陶粒混凝土范文

陶粒混凝土篇1

关键词：陶粒混凝土； 发展现状； 应用； 内隔墙条板； 抗压强度

前言

陶粒混凝土（ceramisite concrete）以轻质陶粒为骨料决定了它是一种轻骨料混凝土（light aggregate concrete），其粗骨料为黏土陶粒，而非以往常见的石子。黏土陶粒代替石子是一种创举，黏土陶粒的粒径通常在5毫米以上。容重不超过2000kg/m3，密度处于200～2000kg/m3之间，且强度能够达到5～60 MPa的各种陶粒混凝土，可广泛应用于各种结构，包括工民建的承重结构，具有相当广阔的应用领域。

1.陶粒混凝土的优点

（1）质量轻

陶粒混凝土具有轻质的优势，一般比普通混凝土轻20～40%，但强度能够高达60MPa，减少建筑物的总体荷载是一个重要方面，它能节约建筑材料的用量，产生经济效益，也是一个其自身扩大应用的优势。

（2）高耐久性

陶粒具有较强的化学稳定性，在水泥用量相同，水灰比和强度也相同的情况下，陶粒混凝土具备更优越的抗渗性，耐蚀能力更强。

（3）抗震性好

对比普通混凝土和陶粒混凝土的弹性模量与密度，用后者建造的建筑物在地震时承受较小的地震力，减震效果显著。

（4）耐火性好

陶粒混凝土热阻效应显著，导热缓慢。在建筑火灾的实测中，陶粒混凝土材料耐火时间更长，强度降低更低。

（5）经济安全

综合考虑以上优点，陶粒混凝土的轻质带来的减轻自重与方便基础处理等影响为建筑物节约了一定的费用，整体可降低造价5%以上，耐火、耐久、抗震则带来安全上的保障，因此陶粒混凝土的合理利用既经济又安全。

2.陶粒混凝土的缺陷

陶粒混凝土具备较差的工作性，在现代施工中难以满足要求。泵送施工时容易产生分层离析现象，进而产生堵泵的问题，使混凝土的泵送浇灌无法继续进行，这是一个十分棘手的问题。

陶粒混凝土领域内公认的难题之一是陶粒上浮现象，G.C.Hoff R.Elimov研究发现了引气作用能够有助于混凝土的泵送，因此人们在施工中用引气剂促进混凝土泵送的顺利施工；欧洲研究者在提高混凝土的可泵性方面也有了新的发现，即使用减水剂或者稳定剂，泵送距离也增加，可达80米。另外，如何正确地反映陶粒混凝土的受力力学行为，仍然是一个具有挑战性的问题。

3.陶粒混凝土的应用技术国外研究使用进展

美国很早就开始了陶粒混凝土的利用，20世纪初就成功利用了页岩制作陶粒，生产的陶粒混凝土强度高达30MPa，很快就应用在各种建筑中。美国加利福尼亚一座大桥的建造采用了陶粒混凝土。紧跟着日本开始研究高性能混凝土，以改善其耐久性和不良工作性，最终取得了一定成果。现在，强度达到50、60MPa的陶粒混凝土已十分常见，并在国外大量生产使用。德国创新制造了特别适合生产预制隔墙板的超陶粒混凝土，原料为废玻璃，预制混凝土隔墙板原料多种多样，还有膨胀页岩陶粒的，已投入使用。

4.陶粒混凝土的应用技术国内研究进展

我国陶粒混凝土发展起步较晚，直到1960年，才在河南洛河大桥上采用陶粒混凝土。我国的陶粒质量一直较差，因此发展比较缓慢。强度偏低而密度较大是阻碍陶粒混凝土发展的问题，因而主要在建筑桥梁的非承重结构中发挥作用，而难以承担承重的角色，发展受到限制。上个世纪末，陶粒混凝土技术迅速发展，高强陶粒混凝土形成一定的规模的生产能力。使用陶粒混凝土的大型建筑物有珠海国际会议中心等。目前，我国陶粒混凝土的应用仍主要用于低强度的非承重结构，与国外广泛应用相比，与发达国家相比，仍有较大的差距。

5.陶粒混凝土在墙体中的应用展望

在我国城市建设过程中，框架结构是建筑物的主要结构形式之一。在框架中使用轻质墙板仅占墙材总量的2%，而砌筑材料的大量采用，则带来了施工工效差，占用建筑面积大等种种问题。有鉴于此，符合建筑技术进步的生产预制化、施工应用装配化、产品标准化要求的轻质隔墙条板的研发变得愈发重要。

大量的实例表明，作为轻质隔墙的类型之一，相比于其它轻质内隔墙条板而言，陶粒混凝土内隔墙条板具有非常明显的优势。首先，它的功能十分齐全，生产、安装速度最快，品质最好，成本最低，最具竞争力的墙材品种。这种内隔墙条板优势很多：不仅轻质高强、保温隔热性能好、耐火性能好、抗渗性能好、隔声性能好，而且生产自动化程度高、施工适应性强、综合成本较低。我国每年的建筑工程量约为12亿平方米，经计算，则每年需要的墙体材料超过30亿平方米。所以作为新型墙体材料之一的陶粒混凝土条板内隔墙的研发利用不仅符合国家产业政策，而且具有积极的现实意义和很广阔的发展前景。

陶粒混凝土内隔墙条板在国内得到了越来越广泛的应用，未来陶粒混凝土的发展会逐渐向承重结构构件发展，高强、轻质一定是发展创新的追求热点。随着建筑工业化的不断推进和国家鼓励发展装配式建筑这一政策的出台，预制陶粒混凝土内隔墙条板必将拥有更为广阔的发展前景。

6.陶粒混凝土抗压强度随机性的试验研究

混凝土抗压强度是应用的基石，为了研究其随机性特征，我跟随吴欢州同学进行了三方面的工作，即：（1）陶粒混凝土抗压龄期强度试验研究；（2）陶粒混凝土抗压强度尺寸效应试验研究；（3）陶粒混凝土单轴受压本构关系试验研究。

首先，进行了陶粒混凝土抗压龄期强度试验研究。以 9 个边长为 150mm 的立方体试件为一组，共计 28 组（252 个）。通过试验得到了每组陶粒混凝土试件的抗压强度均值、标准差和变异系数随龄期的变化规律。并利用对数模型、指数模型、双曲线模型和三参数模型，分别对抗压龄期强度均值归一化曲线进行拟合，对数模型拟合度最佳，三参数模型次之，双曲线模型再次之，指数模型则相对差一些。

研究陶粒混凝土 28d 后的抗压龄期强度增长规律，充分考察随机性对其产生的影响，而不局限于研究 28d 前的抗压龄期强度，以满足工程中的需要。发现：

（1）在 28d 龋陶粒混凝土抗压龄期强度均值随龄期单调增加，且 7d 内增长较快， 7d 后增长较慢。抗压龄期强度标准差和变异系数随龄期变化规律均不明显，具有显著的随机性。

（2）在陶粒混凝土单轴受压上升段过程中，应力具有显著的随机性。应力均值随应变单调增加，整个过程增速比较均匀。应力标准差随应变单调增加，且前期增长较快，后期增长缓慢。应力变异系数随应变单调减小，且前期下降较快，后期下降缓慢，逐渐趋于常数。

