全輕混凝土在建筑地面保溫中的應用綜述

陳 虎

武漢水電測試中心有限公司

1 引言

全輕混凝土是用輕粗集料（輕集料）、輕細集料（陶砂）、膠凝材料、水及根據需要摻入的外加劑等組分配制而成，滿足建筑地面保溫填充或找平要求的輕集料混凝土。它具有質輕高強，在保溫隔熱性能、燃燒性能、抗震性能、耐久性能和綜合經濟效果上都具有良好的特性，是一種運用于建筑地面保溫理想材料。

本文從全輕混凝土的特性、全輕混凝土應用中存在的問題及解決方法、施工工藝等進行討論，以期推進全輕混凝土在建筑地面保溫工程中的應用。

2 全輕混凝土的特性

全輕混凝土是輕集料混凝土的一個種類，因自身特性決定其十分適合運用于建筑地面保溫，其具有以下幾個方面的特性。

2.1 輕質高強

相比于普通混凝土，全輕混凝土在保溫性能方面具有顯著的優勢：普通混凝土干表觀密度2000kg/m3～2800kg/m3，全輕混凝土干表觀密度不大于1150kg/m3，較普通混凝土減少了近50%；普通混凝土導熱系數為1.28W/（m2·K）左右，全輕混凝土不大于0.25W/（m2·K）。干表觀密度等級在1100kg/m3左右的無機保溫材料中，泡沫混凝土的強度等級在3.5MPa～6.0MPa之間，導熱系數在0.27W/（m2·K）左右，而全輕混凝土的強度等級在10MPa 或15MPa以上，導熱系數在0.25W/（m2·K）以下。

相比于其他現澆無機材料，全輕混凝土在干表觀密度和導熱系數綜合方面具有明顯優勢。

2.2 耐火性能好

從原材料組成上來看，全輕混凝土所用的原材料均為無機材料，其燃燒性能等級屬于不燃材料。而目前有機保溫板在燃燒性能上做的最好的也只是達到難燃材料標準要求，達不到不燃材料的標準。相比于有機保溫材料而言，全輕混凝土在防火阻燃方面具有明顯優勢。

2.3 在建筑地面保溫中的良好適應性

目前應用于建筑地面保溫材料主要有有機保溫板類和無機現澆保溫材料類。

有機保溫板具有表觀密度低、導熱系數小、吸水率低、隔聲性能好且尺寸精度高、結構均勻等特性，但其抗壓（壓縮）強度太低無法承重，且不能與基面很好結合，更沒有有效的附著力。

無機現澆保溫材料與基層附著性能較強、施工方便、速度快。當保溫材料的抗壓強度在15MPa 及以上時，保溫層與面層之間可不設水泥混凝土保護層。相比于強度較低的泡沫混凝土而言，全輕混凝土（尤其是LC15強度級別）更適合作為建筑地面保溫材料進行運用，其無需做保護層，簡化施工工序，節約人工成本，同時由于保溫結構二合一，降低空鼓開裂的風險。

從上述的全輕混凝土自身特性和與其他地面保溫材料的比較可以看出，全輕混凝土目前是一種作為建筑地面保溫的最理想材料。

3 全輕混凝土應用存在的問題及解決途徑探討

3.1 分層離析

全輕混凝土拌合物組成主要是輕粗集料、輕細集料、膠凝材料和水四部分組成，與普通混凝土相比，這四種原材料比重相差更大（表觀密度：P·O42.5水泥在3000kg/m3左右；600級輕集料在1000kg/m3以 內；700 級陶砂在1300kg/m3以內；建筑用石在2600kg/m3以上，建筑用砂在2500kg/m3以上），其中比重較小的輕集料、水等上浮，水泥漿和細集料下沉，造成混凝土整體不均勻，容易引起混凝土的離析，這種分層離析現象在坍落度大的全輕混凝土中尤為明顯。

在其他條件不變條件下，輕集料顆粒在混凝土拌合物中的上浮速度與輕集料粒徑的平方成正比，與水泥漿體和輕集料質檢的密度差成正比，與水泥漿體的粘度成反比。影響輕集料混凝土分層離析的關鍵因素是輕集料顆粒的粒徑大小，其次是水泥漿體的粘度及輕集料與水泥漿體的密度差。

減小粗輕集料粒徑是降低輕集料上浮、提高輕集料混凝土均質性的重要途徑；輕集料密度等級越低，混凝土拌合物中輕集料的上浮現象越嚴重；輕集料的級配、粒型是骨料上浮分層的重要影響因素，連續級配的碎石型輕集料抗上浮性最好；礦物摻合料的加入對輕集料混凝土中輕集料的上浮分層具有遏制作用，礦物摻合料摻量越高，遏制作用越明顯；摻入適量增稠劑可提升混凝土抗骨料上浮功能。

