王昌盛
北京建工集团有限责任公司建筑工程总承包部 北京 100032
摘要：发泡混凝土又称泡沫混凝土，是通过使用水泥基作为主要胶凝材料，掺和其他矿物作为附加胶凝材料，加入外加剂、水搅拌均匀，再通过发泡剂发泡，浇筑养护而成的轻质混凝土。因为发泡混凝土内部多孔的性质而具有体积密度小、隔热、吸声隔音、减震等优点[1]。发泡混凝土具有重量轻、隔音效果好、防火能力强、保温隔热性能优良，绿色环保的等材料特点和施工效率高和经济效益明显的技术经济优势。与国家所提倡的“环保节能型”的建筑要求以及建筑产业政策是相符的，也是国家现阶段大规模推广的新型的环保节能材料之一，具备非常好的技术性能以及经济效果，并且已经慢慢的在房屋建筑保温环节中被应用。发泡混凝土作为公路的填料得到广泛应用，其在建筑施工项目的屋面保温层开始使用，但是发泡混凝土作为建筑施工地面垫层，特别是大面积地面垫层的应用相对较少。本文针对教育园区项目工程中地面大量发泡混凝土的使用展开研究和应用。文中以实际工程为例，研究发泡混凝土原材料的特点和技术性能，通过分析发泡混凝土在地面垫层中施工工艺，并严格控制施工过程，取得良好的施工效果和经济优势，作为建筑施工中广泛推广应用的新型材料。
关键词：地面垫层；发泡混凝土；技术措施；质量控制
1 本文分析工程的概况
我公司承建的北京市好未来昌平教育园区项目，项目位于北京市昌平区沙河镇。总建筑面积12.8万平方米，其中地上9层，建筑面积7.2万平方米；地下3层，建筑面积5.6万平方米。项目建成后将主要用于好未来公司办公及教育机构延伸拓展。室内地面，包括电梯厅、办公室、教室、会议室等功能房间的瓷砖、木地板等楼面做法的垫层均采用轻集料混凝土[1]。总承包部单位组织建设单位及设计单位，选用发泡混凝土作为楼地面垫层，原设计轻集料混凝土垫层改为发泡混凝土垫层，发泡混凝土总使用工程量3910m3。
2 发泡混凝土微结构的发展现状以及发泡混凝土的特性
2.1发泡混凝土微结构的发展现状
发泡混凝土属于环保型保温隔热材料，由发泡剂机械发泡后，与水泥浆经混合、泵送、养护、硬化而成。1923年，发泡混凝土的首个专利授权，逐步得到广泛的工程应用。2017年，我国泡沫混凝土产量达4000万m3。目前，发泡混凝土在结构保温、工程填充等方面得到较广泛的应用，其优点有：质轻，密度约为400～1000kg/m3，明显降低结构负重；保温隔热，内部分布微小独立孔洞，保温性能好，导热系数为0，10～0，24w/(m·K)；耐火耐高温，为不燃材料；环保，所用发泡剂可由动植物蛋白为组份。其不足主要在于：强度偏低，吸水率高、干缩值大。其中，强度不足是影响发泡混凝土工程应用的基础性因素[2]。可掺加聚丙烯、玻璃纤维、碳纤维切丝等工程纤维进行改性，以提高发泡混凝的强度。发泡混凝土是一种集轻质、高强、防火及隔热于一体的新型绿色砌筑混凝土，主要由胶凝材料(石灰、水泥基水硬性材料等硅酸盐体系以及粉煤灰、粒化高炉矿渣等工业固废基)、发泡剂(铝粉、双氧水以及表面活性剂)、外加剂、拌合水等组分，经混合搅拌、发泡成型、特殊养护以及切割制成[2]。发泡成型工艺是发泡混凝土成败的关键工艺，影响着微结构的组成与分布，会导致混凝土的宏观性能差异，决定其产品的质量。当前，发泡工艺主要包括以下两种:一，化学反应产生的内发泡工艺，发泡材料特殊的孔溶液环境触发了搅拌混合过程填入的发泡剂，导致了大量不规则气泡的形成与溢出，形成大量空洞孔结构，从而使体积膨胀，生成发泡材料；二，物理搅拌过程输入的外发泡工艺，主要是指通过机械作用下将泡沫或者空气直接引入新拌浆体中，可有效降低其质量，达到轻质需求。