（3）陶粒混凝土单轴受压的峰值应变和峰值应力也具有显著的随机性，且两者的变异系数比较接近，约为 10%。

关于陶粒混凝土抗压强度尺寸效应的研究，我们仅涉及几种尺寸。由于随机性的影响，建立拟合度较高的理论模型变得十分困难。因此需要多考察几种尺寸，将抗压强度尺寸效应公式尽可能外推，以接近于工程中的实际情况。

结语

陶粒混凝土的一系列优点使它逐渐成为材料界的热点，再结合我国建筑高度发展的客观条件，陶粒混凝土在祖国大地上必大有用武之地。在材料的创新发展浪潮中，陶粒混凝土方兴未艾，一直都是各高校的研究热点，具备广阔前景，随着装配式建筑成为主流，陶粒混凝土在墙体中的应用也将愈加更广泛起来。

参考文献

[1]李文斌.粘土陶粒轻骨料混凝土的研制[J].甘肃科技，2009，25（23）：147-149

[2]王莉珍.影响陶粒混凝土强度的主要因素[J].内蒙古科技与经济，2008（156）：94

[3]胡曙光，王发洲.轻集料混凝土[M].化学工业出版社，2006.

[4]郭宏云.陶粒混凝土配合比设计[J].武汉大学学报（工学版），2007.40：522-525

[5]刘巽伯.粉煤灰陶粒混凝土的弹性恢复和徐变恢复特征[J].混凝土，2003（8）：20-21

[6]吴欢州. 陶粒混凝土抗压强度随机性的试验研究.硕士论文，2017（5）：63.

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【文章编号】1627-6868（2017）05-0001-02

陶粒混凝土篇2

关键词 橡胶陶粒混凝土；橡胶粉；抗压强度；弹性模量

中图分类号：TU37 文献标识码：A

1引言

我国公路交通事业现在发展迅速，目前，使用最广泛的路面材料为水泥混凝土和沥青混凝土两种材料，分别形成了刚性路面与柔性路面。两种材料具有各自的优缺点：沥青混凝土弹性模量低，具有很好的减震效果，平整度好，与水泥混凝土相比不容易产生裂缝，所以行车舒适性较好。抗滑性能和吸音性能比较优良。但其在施工过程中产生大量有害气体，在隧道相对封闭的特殊环境中，气体不容易扩散，在隧道内的施工人员不利[1]。沥青混凝土路面水稳性和热稳性差，容易发生路面水害，受温度影响较大。色泽较暗，隧道内光线本就不足，给行车带来安全隐患。加上日常维护量大，现使用沥青基本为进口沥青造价较高，考虑防水、防火、施工及安全等因素，沥青混凝土不适合于隧道路面[2]；水泥混凝土路面与沥青混凝土路面相比，施工简单，水稳性和热稳性相对较好，水泥混凝土路面不存在“老化”现象，强度能随时间的延长而提高，日常养护工作量小，水泥混凝土路面能见度好，有利于隧道内行车，荷载扩散能力强，具有较高的抗弯拉强度和很高的抗压强度，无车辙现象，使用寿命较长。但水泥混凝土路面弹性模量较大，收缩严重[3]，导致水泥混凝土路面极易开裂，使路面平整度下降，造成行车时震动较大，行车舒适性不好。其次由于行车震动产生的噪音在隧道内难以扩散，而且水泥混凝土路面吸声降噪性能差，使汽车在隧道内高速行驶时产生烦杂的噪音。所以，普通的水泥混凝土路面和沥青混凝土路面都难以满足特殊使用环境的隧道路面建设发展的要求。现提出一种新材料即橡胶陶粒混凝土路面材料（RCC），介于沥青混凝土与普通混凝土之间的一种路面材料，主要通过橡胶粉对普通混凝土进行改性。

2RCC组成

橡胶粉来源于废旧轮胎，合理利用可有效的保护环境。橡胶粉质量轻、韧性高等特点，掺加到混凝土中可制作低弹模、高韧性的柔性混凝土。橡胶粉在RCC中作为细集料同体积置换砂子，由于自身弹性模量优势，可降低混凝土弹性模量，改变混凝土的塑性变形能力，改善韧性。在制备高韧性、低弹模RCC中起到重要作用。

橡胶陶粒混凝土配合比见表1所示：

表1RCC配合比

其中：1) 水：本试验中用水为生活用水。

2) 水泥：太行山P.O42.5级普通硅酸盐水泥。

3) 陶粒： 900级碎石型页岩陶粒。

4) 砂子：普通中砂，细度模数为2.8，堆积密度为1338.6 kg/m3。

5) 橡胶粉：采用堆积密度为360 kg/m3的橡胶粉。

6) 聚合物：羧基丁苯胶乳，有效成分64%，美德维实伟克公司生产。

7) 外加剂：高效减水剂，减水率在15%~25%。

8) 粉煤灰：细度17.5%，烧失量6.8%，含水量0.5%，三氧化硫1.5%。

3橡胶粉对RCC的影响

3.1 橡胶粉对RCC抗压强度的影响

橡胶粉掺量与抗压强度对照见表2：

表2橡胶粉掺量—强度对照表

从表2可以看出，橡胶粉的加入对RCC的抗压强度影响很大，橡胶粉掺量在0到将近60 kg/m3的抗压强度下降较快，掺量在60 kg/m3附近的抗压强度变化较为缓慢，继续加大掺量时，强度继续下降到12.7MPa，相当于最初不掺加胶粉强度的36%。

出现掺量在60 kg/m3附近强度变化相对平缓是因为RCC由多种材料组成，粒径大小不一，橡胶粉的加入填充了一定的孔隙，使密实度变大。在掺量小于60 kg/m3时，RCC中的孔隙没有填满，由于橡胶粉的强度低，引起RCC强度下降，掺量在60 kg/m3左右时，RCC中的孔隙刚好被填满，密实度大大提高，此时的RCC强度损失变小，掺量超过60 kg/m3时，由于橡胶粉的强度低发挥的有害作用变大，导致强度继续下降，结合试验初步确定60 kg/m3是RCC橡胶粉的最佳掺量。

3.2 橡胶粉对RCC弹性模量的影响

橡胶粉掺量与弹性模量模量对照见表3：

表3橡胶粉掺量—弹性模量对照表

从表3可以看出弹性模量随着橡胶粉的增加而减小，从最初的25.7GPa下降到11.8GPa，减小了54%，可见橡胶粉自身的低弹模对RCC的降低弹性模量起到很大作用，并且在压试件过程中发现试件达到极限抗压强度时，表面基本没有裂缝，很好的改善了普通混凝土的脆性破坏，体现出很好的塑性特征。

虽然随着橡胶粉掺量的增加RCC的弹性模量降低很多，但同时也引起抗压强度的降低，通过试验，我们综合考虑抗压强度与弹性模量，采用两指标都较合理的掺量60 kg/m3。

4RCC应用

从橡胶粉的影响可以看出，橡胶粉在降低RCC弹性模量的同时，抗压强度也发生改变，但已有学者研究表明在隧道路面产生的车载压应力十分有限，使路面破坏的真正危害来自路面结构下层的弯拉应力。所以，RCC材料可以作为路面的功能层材料应用，结构层仍用普通混凝土，即用复合路面结构，根据试验对其他性能的研究建议RCC上面层厚度为10cm左右较合适，下面层厚度根据公路需要确定。

5结论

从以上可以看出橡胶粉掺量增大时，压弹模量降低幅度很大，对我们的低弹模指标有利，但同时强度也随着弹模的降低大幅度下降，综合考虑强度与弹性模量，运用以上配比时采用两指标都较合理的掺量60 kg/m3为佳。应用于工程中作为路面结构中的上面层功能层，厚度建议10cm左右。

参考文献

[1]李怀海. 高速公路隧道阻燃沥青路面结构应用研究. [D]. 重庆: 重庆交通大学,2012.

