高層建筑水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫隔熱屋面施工技術分析

樊裕華　李偉杰

摘 要：以江蘇南通某高層建筑水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫屋面工程施工為例，從節能材料資源化再利用的角度介紹一種新型復合保溫屋面設計與施工方法。該方法主要以垃圾焚燒灰資源化利用為技術導向，將垃圾焚燒灰作為半膠凝活性摻合料應用于屋面保溫構造。屋面保溫構造設計主要依靠雙重保溫隔熱構造措施;一是由水泥、石灰、垃圾焚燒灰、膨脹蛭石和水按照一定比例配制而成的水泥灰-膨脹蛭石混合料;二是纖維增強硅酸鈣板。文章重點介紹了水泥灰-膨脹蛭石混合料的配合比設計和保溫屋面施工工藝，可為垃圾焚燒灰資源化工程應用提供一定的理論借鑒。

關鍵詞：垃圾焚燒灰渣;資源再利用;水泥灰-膨脹蛭石;節能混合料;保溫屋面;施工技術

中圖分類號：TU761.12 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）26-0115-03

Analysis of Construction Technology of Thermal Insulation Roof of

High-Rise Building Cement Ash-Expanded Vermiculite Mixture

FAN Yuhua LI Weijie

（Jiangsu Weifu Group Construction and Development Co.， Ltd.， Nantong Jiangsu 226026）

Abstract： Taking the construction of cement ash-expanded vermiculite mixture thermal insulation roofing project of a high-rise building in Nantong as an example， a new type of composite thermal insulation roof design and construction method is introduced from the perspective of recycling energy-saving materials. In the meantime， the resource utilization of waste incineration ash is mainly used as a technical guide， and the waste incineration ash is used as a semi-gelling active admixture in the roof insulation structure. The design of roof thermal insulation structure mainly relies on dual thermal insulation structural measures， one is a cement ash-expanded vermiculite mixture prepared from cement， lime， garbage incineration ash， expanded vermiculite and water in a certain proportion， and the other is a fiber-reinforced calcium silicate board. After that， it focuses on the mix design of cement ash-expanded vermiculite mixture and the construction technology of thermal insulation roof， which provides a certain theoretical reference for the application of waste incineration ash resource engineering.

Keywords： garbage incineration ash;resource reuse;cement ash-expanded vermiculite;energy-saving mixture;thermal insulation roof;construction technology

2016年11月，住房和城鄉建設部、國家發展和改革委員會等部門聯合發布《關于進一步加強城市生活垃圾焚燒處理工作的意見》，強調了垃圾處理與經濟發展的重要關系，對垃圾再利用提出了更高要求，并對各地垃圾處理問題實施管控[1]。城市垃圾焚燒灰資源化綜合利用技術符合我國社會發展節能需求，實現了廢物處理與環境保護之間的協調，也實現了基于廢物再利用生態設計理念的可持續性綠色建材產品的合理化應用[2]。研究表明，將垃圾焚燒灰作為半膠凝活性材料應用于建筑、道路、橋梁等領域，具有一定的優越性[3]。

1 概述

本工程為江蘇南通某綜合辦公樓工程（3期）項目，工程總建筑面積為137 726.8 m，地上16層，地下2層，建筑結構型式為鋼筋混凝土剪力墻結構，局部預制保溫復合墻板，抗震等級為三級，安全等級為二級。屋面結構設計符合行業節能發展要求，設計理念新穎。屋面局部坡度較大（見圖1），最大處達到45°，屋面板厚度為120 mm，混凝土強度等級為C30。由于冬季較為寒冷，本工程在屋面保溫構造設計上采用“水泥灰-膨脹蛭石混合料”保溫復合屋面，即雙重保溫構造設計。該屋面保溫構造設計方案主要依托校企合作的科技成果，將研制成功的水泥灰-膨脹蛭石混合保溫漿料應用在本工程屋面保溫層施工中。項目采用的水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復合屋面技術方案已得到專家論證，合理可行，社會效益明顯。與此同時，該技術方案的研究與應用也是對《建筑節能與綠色建筑發展“十三五”規劃》的響應[4]。

2 施工方法

本工程設計的水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復合屋面具有雙重保溫性能。下面將從屋面的構造設計、施工工藝及技術要點等3方面對水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復合屋面的應用進行說明。