2.2发泡混凝土特性
首先要先说到发泡混凝土用作垫层的房间：根据设计做法要求，发泡混凝土主要用作水泥楼面、瓷砖地面、花岗石楼面、强化复合木地板楼面等楼地面垫层。其次，发泡混凝土材料：发泡混凝土是由水泥、发泡剂等作为主要原材料制作而成的一种含有大量封闭气孔的混凝土。根据楼地面的做法、选材要求及设计对垫层的物理性能要求，发泡混凝土垫层选用42，5普通硅酸盐水泥为原料，加入水泥发泡剂，最后形成发泡混凝土。然后是发泡混凝土特性：通过对现场发泡混凝土垫层的施工应用及研究，由于泡沫混凝土中含有大量封闭孔隙，使其具有良好的物理力学性能[2]，具有以下特性：一，自重轻质。泡沫混凝土中气泡多，其密度较低，具有轻质性，使得自重降低25%~40%，密度较轻。与一般水泥砂浆垫层相比，一般可减轻自重的25%，大幅度减少建筑物自重。因此，在建筑工程的垫层中应用发泡混凝土能够产生很大的经济效益。二，隔音隔热性能极佳。发泡混凝土属于多孔材料，内含有大量封闭的细小孔隙，具有良好的保温隔热性能。采用发泡混凝土作为建筑物垫层及屋面材料，不但具有良好的保温节能效果，而且隔热效果显著。三，耐火性能好且绿色环保。发泡混凝土属于耐火等级为A级，具有优良耐火性，且热传导性能低。原材料为中性，即时高温下也不产生有害气体，是良好的绿色环保材料，不仅为工程的建设发挥了重要的作用，而且还顺应了可持续发展的要求，促进了城市的健康发展[3]。四，机械化程度高，施工简便。水泥和砂子作为主要材料，来源广泛，取材方便。现场全使用机械，实现自动化作业程度高，泵送至作业工作面，大幅度节约机械和人工使用量，工作量可达300m3/工日，满足大面积垫层施工需求。
3 发泡混凝土在项目的楼层垫层应用
3.1施工工艺过程
发泡混凝土垫层具体施工工艺过程如下：一，水泥、水搅拌形成的浆料与水、发泡剂形成的稀释液混合形成发泡混凝土；二，在基层清理完成后，定标高并浇筑润湿基层；三，现场泵送混凝土至浇筑地方，现场人员浇筑发泡混凝土；四，浇筑后及时进行现场养护；五，施工完成后进行实体检验。
3.2施工技术控制要点
一，基层清理发泡混凝土基层楼板表面清理干净，垫层的基层表面应无灰尘、无杂物和无积水；二，定标高发泡混凝土垫层浇筑前，采用水泥砂浆固定预制发泡块，作地面冲筋控制标高，并严格控制房间四周位置预制块距离墙面10cm，预制块采用为梅花型布置。冲筋后，提前包裹好上道工序的成品、半成品，防止发泡随意流入造成半成品和成品污染；三，基层洒水润湿地面基层进行洒水湿润，考虑发泡混凝土吸水率较低，洒水以保证地面完全润湿但不有大量漂浮水为准的原则。
特别注意卫生间、厨房门口出300mm处，模板支设必须保证面板的垂直、平整度。四，发泡混凝土制作和输送根据生产单位综合考虑现场浇筑工程量需求，选择发泡混凝土混合料制备机械。混合料加入和搅拌顺序是：先加水，再加水泥和掺合料，最后加发泡剂。搅拌时间以搅拌均匀为准。搅拌均匀后通过输送泵送至施工作业现场[3]。五，现场浇筑作业根据垫层面积大小选择合适的浇筑方法，对于大面积发泡混凝土垫层的浇筑采用分区逐片浇筑法。首先用模板分割浇筑分区，浇筑时需要两人紧密协同作业，一人浇筑地面垫层同时另一人跟进刮平，初凝前，二遍抹压表面，终凝前，再第三遍抹压，最终保证完成表面平整、密实和光滑。六，发泡混凝土养护发泡混凝土垫层浇筑完毕后，及时将浇筑区域形成完全封闭，并设专人全天看护。终凝后及时进行洒水养护切忌直接浇水养护，养护时间≮3d，确保水化热的过程充分进行且最终无开裂现象。