[2]钟兴文, 庄韦戎. 浅谈公路隧道火灾隐患及扑救对策. [J]. 中华民居, 2013, 6(9): 370-371

陶粒混凝土篇3

【关键词】 陶粒混凝土施工；技术要点；质量控制

一、概述

陶粒混凝土以陶粒代替石子作为混凝土的骨料。与普通混凝土相比，陶粒混凝土打破了表干密度选择余地很小的缺陷，具有良好保温隔热性能的轻骨料混凝土，在工程中得到大量应用。在施工中，受轻集料混凝土原材料本身特殊性能的影响，与普通混凝土相比，陶粒混凝土的可泵性较差，且陶粒密度小容易上浮，混凝土浇筑质量难以保证。这一技术难点阻碍了陶粒混凝土作为大面积区域填充层浇筑特别是高平整度要求的完成面施工的推广应用。为因此，我公司成立了技术攻关小组，在工程实践中，我们针对陶粒混凝土原材料本身特点及大面积高平整度混凝土完成面浇筑施工控制难点等方面开展试验研究，取得了成功。

二、陶粒混凝土施工技术的特点

（1）大面积铺装面分块划分，设置混凝土高程控制桩，确保大面积陶粒混凝土高平整度要求。现浇陶粒混凝土严格按照布设标高控制点进行控制，成功解决了在超大面积地下室区域实现混凝土浇筑高平整度的技术难题。

（2）在施工过程分块浇筑，完成面整体抄平。现场浇筑陶粒混凝土分块分区域侧面用槽钢围护分隔，然后连片浇筑成型，最后在面层上浇筑商品混凝土进行找平，保证了混凝土面的质量观感和高平整度。

（3）优选陶粒混凝土供应厂家，确保陶粒混凝土的流动性和稳定性符合要求，解决陶粒在混凝土运输泵送过程中的上浮离析，以及混凝土在泵压下大量失水的关键问题，保证陶粒混凝土拌合物的可泵性能。

（4）陶粒混凝土施工工期短，对施工实体质量和观感质量能得到很好的体现。

（5）环保节能，资源广泛。陶粒以粘土、亚粘土等为主原料，经加工制粒、烧胀而成，扩充建筑材料来源渠道。浇筑后成品传热系数低，轻质，节能环保。

三、工程概况

广州阳华国华苑住宅小区工程，整个小区规划建设用地48789m2，总建筑面积222641m2，包括9栋高层住宅、1栋幼儿园、1栋文化活动中心、1栋垃圾收集用房以及二层地下车库。地下车库层高分别为地下一层3.9m，地下二层4.2m，地下车库建筑面积58212m2。基础底板厚度为500mm，人防顶板厚度200mm，地下室顶板厚度180mm。为考虑经济性和施工效率，按照设计要求，采用陶粒混凝土填充至建筑完成面标高，将在地下室基础结构底板和人防顶板上分别增加250厚陶粒混凝土（CL7.5）作为填充找坡层，面层为50厚C25细石混凝土作为找平层，面铺金刚砂。

四、施工工艺流程

五、施工技术要点

（1）基层处理。

1）在浇筑陶粒混凝土垫层之前将混凝土原结构板基层进行处理，把粘结在基层上的松动混凝土、砂浆等用錾子剔掉，用钢丝刷刷掉水泥浆皮。

2）分块整体标高控制线施测，陶粒混凝土铺装和面层施工前，分别进行两次控制标高的定点放线。用激光水准仪在地下室墙柱等固定位置上分块分区域弹出建筑+100cm水平标高线。

（2）做好浇筑的各项准备工作

1）施测找坡层标高最高点和最低点控制线。根据设计图纸地面排水沟的走向布置，参照排水沟大样做法，排水沟宽300mm，排水沟顶面两边采用L50×5通长角钢平找坡最低点建筑完成面，角钢底部采用直径8mm圆钢铁角间隔500mm斜向支撑在原混凝土结构面上，圆钢顶部与角钢焊牢，确保排水沟顶部控制最低点不变，排水沟内部两侧角钢底部用木模板进行封堵。

2）合理分块分仓。除水沟处进行模板封堵外，各分块区域间采用6米槽钢侧面顺接作为临时模板，隔断成大小不一的不规则区域，槽钢同样用小钢筋定位点焊并斜撑在原混凝土结构面上，其中在平行的两条排水沟中间必须用槽钢隔断，且此段槽钢为找坡的最高点，而垂直于排水沟的方向也按现场情况用槽钢进行隔断，最终形成的分块面积500O～700O不等区域。

3）在各分块周围施测找坡面标高控制线并在各分块内部施测标高控制点。依据原先弹在墙柱上的+100cm标高控制线，算出并在槽钢两侧弹出标高控制线，用于总体控制左右两边的最高点标高。同样，对于垂直于排水沟的槽钢同样按照墙体至排水沟或垂直于坡度方向最高点槽钢至排水沟的高低点位置，沿槽钢两边侧面弹出找坡标高控制线，用于控制槽钢两边最终的坡度方向，槽钢至排水沟或墙体至排水沟间可隔2～3米抹细石混凝土找坡墩作为标高控制点。按照图纸找坡方向及高低点标高，拉通线逐步核对并抹出坡度墩，坡度最低点最终拉通至就近地面排水沟，利用以上方法，极大的保证了混凝土浇筑后的大面积表面平整度。

（3）陶粒混凝土泵送

经搅拌运输车卸料入泵车料斗时，尽量缩小搅拌运输车下料口与料斗的高度差。卸料时随时观察泵车料斗内混凝土装入情况，混凝土在泵车料斗内的放入量应控制在不超过斗内搅拌叶片且不低于料斗喂料弯管口顶部的范围内。开始泵送时，要使混凝土泵处于慢速、匀速并随时可反泵的状态。正常泵送时，保证混凝土施工的连续性，防止因施工衔接时间过长而引起堵泵。初始泵送运转过程要注意观察压力表，逐渐过渡到正常泵送，较长时间停泵时，应每隔4～5min开泵一次，使泵正转和反转各两个冲程，同时搅拌、循环斗中的混凝土，防止陶粒混凝土离析与堵泵。

（4）陶粒混凝土浇筑

清理之后的基层上洒水保证基层的充分湿润，避免其在铺设混凝土过程中吸收大量混凝土水分，确保陶粒混凝土泵送到施工部位时具有较大的流动性。在混凝土浇筑前，再一次检查好分块浇筑区域的周边槽钢围护及排水沟封堵模板是否牢固及封闭，所用槽钢高度大于陶粒混凝土的浇筑厚度。浇筑混凝土原则上采用分块跳仓浇筑。