2.1 構造設計

水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復合屋面構造設計如圖2所示，包括鋼筋混凝土屋面板、60 mm厚水泥灰-膨脹蛭石混合料、80 mm厚纖維增強硅酸鈣板、1∶6水泥焦渣找坡層、20 mm厚1∶3水泥砂漿找平層和4 mm厚SBS防水卷材防水層，屋面保溫性能主要依靠60 mm厚水泥灰-膨脹蛭石混合料和80 mm厚纖維增強硅酸鈣板雙重保溫隔熱構造措施。該保溫屋面結構設計合理，雙重保溫性能好，實現了廢物資源化再利用，有效降低了成本，具有良好的經濟效益和社會效益。

2.2 施工工藝流程

2.2.1 基層處理。結構層混凝土施工完畢并達到設計要求強度后，應在結構層鋼筋混凝土屋面板表面采用1∶3水泥砂漿適當找平，然后采用石油瀝青與汽油以3∶7的配合比調制而成的冷底子油沿著平行與垂直屋脊兩個方向各涂刷一道，噴涂后做好保護措施，待養護8 h后方可進行下一道工序。

2.2.2 60 mm厚水泥灰-膨脹蛭石混合料制備。水泥灰-膨脹蛭石混合料作為第一道保溫層，主要采用水泥、石灰、垃圾焚燒灰、膨脹蛭石加入水按照一定比例配制而成的干硬性保溫混合料。制備時，采用二次攪拌法，即先將水泥、石灰、垃圾焚燒灰加水攪拌成水泥灰漿，嚴格控制攪拌的時間與垃圾焚燒灰固化靜停的時間，再陸續加入膨脹蛭石攪拌均勻，隨拌隨用，如圖3所示。由于采用機械攪拌會導致膨脹蛭石顆粒破損，因此宜采用人工攪拌。最終制備好的水泥灰-膨脹蛭石混合料以“用手緊握可成團不散，并稍有水泥灰漿滴下”為標準[5]，嚴格確定施工配合比與每立方米水泥灰-膨脹蛭石混合料各材料用量。

2.2.3 60 mm厚水泥灰-膨脹蛭石混合料鋪筑。水泥灰-膨脹蛭石混合料應從屋面最低處（如檐溝處）向屋脊方向鋪筑，宜分段鋪筑，每段鋪筑長度不超過5 m，虛鋪厚度與壓實厚度比為1.25∶1.00。當屋面坡度較大時，應采取措施改善水泥灰-膨脹蛭石混合料鋪筑后的穩定性。當施工期間日平均氣溫超過30 ℃時，制備好的水泥灰-膨脹蛭石混合料應在2.5 h內鋪筑完畢，否則應加水重新拌和后再進行使用。最終水泥灰-膨脹蛭石混合料鋪筑的允許偏差控制在+10%以內。

2.2.4 安裝80 mm厚纖維增強硅酸鈣板。纖維增強硅酸鈣板作為第二道保溫措施，安裝時應緊密貼合在已鋪筑完的水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫層1上，并保證平鋪穩定，板縫處應采用1∶3水泥砂漿進行勾縫。當屋面坡度較大時，應采取措施保證纖維增強硅酸鈣板就位后的穩定性，最終纖維增強硅酸鈣板安裝的允許偏差控制在±5%以內，且不超過4 mm。

2.2.5 1：6水泥焦渣找坡。找坡采用1∶6水泥焦渣，水泥焦渣的虛鋪厚度與實際壓實厚度比為1.35∶1.00。找坡施工過程中，先在80 mm厚的纖維增強硅酸鈣板上進行灑水濕潤，然后“分層、分段”均勻涂刷一層素水泥漿結合層，最后進行水泥焦渣找坡[6]。

2.2.6 采用20 mm厚1∶3水泥砂漿找平。水泥焦渣找坡完畢后，應采用20 mm厚1∶3水泥砂漿進行找平，表面平整度控制在3 mm以內。

2.2.7 4 mm厚SBS防水卷材防水層鋪貼。嚴格按照規范要求，4 mm厚SBS防水卷材防水層鋪貼屬于二次防水工藝，長短搭接縫寬度分別不小于150 mm和100 mm。同時，為確保卷材鋪填規范，鋪填前在找平層上彈出粉線并進行試鋪貼，確保搭接寬度達到要求后再進行正式鋪貼[7]。