4 施工质量控制
4.1施工准备阶段
在施工准备阶段，需要对于各项施工材料进行严格的把关。首先是使用到的水泥材料，必须是符合国家规定的硅盐酸水泥，而且对于水泥的生产厂商也需要做好市场调研，需要其出具质量证明等文件，严禁在施工过程中将不同质量和强度的水泥进行混合使用，这样会大大降低建筑材料的质量。其次，在对发泡剂进行选择的过程中，也需要进行严格的保管，发泡剂的发泡率必须要在200倍以上，只有这样才能使最终的泡沫混凝土符合使用标准。最后，对于施工工具要保证设施完整，泡沫混凝土一体机需要配备液压泵，只有这样才能满足施工需求。
4.2基层处理
在施工前需要进行最基本的基层质量检查，清除房面的垃圾以及浮灰。对于基层存在的一些开裂和蜂窝问题需要及时的处理。如果基层过于干燥的话，还需要先对基层进行湿润，但是要保证基层不能有积水。而且在施工过程中需要做好防水工序，避免由于天气问题导致泡沫混凝土大量积水，进而引发的房屋漏水问题。在进行排气管铺设时，需要做好预埋工作，不仅要满足功能需要，而且需要满足视觉美观的要求，保证排气管和地缝对齐，排气管填埋后，再用泡沫混凝土将周围进行填补。
4.3发泡混凝土浇筑
在进行正是浇筑之前，需要先选择一块实验区域，在各施工单位完成质量检测之后才能够正式进行施工。而且在施工的过程中还需要注意天气问题，因为泡沫混凝土施工过程中要做好防水工作，如果在施工期间有暴雨天气，最好不要进行施工，否则会破坏还未成型的泡沫混凝土，或者是泡沫混凝土吸水过多，后期房屋出现漏水情况。同时在施工过程中要做好防雨措施，尽量保证在无雨的情况下进行施工，施工过程中遇到不良天气及时停止，并做好防范措施。在进行浇筑的过程中，要做到保证平整，并且分区域进行浇筑。严格按照之前设定好的施工高度和施工面积进行浇筑。在浇筑工作完成以后，施工人员仍需要观察泡沫混凝土的收缩和下沉状况。如果在观察的过程中发现泡沫混凝土下沉或收缩的速度不正常，要做好及时的数据记录，作为下一阶段施工的参考。对于施工过程中出现损坏的边角部位要进行及时的修缮。除了在工程完成后进行的质量验收工作外，施工人员在施工过程中就应做好自检工作，能够很好的防范质量问题。
5 实施效果综合分析
分别从施工工期和成本对比，发泡混凝土的实施效果综合分析具体如下：
5.1施工工期对比
针对本工程发泡混凝土应用的实际情况，对比常规的轻集料混凝土垫层实施施工工期分析：采用常规轻集料混凝土垫层，其预拌和运输需要5d，垫层施工需要32d，施工总工期需37d；而采用现浇发泡混凝土无需要预拌和运输，仅垫层施工，总工期仅14d。对比可知，本工程采用发泡混凝土比应用轻集料混凝土总共可节约工期23d。
5.2施工成本对比
针对本工程发泡混凝土应用的实际情况，对比常规的轻集料混凝土垫层实施施工成本分析。采用工料综合单价方法分析：以完成的实体工程量3910m3为计量工程量，发泡混凝土工料综合单价比常规轻集料混凝土每m3减少34元。因此本工程采用发泡混凝土垫层比轻集料混凝土垫层共节约13，294万元。
结语
随着科技的发展与进步，发泡混凝土中孔结构的研究正朝着精准表征与高性能化的方向发展。然而，作为一种发泡工艺，发泡过程的实时调控与检测是决定发泡混凝土质量的关键，影响者其后期性能[5]。因此，未来的研究应着重于发泡混凝土的发泡过程调控、监测与检测的综合调控，为其性能优化与完善提供基础，进而推动我国发泡混凝土的发展。
参考文献
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