第一次浇筑陶粒混凝土时，为保证陶粒混凝土在整个构件断面上具有较好的匀质性，同时利于振捣密实，泵送陶粒混凝土采用不分层一次浇筑，尽量避免形成较陡的斜坡，防止陶粒从混凝土拌合物中脱离。采用插入式振捣方式成型，并辅以表面振动方式修整。浇筑过程中，核对现场拉通的标高控制线，确保坡度符合要求。陶粒混凝土浇筑完毕，表面会有上浮的陶粒，首先用长刮尺刮平，待表面收干后，必须用木抹刀搓压表面，将表面压实收平，以防止表面裂缝出现和上浮的陶粒造成的表面不平整现象，抹压三遍，最后一遍抹压时间控制在混凝土初凝后终凝前，可用手按压方法控制。按此方法，按跳仓原则进行分块浇筑，最终形成地下室大面积的陶粒混凝土填充层。陶粒混凝土浇筑过程中原则上不再另设施工缝，分块与分块之间无排水沟隔断的施工缝，在再浇筑陶粒混凝土前先行对该处混凝土收口处打凿，清理浮浆，淋水湿润，并刷与新浇筑混凝土使用的水泥相同的水泥浆，后再浇筑混凝土，也可涂刷界面剂进行处理，确保接缝结合良好。

陶粒混凝土达到一定强度后，进行商品细石混凝土找平层施工，工作待面层具备足够强度后，将机械的圆盘卸下进行地面收光，边角、墙角边缘用铁抹子人工收光。初磨之后，调整磨光机抹片角度，进行精磨，直至表面光亮结束。精磨完成后的地面应表面致密，颜色一致。对柱根，墙角等阴角部位采用人工磨面。最终形成观感良好的大面积高平整度混凝土地面。

待混凝土地面强度达到设计要求后，用马路切割机进行面层分隔缝切割。

六、质量控制和质量检验

严格按有关规范规程标准，做好质量管理和控制工作。陶粒混凝土填充层施工质量检验尚应符合现行国家标准《屋面工程质量验收规范》GB50207的有关规定；陶粒混凝土填充层应按设计要求选用材料，其密度和导热系数应符合国家有关产品标准的规定；陶粒混凝土填充层的下一层表面应平整。当为水泥类时，尚应洁净、干燥，并不得有空鼓、裂缝和起砂等缺陷；陶粒混凝土填充层应分层铺平拍实，采用板、块状材料铺设填充层时，应分层错缝铺贴。

陶粒混凝土填充层的材料质量必须符合设计要求和国家产品标准的规定。陶粒混凝土填充层的配合比必须符合设计要求，铺设应密实；板块状材料填充层应压实、无翘曲，允许偏差应符合规范要求。混凝土浇筑严格按照振捣要求，做到均匀密实，浇筑过程中当出现陶粒露面时，使用木板将陶粒压（拍）至浆面下，再加以抹平。混凝土养护主要靠保温保湿养护，保温养护能减少混凝土表面的热扩散，减少混凝土内表面的温差，防止产生表面裂缝，保温养护还能控制砼内外温差过高，防止产生贯穿裂缝，养护时间一般不少于7天。

七、结语

总之，虽然陶粒混凝土与普通混凝土相比，陶粒混凝土的可泵性较差，且陶粒密度小容易上浮，混凝土浇筑质量难以保证。但我公司针对这一技术难点进行了攻关，在此次工程施工中，取得满意效果，可为以后类似工程施工提供借鉴。

参考文献

[1]李渝军，叶列平，程志军等.高强陶粒与变形钢筋粘结锚固强度的试验研究[J].建筑科学.2006，22（4）：51-55

陶粒混凝土篇4

关键词：特点；工期；成本；预制陶粒混凝土空心板定型胎膜

1 工程背景

在建筑行业中分为地上与地下结构，±0.00部位作为两者的分水岭便显得尤为关键。因此完成±0.000以下的基础施工无疑成为参建各方的焦点。在地基与基础工程中除筏板基础以外，承台、地梁、基坑等均需要支撑大量的侧模便成了制约地下工程的关键。

而传统的木模与砖胎膜由于其繁琐的工序、居高不下的成本投入、低产能的工效往往不能解决这一难题。在此背景下，我们根据项目基础特点引进预制陶粒混凝土空心板定型胎膜，其具有轻、便、简、易、快、复制、标高可控、无需抹灰的特性，且安装简单，易上手。

2 工程概况

信利半导体有限公司高端车载及智能终端显示屏工厂建设项目位于广东省汕尾市埔边红草技术高新园区，项目总规划建设面积约38万平米，一期约16.4万平米（不含宿舍），二期约17万平米，生产用洁净厂房面积约4万平米（一期）。

开工时间为2016年8月15日，计划完工时间为2017年5月11日，工期为270个日历天，生产厂房主体工期为5个月。生产厂房基础阶段实际开展时间为9月中下旬，基础主要形式为500mm厚地坪板与占据76%的1000mm×1000mm×1000mm的桩承台及683个形式各异的桩承台。

3 工程分析

每年的4-9月份为华南地区的雨季，而坐落于汕尾的信利项目基础阶段正直9月中下旬，而每年9-10月仍为台风多发季。对于建筑面积117584.97m2的生产厂房需要在年底完成对业主移交的兑现，无疑压力非常大。

根据图纸分析生产厂房的地坪均为结构地坪。其中桩承台共计2836个，尺寸为1000mm×1000mm×1000mm的桩承台数目为2153个，占总承台的76%。剩余桩承台为两桩、三桩、四桩不等，所占比例共计24%。

3.1 木模板体系

如采用传统的木模板体系，必须考虑模板的搭拆工艺。对于快节奏的电子洁净厂房而言无疑不能满足工期进度需求。

3.2 砖胎膜

砖胎膜是结构地坪施工中的常用模板体系。砖胎膜的施工速度和砌筑师傅的手艺、供料速度、天气情况、垂直运输、水平运输等综合因素有关。

3.3 预制陶粒混凝土空心板定型胎膜

预制陶粒混凝土空心板定型胎膜可采用整体式也可采用拼装式的。

①整体式预制陶粒混凝土空心板定型胎膜采用轻质混凝土预制而成，整w性较佳。但虽然采用了轻质混凝土，但通常其密度仍然比较大。因其首先需要起到胎膜的作用：抵抗侧压力。其次需要不断的研发调整配比进行密度的优化。

由于工程工期时间所限无法提供充足的时间进行进一步的研发。

②拼装预制陶粒混凝土空心板定型胎膜是采用2800× 595×100mm钢筋陶粒混凝土墙板拼装而成。面板密度为96.5K/m2，抗压强度为8.2MPa，抗弯破坏荷载为2.66倍板自重。

