《轻集料混凝土》

ZL复合轻集料干拌垫层混凝土

施工新技术

北京六建集团有限责任公司

2010年12月

1 前言

1.1 轻集料混凝土的现状

轻集料混凝土具有节能、节省资源、降低建筑造价等突出优点，轻骨料混凝土得到较快发展。骨料、轻砂（或普通砂）、水泥和水配制而成的干表观密度不大于1950Kg/m3的混凝土，称为轻集料混凝土。由于陶粒混凝土质轻、高强、保温等性能特点，决定了陶粒混凝土是目前生产量较大的轻质材料。目前我国陶粒总产量中粘土陶粒约占65%，其中很多地区的厂商为急功近利非法采挖农耕粘土作主原料，破坏土地资源和生态环境。由于超轻陶粒市场大、粉煤灰等工业废渣的价格越来越贵，利用工业废渣的陶粒生产线相对较少，利废数量低于七八十年代。

轻集料混凝土具有质轻、抗震、耐火等特点，可广泛应用于工业与民用建筑的楼面垫层及屋面找坡层等。然而由于轻集料的多孔性，使轻集料混凝土的特性与普通混凝土有很大的差异。轻集料的多孔、轻质的特点虽然可以降低轻集料混凝土的自重，但同样也会对轻集料混凝土的工作性能、硬化后的强度和耐久性能产生一些不利的影响。在拌合和浇筑阶段，由于轻集料多孔性质使轻集料的吸水率大大增加，轻集料混凝土在搅拌振捣过程中很容易产生轻集料上浮分层甚至产生离析现象，这就给轻集料混凝土的工作性能带来了不利影响。另外，在轻集料混凝土硬化阶段，轻集料混凝土较高的水泥用量，且在轻集料混凝土早期硬化过程中混凝土体积稳定性与轻集料中水分的变化有很大的关系。此外，轻集料混凝土硬化后的收缩变形较大，严重影响轻集料混凝土的使用寿命。

1.2 陶粒混凝土垫层禁止使用

为保证北京市建设工程的质量和安全，促进北京市建设领域的资源节约和环境保护，根据北京市建委和北京市规划委员会发布了《北京市建设工程禁止和限制使用建筑材料及施工工艺目录（2007年版）》，根据目录要求，黏土和页岩陶粒及以黏土和页岩陶粒为原材料的建材制品自2008年1月1日起，在北京市建设工程中停止使用。

1.3 研制新型轻集料混凝土

针对轻集料混凝土应用存在的问题，开发新型的轻集料混凝土势在必行。本项目的目的是开发一种干拌复合轻集料混凝土垫层，通过系统地研究轻集料的结构特性、影响干拌复合轻集料混凝土垫层性能的各项因素及干拌复合轻集料混凝土垫层的配制技术，配制轻质、工作性能佳、高耐久性和符合施工要求的干拌复合轻集料混凝土垫层，并建立各影响因素与轻集料混凝土性能的关系，为干拌复合轻集料混凝土垫层的系统配制和应用奠定基础。产品达到了优良的技术要求如下：

1.3.1产品具有良好的工作性、轻质、体积稳定性和耐久性。

密度：600-800Kg/m3；

抗压强度：≥1.5MPa；

导热系数：≤0.2W/m·K；

吸水率：≤2%。

1.3.2产品实现预拌化，实现工厂化生产、严格按配方配制；现场直接加水搅拌，施工方便。

1.3.3保护耕地，节约能源与资源，大量利用粉煤灰、尾矿砂、废聚苯颗粒、废橡胶颗粒等废物资源，资源综合利用率30%以上。为绿色环保做出重大贡献。

1.4 新型ZL复合轻集料混凝土的应用

我们在郭庄子B5#两限房工程进行了实际应用，新型ZL复合轻集料干拌垫层混凝土代替陶粒混凝土用作屋面的找坡层。使用时在施工现场按比例加水，搅拌均匀即可使用。符合现行预拌混凝土的施工要求，操作工艺简单，面层质量良好，没有出现开裂等现象。