2.3 技術要點

2.3.1 水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復合屋面施工方法。確定水泥灰-膨脹蛭石混合料配合比時，石灰與垃圾焚燒灰的比例以1∶2.5～1∶4為宜，水泥用量占垃圾焚燒灰用量的30%～45%;垃圾焚燒灰用量與膨脹蛭石用量的比例以1.0∶4.0～1.0∶5.5為宜，水的用量占水泥與垃圾焚燒灰總用量的40%～50%。

2.3.2 水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復合屋面施工方法。保溫混合料制備時，水泥灰漿的攪拌時間不少于10 min，固化靜停時間控制在2～3 h。

2.3.3 水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復合屋面施工方法。對于水泥灰-膨脹蛭石混合料的鋪筑，當屋面坡度小于30°時，可直接鋪筑;當屋面坡度大于30°時，宜采用角鋼在結構層上做成格構槽，分格鋪筑。其中，角鋼采用等邊角鋼，角鋼邊長與水泥灰-膨脹蛭石混合料鋪筑厚度相等，角鋼厚度宜為6～8 mm。角鋼與結構層采用螺栓連接，螺栓直徑不小于8 mm，角鋼上的螺栓孔徑應比螺栓直徑大1 mm。

2.3.4 水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復合屋面施工方法。當屋面坡度大于30°時，采用角鋼在結構層上做成格構槽，分格鋪筑水泥灰-膨脹蛭石混合料后，可在纖維增強硅酸鈣板上鉆孔，并采用鋼絲與角鋼固定，保證纖維增強硅酸鈣板安裝的穩定性。需要注意，鋼絲的直徑不小于3 mm，間距不大于300 mm。

2.3.5 水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復合屋面施工方法。水泥灰-膨脹蛭石混合料鋪筑完畢后，自然養護至少2.5 h，然后方可進行下一道工序的施工。當日最低氣溫小于5 ℃時，應加強保溫養護，養護時間不少于6 h。

3 結語

國外已將垃圾焚燒灰作為資源化再利用的節能材料重點推廣應用，對水泥、石灰等膠凝材料進行穩定化處理，并通過一系列的試驗研究發現，穩定化處理后的垃圾焚燒灰性質較為穩定，完全可以有效利用。本文以南通某高層建筑水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫屋面工程施工為例，將垃圾焚燒灰作為半膠凝活性摻合料資源化應用于屋面保溫構造，有效實現了水泥灰-膨脹蛭石混合料與纖維增強硅酸鈣板雙重保溫功能，重點闡述了節能型保溫屋面的構造設計、施工工藝及相關的技術要點，旨在為后續類似工程施工提供參考與借鑒。我國的國情決定了廢物資源化循環再利用的重要性，廢物再利用關乎國有資源使用與環境保護等重要戰略性問題，我國經濟可持續發展、資源合理化應用與環境保護必須相互協調。結合目前國家對建筑節能與綠色建筑發展提出的相關要求，本工程主要從資源化再利用角度循環利用垃圾焚燒灰，可為垃圾焚燒灰資源化工程應用提供一定的理論借鑒。

參考文獻：

[1]徐衛星，高路恒.基于垃圾焚燒灰資源化利用技術的復合板墻力學性能研究[J].施工技術，2017（6）：83-85.

[2]徐衛星，程彥，高路恒.可再生資源城市垃圾焚燒灰應用性機理研究[J].施工技術，2017（6）：86-88.

[3]高路恒，肖盛燮.城市垃圾焚燒灰在地下深層攪拌樁中的應用[J].交通科技與經濟，2012（3）：1-3.

[4]肖衡林，徐謙.垃圾焚燒灰性質分析及控制方法[J].環境工程，2012（30）：313-316.

[5]候曉龍，馬祥慶.垃圾焚燒灰治理垃圾滲濾重金屬污染的試驗研究[J].亞熱帶資源與環境學報，2007（2）：30-36.

[6]孫昕，金龍，宋立杰，等.城市生活垃圾焚燒灰渣資源化利用的研究進展[J].污染防治技術，2009（4）：61-63.

[7]朱靜，楊鼎宜，洪亞強，等.自保溫污泥陶粒混凝土砌塊及其性能研究[J].混凝土，2015（9）：130-134.

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