4 预制陶粒混凝土空心板定型胎膜的特点

4.1 节省成本

（2）砖胎膜的计算面积按照胎膜展开面积计算

（3）人工工效按照一个技术工加一个辅工考虑；

4.2 运输方便

预制陶粒混凝土空心板定型胎膜在厂家定制打包后，由专车运输至施工现场，由于其为空心轻质材料，因此不会出现超载等不符合相关规定的现象。

4.3 拼装简单

项目技术部根据施工图纸承台截面尺寸的具体情况进行定型膜定尺深化，并交由厂家研发、生产部门进行复核。通过批量化生产、定尺的预制定型膜实现现场的组装式拼装。

4.4 零损耗

由于预制陶粒混凝土空心板定型胎膜是按照设计图纸深化后定尺加工的，现场无须进行切割工序，可谓实现零损耗。

4.5 节约工期

通过表4.1预制定型膜与传统工艺对比分析，可知预制定型膜日产量是传统方式的4倍左右，有效的缩短了工期。

4.6 优化工序

预制陶粒混凝土空心板定型胎膜饰面光滑无需内抹灰饰面，对于有防水防潮设计要求的满足其对基层的要求，实现对工序的优化。

4.7 作业环境要求低

预制陶粒混凝土空心板定型胎膜可在承台内部进行侧模安装工作，无需额外提供侧模安装工作面，在垂直运输满足的条件下，水平运输影响基本可忽略，无水即可作业。

4.8 质量达标率高

预制陶粒混凝土空心板定型胎膜不仅自身观感好质量高，同时由于其为定尺规格，安装完成即可作为土方回填的控制点。减少由于填土标高控制不足造成的混凝土亏方，提高平整度及标高控制质量。

4.9 绿色环保轻质

本产品为纤维与陶粒组合的空心墙板，其具有绿色环保轻质的特性。

5 施工工艺流程及操作要点

浇筑垫层桩承台定位、弹线安装第一块定型膜（垫层面及定型膜底都需坐浆）木楔临时固定安装第二块定型膜安装其余面定型膜与垫层交接处收45°坡角土方回填。

（1）测量放线：桩承台垫层浇筑完成并上强度后，按照桩承台的尺寸大小放出预制定型膜的内控制线。

（2）安装第一块定型膜：根据垫层上已经定位的预制定型膜的边线安装第一块定型膜，安装时垫层处及定型膜的底均需满铺浆，见图5.2定型膜安装

（3）木楔临时固定：在砂浆未上强度前，需在定型膜内外塞入木塞用于临时固定，如果砂浆砂浆强度比较高也可根据实际情况不采取临时固定。

（4）安装第二块定型膜：安装第二块定型膜的方式同第一块，但需在与第一块定型膜交界处做加强处理，见图5.3转交节点。

（5）安装其余面：重复（4）即可。

（6）45°坡角：由于本工程存在防潮层，为了使PE膜不在坡角处褶皱、空鼓，可以顺畅的铺设下去，在坡角处做45°砂浆坡角见图5-4：45°砂浆坡角。

（7）土方回填：完成施工区段的定型膜并在验收合格后即组织土方回填工作，土方回填时采用规格PC120挖掘机，挖掘机在定型膜1m范围外进行回填工作，1m范围内的细部回填由人工平整，人力夯进行夯实。

（8）回填完成经压实度试验后即组织垫层浇筑工作，浇筑效果见图5.8。

（9）由于桩承台与地坪板同时浇筑，因此定型膜的实际高度只有50cm，5.1-5.5的施工工艺主要针对1m*1m*1m的桩承台。

6 结语

如今建筑行业工人老龄化制约着行业发展，因为建筑行业又苦又累新生代吃不消这份苦造成建筑行业劳动力断层现象。

陶粒混凝土篇5

关键词：新型；墙板；施工技术

中图分类号：TU761文献标识码： A文章编号：

前言

新型轻质钢筋陶粒混凝土墙板采用全自动机制墙板，标准生产，装备式施工，符合国家在十一五规划中提出的住宅产业化发展要求，其次因其具有优异的各项性能在大型公共建筑、住宅中推广应用。

1 工程概况

某超高层项目位于深圳市南山区，集五星级酒店、甲级写字楼为一体的超高层建筑群，总建筑面积23万，地下三层，地上为两栋塔楼，其中A座为61层，建筑高度为300.8m，B座为36层，建筑高度为156m。原设计单位地上部分填充墙全部采用加气混凝土砌块，后经我方多次与建设单位、设计单位沟通，变更如下：

1.1电梯井、防火墙部位采用加气混凝土砌块；

1.2卫生间、管道井、风井、楼梯间、设备房等部位墙体采用100厚陶粒钢筋混凝土实芯墙板。

1.3除以上部位，其它部位内隔墙体均采用100厚陶粒钢筋混凝土空芯墙板。

1.4墙体的转角处根据需要使用T形、L形墙板。

2 墙体材料介绍

轻质钢筋陶粒混凝土墙板由水泥、砂、轻质陶粒、磨细砂、发泡剂及水等原材料制成，配有双面双向Φ4.0冷拔高强钢筋点焊骨架，全自动化机械制作，在施工现场可根据要求任意开洞、切割而不影响墙板结构稳定性，符合国标、英标产品要求。主要产品规格及性能见下表。

表1 主要产品(空心板和实心板)规格 单位：mm

表2物理力学性能指标

3 施工准备

3.1 技术准备：

3.1.1 配合原设计单位做好墙板深化设计工作，绘制详细墙板布置施工图。

3.1.2 编制专项墙板安装方案，对作业人员进行技术交底工作，掌握大样节点做法。

3.1.3 实行样板引路制度。每栋塔楼选择一标准层制作样板，经各方验收合格后方可大面积施工。

3.2 物资准备：根据总体进度计划向厂家提供月度供应计划，尽量避免现场堆料过多。施工中除墙板外，辅材还有：聚合物干粉砂浆、L型角码、L型托码、U型钢卡、泡沫棒、胶垫块、纤维带、射钉等。

3.3 施工机具：撬棍、抹子、2M靠尺、水平尺、钢尺、木楔、电锯、墨线盒等。

3.4 劳动力准备：按2名工人每天平均安装25块墙板（40）工效配备劳动力。

4 墙板安装流程及施工工艺

4.1 墙板安装流程

墙板安装采用“分层平行施工、层内分组流水施工”的作业方法，运输、吊装、放线、安装、专用砂浆补缝、垃圾清理等工作均组织流水施工，逐层进行安装施工。

具体施工流程：材料检验清理作业面弹墙板、门洞定位线在结构墙柱上固定U型卡墙板企口抹砂浆竖起墙板用木楔顶紧墙面水平垂直检查并固定板块连续安装安装第二层墙板（第一层安装3天后）自检验收现场监理检验退木楔（墙板安装好3天后）专用砂浆（M10）二次塞缝专用砂浆（M10）填塞立缝贴防裂玻纤网带垃圾清理移交工作面。