2 工程概况

3 材料主要技术性能

3.1 材料特点

3.1.1利用粉煤灰

该混凝土利用了大量的粉煤灰。粉煤灰是热电厂排放的固体废弃物，堆积排放占用大量的耕地，污染

环境，该混凝土中利用粉煤灰代替部分水泥，既消纳了大量的固体废弃物，又减少了因生产水泥对环境的破坏（排放粉尘和温室气体）。

3.1.2节能环保

该混凝土的轻骨料主要是利用回收聚苯板粉碎的聚苯颗粒，既减少了白色污染，又利用其保温性能。从原材料的角度，该混凝土是资源再生、节能环保的找坡材料。

3.1.3容重低，强度高，导热系数低。主要性能指标如下：

3.2 技术特点

3.2.1与基层亲和力好，避免空鼓。

由于陶粒混凝土中缺少改善与基层粘结力的外加剂，水泥搅拌不均匀等因素，易于产生空鼓开裂；而ZL复合轻集料干拌垫层混凝土配方中含有增加与基层粘结力的无机高分子复合材料，大幅度提高粘结力减少空鼓。

3.2.2该混凝土吸水率低，不藏水，不易造成渗漏。

为了降低屋面承重，通常找坡只能用松散状的材料，而且一般要用轻质材料，其特点就是空隙率大，容易吸水。在陶粒混凝土找坡施工中存在轻骨料含水率过大，藏水过多，容易造成渗漏问题。而此复合轻集料干拌垫层混凝土中含有的EPS轻骨料本身是憎水材料，吸水率小，防潮性好（轻珠不吸水），吸水率可小于3％以下。

3.2.3该混凝土抗裂性能好。

其中含有EPS轻集料、纤维和保水增稠材料，都能大大增强其抗裂性。

3.2.4配比准确，质量稳定。

该混凝土是一种预拌混凝土，对原材料和配比由厂家严格控制，确保该混凝土质量稳定可靠。生产厂家

按研制好的配方，由电脑控制计量各所需材料混合均匀后，以袋装形式或罐车运至工地。施工中只需加入适量水搅拌均匀后即可使用。

3.2.4施工过程环保。该混凝土是采用定量包装的预拌干混料现场加水配制而成，计量准确，施工适应性强，随配随用，无废料产生，并且该混凝土的施工操作性很好，保证了施工现场的干净整洁。减少现场材料堆放，便于施工物料管理，施工现场整洁。

3.2.5施工过程无火灾隐患。

材料中含有废旧的聚苯颗粒，既降低了导热系数，施工中还不存在火灾隐患。

4 施工工艺流程

基层清理→找好屋面坡度→定位弹线→设置屋面通气孔→管根堵洞、固定→设置分隔缝→现场搅拌→铺设复合轻集料垫层混凝土→养护→分隔缝灌注沥青砂

5 施工操作要点

5.1 基层清理

在浇筑垫层混凝土之前将混凝土楼板基层杂物进行处理，把粘结在基层上的松动混凝土、砂浆等凸出基层表面的硬块剔除干净，用扫帚将上面浮尘扫净。

5.2 找好屋面坡度

根据屋面地漏及排水的位置，找好屋面坡度，。

5.3 定位弹线

找标高，在女儿墙上弹+50cm水平控制线。根据墙上的+50cm水平控制线。往下量测出垫层标高。

5.4 设置屋面通气孔

根据屋面的面积大小，设置通气管及排气管。

5.5 管根堵洞、固定

穿过屋面和墙面等结构层的地漏、通气孔、臭气管等管根部位，用豆石混凝土填赛密实，将管根固定。

5.6 设置分隔缝

屋面设置上下贯通的分隔缝，分隔缝间距不大于6m，缝宽2cm。用水泥砂浆提前在分隔缝处固定2cm 宽的木条或挤塑板。

5.7 现场搅拌

使用专用的搅拌机，先将加1/2的用水量，然后加入垫层混凝土，搅拌约lmin，再加剩余的水量，继续搅拌不少于4min。要求搅拌出的混凝土和易性良好。

5.8 铺设复合轻集料垫层混凝土

将已搅拌好的垫层混凝土，用小推车将垫层混凝土铺在基层上，以已做好的找平墩（灰饼）为标准将混凝土铺平，比找平堆高出3mm，然后用平板振捣器振实找平。并随即用大杠找平，用木抹子搓平或用铁滚滚压密实，全部操作过程要在2h内完成。