3.2 泵送問題

輕集料混凝土的泵送主要存在以下三個問題：（1）在泵送過程中，水泥漿中的一部分水在壓力作用下滲透到輕集料中，降低了混凝土的工作性能。（2）當水泥漿中的水分滲入到輕集料中時，混凝土的體積會略有較小。因此，泵送輕集料混凝土具有可壓縮性，在泵壓作用下具有塑性。（3）當泵壓增大時，混凝土中的空氣被壓縮到輕集料中，這也是泵送輕集料混凝土具有可壓縮性的原因。然而，當泵壓下降和消失后，輕集料孔內的壓縮空氣又會將輕集料孔內的水分擠出。如果這種壓力釋放現象發生在泵管中，會導致混凝土拌和物泌水并會堵塞泵管；如果壓力釋放發生在澆筑現場，擠壓出的水分會包裹在輕集料表面，影響集料與水泥石的界面，并破壞水泥石和骨料的粘結，從而影響混凝土性能，甚至引起混凝土強度損失和耐久性變差等問題。

解決泵送問題主要通過對輕集料的改性減少在泵送過程中的吸水性；摻入合理的高效減水劑提高混凝土工作性能，調節混凝土凝結時間；摻入適量優質粉煤灰，“活性效應”、“形態效應”和“填充效應”改善混凝土拌和物工作性能；摻入適量的引氣劑、增稠劑等優質外加劑增加混凝土拌合物工作性，降低坍落度損失和泌水性。

3.3 強度與密度的矛盾關系

全輕混凝土作為樓地面保溫層應用時，應起到保溫與承重的雙重作用。其干表觀密度越小，其保溫性能越好；而為省去保護層、降低成本、充分發揮全輕混凝土雙重作用，其強度級別應在LC15級以上。

全輕混凝土的強度取決于水泥砂漿強度和輕集料的強度，并受砂率、水泥用量、水灰比和骨料粒徑范圍及粗細骨料總體積的相互影響。通過原材料的選擇、配合比優化設計、施工工藝的控制，完全能配制出滿足生產要求的全輕混凝土。

4 全輕混凝土樓地面保溫施工技術優點

目前成功運用于樓地面保溫的材料主要有橡塑保溫板、泡沫混凝土和全輕混凝土。

樓地面橡塑保溫施工工藝流程為：施工準備→地面彈線→安裝保溫釘→基層處理及泛水找坡→涂刷防水涂膜（兼做界面劑）→安設高架地板底座下橡膠墊及底座→鋪設橡塑保溫板→橡塑保溫板接縫處企口處理→保護層安設。

全輕混凝土樓地面保溫施工工藝：基層處理→標高控制→模板支護→混凝土攪拌運輸（配合比設計、攪拌、運輸）→混凝土澆筑成型（振搗、趕平、抹平、提漿、收光、刻紋）→混凝土養護→混凝土缺陷修補。

泡沫混凝土樓地面保溫施工工藝：清理基層→施工測量放線→分倉支?！牧系呐浜媳仍O計→投料與攪拌→基層界面處理→分倉澆筑→找平、拆?！善繁Ｗo→在保溫層上做一層20mm后水泥砂漿找平層。

相比于橡塑、泡沫混凝土樓地面保溫的施工，全輕混凝土的施工具以下優點：（1）成品的性質均質穩定。全輕混凝土由商混站按規定的配合比進行攪拌運輸，相比于泡沫混凝土的現場泡沫澆筑質量更穩定和有保障。（2）施工過程更方便快捷。全輕混凝土的施工同普通混凝土一樣可通過泵送澆筑，澆筑速度快，施工過程簡單，相比于橡塑板和泡沫混凝土減少了前期界面處理和后期的鋪設保護層，普通混凝土施工工人即可施工，無需專業施工隊伍或經過專業培訓。（3）整體性好，與基層結合更緊密。全輕混凝土組成材料與基層普通混凝土基本一樣，兩者相容性較高，粘結性相比對橡塑板與基層粘結主要靠鉚釘固定、界面劑粘結，泡沫混凝土的多孔、強度低、界面相容性差異大有較明顯的優勢。

5 結束語

全輕混凝土是一種十分理想的建筑地面保溫材料，其輕質、高強、保溫、耐火、與基層粘結強、可泵送、施工工藝簡單等特點滿足于建筑地面保溫的要求，但由于輕集料的密度小、強度低、吸水率大而極大制約了全輕混凝土拌合物工作性能和強度等級，因此對全輕混凝土的研究主要放在輕集料上：如何在控制輕集料的密度前提下提高輕集料的強度、降低吸水率方面。全輕混凝土的研究和應用有利于提高樓地面建筑節能效果，降低工程綜合成本，促進建筑節能技術的發展。