4.2 墙板安装主要施工工艺

a 将安装墙板的基层清理干净，不得有浮浆、杂物等。

b 根据墙板平面布置图，依照控制线把墙线及门窗位置弹出，然后用激光投线仪在天花上对应弹出控制线以保证墙板的垂直度。

c 根据各楼层部位用板数量，人工将墙板运至安装位置附近并堆码整齐。

d 安装时三人一组，将墙板在地面竖立起来，一人在撬动墙板时，两侧均应有人扶稳，用撬棍上下移动，使板与地面线、天花线相吻合，然后用木楔打紧固定，最后用工程尺检查已经装好的墙平整度垂直度，如有偏差采用敲动木楔来调整。

e 墙板上下端、侧端与结构交接处，分别采用角码、U型卡加固连接。

f 在已安装板的企口上抹接缝专用砂浆，依次安装第二块板。

g 一面墙最后一块板在结构墙柱处收口时，先在结构墙柱上固定好U型卡，在前块板的企口及结构墙柱上同时抹接缝专用砂浆，接着立板先斜插入U型卡（板与结构墙柱留缝10-20mm）再用撬棍校正摆直对线，然后用撬棍往外校板使板榫头对准榫槽拼接挤紧。

h 安装好一面墙后用专用砂浆把上下板与砼的缝隙全部填满，等3天后，把木楔取出后再回填专用砂浆、贴玻纤网带。

i 安装第二层板时，应在安装好第一层板3天后进行，安装时应搭设门字脚手架。

j用网格布封贴各墙板板缝交接处，再用专用砂浆抹平。当一侧板为窄板时，在施工竖缝前应将板的两侧打磨出一个凹槽，窄板宽度不应小于200mm。

k设备管线开槽、开洞程序：墙体验收合格水电工弹出管线位置切割机开槽水电工管线安装分层嵌入专用水泥砂浆并面贴防裂网。

l 吊挂重物：根据厂家提供的实验数据墙板单点吊挂力大于100kg，当墙体上吊挂重物和设备超过100kg时不应单点固定，需根据使用要求在墙板设计中考虑设置预埋件或采取加固措施，同时吊挂点的间距应大于300mm。

m 接缝与防裂：墙板间接缝、墙板与结构梁板连接处应采用专用配套砂浆（注：干拌砂浆，内掺高粘度聚合物，干缩率小，强度大于M10）填充密实，表面粘贴高强纤维网防裂网可有效控制开裂。另外设备管线开槽、开洞宜按此处理。

5 关键部位节点做法叙述

现选择典型墙板布置图（图1），将墙板安装通用做法进行说明。

图1 典型墙板布置图

5.1 墙板顶端与底端加固做法（节点1）:

每面墙第一块墙板立起并调整好垂直度和平整度后，用木楔固定，然后在墙板顶端阴榫内安装角码加固，加固工艺流程如下：将L型角码长边靠紧墙板阴榫槽短边靠紧结构梁/板用射钉（采用射钉枪打入）固定角码紧靠结构梁/板的一边用射钉（采用铁锤打入）固定紧靠阴榫的一边加固完成专用水泥砂浆塞缝收口。

5.2 门头板安装做法(节点2):

在门洞两侧墙体安装好3天之后进行门头板安装，施工工艺流程如下：

根据门洞规格采用标准板切割出门头板在安装门头板接缝处打满砂浆门头板就位（门头板与门边板搭接不小于150mm）调整垂直度平整度底端门头板底部采用L型托码加固每块门头板的顶端采用L型角码加固门头板接缝处防裂处理。

5.3 板与板连接做法（节点3）：

墙板与墙板之间主要采用阴阳榫企口连接及专用砂浆粘结，施工工艺流程如下：

在第一块墙板的阴榫上打满砂浆将墙板立起阳榫靠向已经安装好的墙板用撬棍撬动墙板使其与前一墙板挤压在接缝处挤出砂浆调整垂直度平整度木楔固定立面缝抹砂浆贴网带（安装3天后进行）。

5.4墙板与结构墙柱连接做法（节点4）：

墙板与结构墙/柱采用U形钢卡加固，专用砂浆粘接，施工工艺流程如下：

确定墙线定位（在墙/柱上每隔800～1000mm定位一个）采用植钢钉（直径10mm长100mm）将U形钢卡固定在结构墙柱或墙板阳榫上打砂浆将墙板卡入U形钢卡内调整垂直度平整度木楔固定安装加固件立面缝抹砂浆贴网带。

5.5 卫生间部位防水做法

墙体用于厨房、卫生间及有防潮、防水要求的环境时，应设计防潮、防水的构造措施；在卫生间墙板施工时墙板底部先填充密实专用砂浆，待墙体安装好7天后在墙体底部，卫生间一侧用专用聚合物防水砂浆做50mm高的弧形防水倒角。见图2所示。

图2卫生间部位防水做法

5.6 抗震构造措施：墙板顶端安装胶垫块可提高墙体的抗震性能，胶垫块分为平垫块和角垫块分别用于实心板和空心板，采用钢结构方法锚固能满足抗震烈度8级以上建筑。

5.7 大洞口加固措施：施工中经常遇到安装截面较大的风管，根据产品特点当洞口宽度大于1.8米时才需对洞口处悬臂端墙体进行加固，洞口四周采用12#槽钢焊接U型框进行加强，然后采用专用砂浆密封。

5.8 门窗洞两侧可采用实心墙板，当采用空心板时边孔应采用砂浆灌实。若门边存在宽度小于等于100mm的门跺，该门跺应用混凝土现浇。

5.9 墙板工程质量应符合GB 50210《建筑装饰装修工程质量验收规范》和DBJ/T 15-84-2011《蒸压陶粒混凝土墙板应用技术规程》的有关规定。预埋件、螺栓、防裂网等进行隐蔽验收。

6 其它事项

6.1垂直运输采用塔吊时，墙板必须捆扎牢固，吊点为墙板的1/4处。

6.2 设备管线洞口标高统一，在墙板安完毕后测放出统一标高线，再以具体尺寸上翻。

6.3 在墙板上开槽（洞口）要等到墙板的专用砂浆强度达到75（安装完7天）后才可以开工，开槽（洞口）不要破坏墙板的整体结构。

6.4 在墙板安装过程中，安装人员必须站在稳定的梯架上，另外墙板未固定应贴安全告示并在墙板侧设置防倾倒架。

6.5夜间施工必须配备足够的照明灯光。

7 结束语

陶粒混凝土篇6

关键词：粉煤灰陶粒； 制备方法； 综合利用

中图分类号：TU522.3+5 文献标识码：A

粉煤灰是将煤炭磨细、燃烧后产生的一种工业废渣，我国粉煤灰排贮量居世界第一。自上世纪9 0年代以来，随着国民经济的快速发展，燃煤电厂的数量不断增加，粉煤灰的排放量急剧上升，开发和利用粉煤灰的形势更加严峻。因此，如何将粉煤灰综合利用一直是当今环境科学研究领域中的重要研究课题之一，粉煤灰陶粒是用粉煤灰加入部分其它原料经粉磨后加工成球，烧结或直接养护制备成陶粒，主要特点是密度轻、强度高，隔热保温性能好，耐火、抗冻及耐久性能优等，并且用灰量大、节能效果好，具有良好的经济效益和社会效益。

1粉煤灰陶粒研究现状

目前粉煤灰陶粒的制备方法可分为烧结型和免烧型两种类型。烧结型主要有分掺粘结剂（加"法"）和不掺粘结剂法；免烧型主要分为自然养护法和蒸汽养护法。

1.1烧结粉煤灰陶粒

烧结型主要有掺粘结剂法和不掺粘结剂法。粉煤灰的主要化学成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO，从矿物组成看主要是硅、铝氧化物的玻璃体和部分石英、莫来石、赤铁矿等结晶矿物，具有在高温下的烧结性能。使之在一定温度下、一定时间内发生氧化—还原反应得到粉煤灰陶粒。