5.9 养护

混凝土凝固后及时喷水养护并覆盖塑料布至少3天。

5.10 分隔缝灌注沥青砂

将分隔缝清理干净，灌注沥青砂，面层不得高出垫层混凝土。

5.11 施工中注意事项

5.11.1施工温度要求大于5℃以上；

5.11.2严禁使用过时灰浆；施工完的垫层必须注意养护，常温3d后方能进行下道工序施工。

5.11.3垫层施工过程中注意产成品保护，不得碰撞门框、管线和已完的立墙装修面层。

5.11.4避免在垫层混凝土上搅拌砂浆、存放油漆桶等物品，以免污染垫层，影响面层与垫层的粘结力，而造成面层空鼓。

6 质量标准及验收结果

6.1 质量验收标准

6.1.1垫层混凝土的强度、表观密度、导热系数以及强度、吸水率等，必须符合设计要求。

6.1.2垫层混凝土材料要拌合均匀，分层铺设，压实适当，表面平整，找坡正确。

6.1.3整体现浇垫层混凝土厚度允许偏差：+10%，-5%；且不得大于4mm。

6.1.4面层不得出现空鼓、开裂、起砂等现象。

6.2 验收结果

本次在郭庄子B5＃屋面浇筑完成的垫层混凝土表明平整，面层均匀，养护充分。没有出现空鼓、开裂、起砂等现象。观感质量优良。

7 技术、经济效益分析及施工体会

7.1 技术效益分析

该项技术与陶粒混凝土找坡层施工工艺比较，具有显著优点：

7.1.1该混凝土容重低，强度高，导热系数低。

该混凝土的一般容重为500-800kg/m3，屋面找坡中使用的陶粒混凝土一般容重为1000-1400kg/m3，容重大大降低，减轻承重50%以上；该混凝土的强度1MPa-3MPa，完全满足屋面找坡层抗压强度要求。该混凝土的导热系数一般为0.08-0.12 W／m·K，陶粒混凝土的导热系数一般为0.2-0.4 W／m·K。

7.7.2该混凝土配比准确，质量控制稳定。

陶粒混凝土的配合比通过试验室确定，而陶粒混凝土现场搅拌施工时计量不准确，导致陶粒混凝土找坡层强度不稳定，还可能产生空鼓开裂等问题。而ZL复合轻集料干拌垫层混凝土是一种预拌混凝土，在工厂按一定配方，由电脑控制计量各所需材料混合均匀后，以袋装形式或罐车运至工地，只需加入适量水搅拌均匀后即可使用。对原材料和配比严格控制，确保该混凝土质量稳定可靠。

7.7.3施工工艺简单

该混凝土使用时在工地现场按比例加水，搅拌均匀，用铁锹铺在基层上，并随即用大杠找平。陶粒混凝土配制前需要陶粒过筛、水闷，为了清除陶粒中的杂物和细粉末，陶粒进场后要过两遍筛。第一遍用大孔径筛（筛孔为30mm），第二遍过小孔径筛（筛孔为5mm），使5mm粒径含量控制在不大于5%的要求，在浇筑垫层前应在陶粒堆上均匀浇水，将陶粒闷透，水闷时间应不少于3d。

7.2 经济效益分析对比

与陶粒混凝土相对比，该混凝土造价有小幅降低，具体指标见下表：

7.3 施工体会

ZL复合轻集料干拌垫层混凝土使用过程节能环保。施工工艺简单，质量容易控制。另外，其耐久性好，抗裂性优，减少以后的维修费用。

总之，该项新技术完全可以替代现场搅拌陶粒混凝土工艺，具备较好的经济及社会效益。该混凝土具有优良的保温隔热隔音性能，降低了建筑物使用过程中的采暖和空调能耗，提高了居住环境的舒适度。市场前景应该较为广阔。

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