結構

3 頁巖陶粒泡沫混凝土的工程應用

3.1 工程簡介

鄭州華潤悅府位于二七區銘功路以東，西太康路以南，民主路以西，自由路以北，由華潤置地(鄭州)有限公司開發。

鄭州華潤悅府將是河南第一個超高層住宅小區(地上54層)，也是鄭州住宅小區的最高標準，占地面積36 666 m2，建筑面積220 000 m2，容積率為6.20，綠化率28%。該項目圍護結構采用現澆頁巖陶粒泡沫混凝土，泵送高度160 m，現澆墻體高度為4 m，墻體厚度0.2 m，模板采用鋁合金模板。

3.2 施工工藝

1)施工準備:按照頁巖陶粒泡沫混凝土配合比進行配料計算，購買各種原材料;安裝并調試機械設備，建立完善的操作規程和崗位責任制;對作業人員進行技能和安全培訓，確保施工能井然有序進行。2)基層處理:在鋁合金模板安裝前，對基層上的浮灰、散落的混凝土及其他建筑雜物進行清理，并灑水濕潤，使基層干凈平整。3)鋁合金模板安裝:根據圖紙確定門窗洞口、預留洞口的位置和標高并彈出墻體軸線、墻邊線、洞口控制線，安裝模板并刷涂脫模劑。4)模板校準:鋁合金模板安裝后反復檢查模板的平整度和垂直度，尤其是模板間的接縫，清理安裝過程中殘留在模板內部的垃圾，封堵可能漏漿的孔洞，核對圖紙與模板安裝的結果并整改。5)頁巖陶粒泡沫混凝土的制備:將頁巖陶粒、水泥、粉煤灰放入攪拌機料斗干混均勻后開始加水及減水劑等其他外加劑制備漿體。開啟發泡設備，將所制的泡沫沖入漿體中進行混泡。6)澆筑墻體:將制備好的陶粒泡沫混凝土放入泵車，通過泵管送到安裝好的鋁合金模板內，如圖3所示。7)拆模、養護:拆模必須滿足拆模時所需混凝土抗壓強度，在自然環境下養護并做好成品保護，如圖4所示。

圖3 陶粒泡沫混凝土墻體澆筑

圖4 拆模后的陶粒泡沫混凝土墻體

4 結語

頁巖陶粒泡沫混凝土具有強度高、良好的保溫隔熱性和耐火耐候性，其應用于圍護結構性能將會優于普通混凝土、蒸壓砌塊和GRC隔墻板。另外，頁巖陶粒泡沫混凝土用于現澆墻體是重大的技術突破，其一次成型、施工快、無裂縫，同時墻體使用量要遠大于屋面和地面。因此，若這一技術得以推廣，不但會降低工程總造價，而且現澆墻體還將成為頁巖陶粒泡沫混凝土第一大應用領域，讓我們拭目以待。

［1］劉小艷，王新瑞，劉 磊，等.泡沫混凝土的研究進展及應用［J］.混凝土，2012(6)：34-36.

［2］JG/T 266-2011，泡沫混凝土［S］.

［3］侯永生，劉桂軍，王聯芳.混凝土的配制與施工技術［M］.北京：中國鐵道出版社，2010：20.

［4］龔洛書，柳春圃.輕集料混凝土［M］.北京：中國鐵道出版社，1996：203.

［5］何艷君.泡沫混凝土多功能材料的性能與用途［A］.中國混凝土與水泥制品協會泡沫混凝土分會成立大會暨第一屆中國泡沫混凝土技術交流會論文集［C］.張家界：中國混凝土與水泥制品協會，2009.