掺粘结剂法就是以粉煤灰为主要原材料，掺加少量粘结剂如：粘土、页岩、煤矸石固化剂等和固体燃料经混合、成球、利用其中未燃烬的碳，将生料球烧结成外壳坚硬，表面有层隔水保气的釉层、内部具有微孔的陶质粒状物而制得的一种性能较好的人造轻骨料。生产工艺一般由原料的磨细处理：粉煤灰和粘结剂—配料称量一（改成连接线）混合料加水成球—烧结系统—破碎机一振动筛—陶粒。对粉煤灰的要求一般为：SiO2 45%— 60%、Al2O3

不掺粘结剂法主要是不加入粘土就能生产出强度合格的生料球，因而对粉煤灰及煤粉的细度要求较为严格。对粉煤灰要求：>45μm的颗粒不大于45%；>75μm的颗粒不大于l5%；>150μm不大于3%，含碳量要求小于5%。对煤粉的要求：>75 μm的颗粒不大于l5%；150μm不大于3%。煤粉应用无烟煤，含碳量大于70%。由于在成球中不加入粘土，除对粉煤灰细度和煤粉细度要求严格外，还应对给料速度的稳定及成球技术要求也十分严格。

1.2免烧粉煤灰陶粒

由于粉煤灰陶粒通常是用粉煤灰与粘土配料成球，在1050℃～1350℃高温下膨胀烧结而成，能耗高。开发不烧结粉煤灰陶粒就成为发展的新趋向。这种工艺生产的粉煤灰陶粒可与烧结工艺生产的陶粒的性能媲美。即用胶凝材料、粉煤灰与外加剂配料，只需经养护而不需烧结便可生产出强度高的粉煤灰陶粒。一般有自然养护法和蒸汽养护法。

自然养护基本配方为：粉煤灰用量80%～90%，生石灰5%～10%，石膏1%～2%，水泥2%～3%，粉煤灰陶粒专用活化剂1%～2%.固化剂0.5%～0.7%等。自然养护法生产工艺简单.主要工艺流程如下：胶凝材料、粉煤灰和外加剂—配料称量—混合料加水成球—室内预自然养护—堆场自然养护—陶粒。从免烧粉煤灰陶粒混凝土受力情况看，采用自然养护法生产粉煤灰陶粒在垂直荷载作用下均受剪切破坏，说明决定免烧粉煤灰陶粒混凝土强度的因素与陶粒强度关系不大，而主要与组成混凝土的砂浆强度有关。因此，在制作免烧粉煤灰陶粒混凝土砌块时应有合适的配合比，保持适当砂率，使构成砌块的砂浆强度等性能达到一定要求，才能确保砌块的物理力学性能和耐久性能。免烧粉煤灰陶粒能耗低、建设投资少、生产成本低。

蒸汽养护法基本配方为：粉煤灰40%～95%，砂或炉底灰0%～55%，石灰CaO3%～6%，外加剂0.2%～1.8%。主要工艺流程如下：胶凝材料、粉煤灰和外加剂—配料称量—混合料加水成球—蒸汽养护筒仓—筛分—陶粒。经过蒸汽养护，产品质量优于自然养护法生产的粉煤灰陶粒，用其配制的混凝土或制品内可以配置钢筋，而且机械化、自动化程度高，生产能耗相对低，占地面积少，主要缺点是产品单一、密度大，对粉煤灰的要求较高，烧失量必须小5%。

2粉煤灰陶粒综合利用现状

粉煤灰陶粒具有密度小、质量轻、保温、隔热好、耐火、抗渗、抗冻及耐久性能好的特点。建筑工程主要用于屋面隔热、保湿垫层、楼板面隔热防水垫层、建筑物底层地面防潮保湿垫层、地下建筑围墙外和地面下的防渗防潮保湿垫层等，其隔热保湿、防潮、防水、防渗、隔热、耐久等特点可以生产混凝土多孔砖、小型混凝土空心切块、空心楼板和大型屋面板等.还可以用做热带地区的屋顶隔热层材料、城市道路的屏障、音响建筑的吸音板、道路工程的防滑路面、水的过滤剂、花卉的保湿载体和蔬菜的无土栽培等。

2.1配制混凝土

粉煤灰陶粒的堆积密度为一般为500kg /m3～1000kg /m3。其中，超轻粉煤灰陶粒堆积密度

2.2污水处理中的应用

利用粉煤灰作为主要原料，制备生物滤池陶粒滤料，将其用于生物反应器。粉煤灰陶粒滤料对城市污水中氨氮和有机物的去除具有良好的微生物适应性，COD的平均去除率在85%以上；NH3—N的平均去除率在65%以上。在处理工业废水中，制备粉煤灰陶粒中，添加粘土和木炭粉在增大陶粒抗压强度同时也提高了陶粒的孔隙率，从而提高了陶粒颗粒的抗压力和吸水率。在铬废水去除中，由于陶粒质轻，可使废水与陶粒发生相对对流，从而大大减少了废水与陶粒的接触时间。利用粉煤灰制备陶粒来处理含铬废水，可达到以废治废、节约资源的目的。

结语

利用粉煤灰生产陶粒是一条很好的粉煤灰资源化的途径，解决了粉煤灰的污染问题，同时粉煤灰陶粒制品可持续需求前景广阔，是发展循环经济、开辟粉煤灰综合利用的有效途径，具有良好经济效益和社会效益，其应用前景将会越来越好。

参考文献

[1]王学武，赵风清，杜炳华.粉煤灰综合利用研究述评[J].粉煤灰综合利用2001（6）.

[2]张金山，张学锋，等，高强粉煤灰陶粒及混凝土的试验研究[J]，新型建筑材料2003（8）.

陶粒混凝土篇7

上海锦秋加州花园是由香港远东发展有限公司投资兴建的一个大型住宅小区，其最大的建筑特点是引入美国加州小别墅建筑理念，采用外形充满浪漫情调的异形屋面形式(圆拱型屋面)。但这给屋面保温层的施工带来了诸多麻烦，对保温材料的热工性能、耐久性以及经济性提出了更高的要求。

该工程共分4期，一期工程已于1997年底建成并投入使用，其屋面保温采用的方案是：10cm厚普通混凝土+2cm厚砂浆十5cm厚珍珠岩保温板+2．5cm厚砂浆。该方案存在的缺陷是：

(1)保温材料耐久性不好

(2)施工程序复杂，施工速度太慢

(3)保温材料热绝缘系数较小(仅为0.75 m2.K／w)，达不到《上海市新型墙体材料试点小区节能住宅建筑热工设计暂行规定》对屋面保温材料热工性能的规定(该规范要求屋面保温材料热绝缘系数不小于0．9lm2，K／W)

(4)珍珠岩板保温工程经济性不良。此外，该工程在保温层上钉2层彩色防水瓦防渗，要求保温层具有良好的可钉性。但该方案中砂浆层性脆，可钉性达不到要求。为此，建设单位迫切要求对这一保温方案进行技术改进，克服上述缺陷。基于目前这一课题的普遍性，我们承担了这一课题的研究攻关任务。

2．高性能复合屋面保温材料的试验研制

《屋面工程技术规范》(GB 50207-94)将目前普遍使用的屋面保温层分为松散材料保温层(主要有膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等)、板状材料保温层(主要有高分子材料泡沫板、膨胀珍珠岩板等)和整体保温层(主要有水泥膨胀珍珠岩、沥青膨胀珍珠岩等)。总结上述各种保温材料在上海各类建筑工程中的实际应用效果，我们发现：由于与之相应的施工工艺的局限性以及这些材料固有的缺陷，使上述各种保温材料往往达不到《屋面工程技术规范》提出的技术要求：“屋面保温材料应具有吸水率低、表观密度和导热系数较小，并有一定强度。”综合目前国外屋面保温材料的发展动向以及高分子保温材料和混凝土技术的新成果，尤其是考虑到陶粒混凝土具有质轻、保温、耐久性和可钉性好的优点，我们发现采取“高分子保温材料板十高性能陶粒混凝土”技术路线可实现规范对屋面保温材料的各项技术要求，而且可加快施工进度，并取得良好的经济效益。

2．1 试验用原材料及其性能

(1)高分子保温材料板：根据异形屋面特点、尺寸以及屋面工程对保温层热绝缘系数的要求在上海某化工厂定制。这种材料密度为20kg／m3，导热系数0．04l W／(m．K)，其吸水率为3％，耐水性良好，并具有一定的塑性和强度。

(2)陶粒：常州产粘土陶粒。其筒压强度为4．3MPa,堆积密度为525kg／m3，颗粒表观密度为890kg／m3，空隙率为41％，吸水率为8．2％。

(3)细骨料(A料)：为提高经济性，并贯彻执行上海市政府关于综合利用工业废料的有关政策，选用一种工业废渣代替陶砂。这种废渣除颗粒级配不理想外，其它性能均满足《轻集料混凝土技术规程》(JGJ 51-90)对轻细集料的要求。

(4)水泥：上海水泥厂产425#矿渣硅酸盐水泥。

(5)掺合料(B料)：一种微细工业废料粉。适量掺入可改善陶粒混凝土施工性能和耐久性，尤其可提高混凝土拌和物的稠度。

(6)冷拔钢丝：直径为4mm的冷拔钢丝。

(7)特种纤维(C料)：适量掺入可显著提高陶粒混凝土的抗拉强度，防止在结构突变部位产生裂缝。

(8)高效减水剂(D料)：一种引气型高效萘系减水剂。

2．2 高性能复合保温材料的研制

2．2．1 高性能复合保温层的组成方案

参照《上海市新型墙体材料试点小区节能住宅建筑热工设计暂行规定》对屋面保温材料热工性能的规定，再根据建设单位提出的要求以及我们选用的材料的性能，我们提出的高性能复合保温材料组成方案为：5cm厚高分子材料保温板+3．5cm厚高性能陶粒混凝土，其中高性能陶粒混凝土的配制是关键。

2．2．2 高性能陶粒混凝土的配制

(1)工程对陶粒混凝土的技术性要求

28d抗压强度达到CLl5等级，干密度不大于1250kg／m3，陶粒混凝土屋面不能开裂，异型屋面陶粒混凝土施工不使用模板。

(2)高性能陶粒混凝上的配制

锦秋加州花园采用“圆拱型”屋面型式，这种屋面型式坡度大，结构上又有突变部位，上浇薄层陶粒混凝土，并使之达到上述技术要求，对配合比设汁提出了新的要求。按照《轻集料混凝土技术规程》(JG51-90)设计的陶粒混凝土(代号为ES-1)无法实现上述目标，为此我们利用现代高性能混凝土和纤维混凝土技术的有关成果进行优化设计和反复试配，配制了2组代号分别为ES-2和ES-3(用于结构突变部位)的高性能陶粒混凝土，满足了工程要求。上述3组陶粒混凝土的配合比及有关性能见表1。

2．3 样板工程试验研究

为了对我们设计的施工方案和研制的高性能复合屋面的保温材料进行检验和评估，进行了样板工程的试验研究。样板工程的结构尺寸和形状与实际房型一模一样，浇筑样板工程的屋面结构层并养护至规定龄期后，在结构层上面进行保温层的试验研究。试验研究内容共分3部分：

(1)对施工方案的可操作性、工作效率以及对工程质量的影响等因素进行综合分析，并对其加以改进和完善

(2)按现场施工条件完成屋面保温层的施工，并测定其有关性能

(3)从技术性和经济性两方面对新老屋面的保温方案进行对比研究。

2．3．l 施工方案的确定

根据实际施工操作顺序，我们设计了施工方案，通过对现场施工遇到的问题进行研究，并考虑施工工艺对保温材料性能的影响，对方案进行了补充和完善，最终采用方案如下

(1)用特殊材料和特殊工艺高效快速固定保温板，保温板错缝布置，可防裂并加快浇筑陶粒混凝土速度

(2)在保温板上绑扎冷拔钢丝，并使冷拔钢丝从保温板上垫起3cm，固定冷拔钢丝网，使之与保温板形成一个整体，可改善施工质量

(3)严格按规范对陶粒进行预湿处理，严格控制砂率大小及外加剂掺量，按规范和我们研制的配合比浇筑陶粒混凝土

(4)48h后洒水养护14 d。

2．3．2 新老屋面保温方案对比研究

我们制定的新屋面保温方案为：10cm厚普通混凝土(第1层)+5cm厚高分子材料保温板(第2层)+3．5cm厚高性能陶粒混凝土(第3层)。新老保温方案的耐久性优劣已为实践和研究所证实，因此本文主要对这2个保温方案的热工性能和经济性进行对比研究．

工程应用举例

通过样板工程的试验研究，保温材料的配制得到“了优化，施工工艺得到了改进，香港远东发展有限公司对我们的试验结果非常满意，同意在锦秋加州花园二期屋面工程采用这项科研成果。锦秋加州花园二期屋面工程总建筑面积为29705m2，要求在10~11月完成施工。上海l0~11月份阴雨天气比较多，施工难度较大，但由于我们选用的材料具有很好的耐水性，可以克服阴雨天气给施工带来的不利影响，因此施工单位在45d内就完成了29705m2的屋面保温工程施工任务。而按老方案进行屋面保温工程施工，至少需要 75d才能完成施工任务(据一期工程推算)。达到规定龄期后，经质检部门鉴定，该屋面保温工程各项性能指标均达到或超过有关规范规定的数值。

结 论

(1)本项目采用新保温方案，使上海锦秋加州花园二期屋面保温工程取得了良好的技术经济效果。

(2)配制满足工程需要的陶粒混凝土是新保温方案实施的关键，为此，必须借鉴高性能混凝土的有关成果和结论。

陶粒混凝土篇8

关键字：钢管混凝土，轻集料混凝土，网架结构，本构关系

中图分类号：TV331文献标识码： A

1 钢管混凝土的发展概况

在建筑工程的发展中，混凝土和钢是世界上应用最广泛的两种建筑材料。混凝土力学性能复杂，其力学性能依赖于加载路径。单轴受压时承载力高，而延性及抗震性能较差；单轴受拉时，其承载力低且发生脆性破坏;当混凝土处于三轴受压时，侧向约束力会极大地提高混凝土的承载能力和延性。钢材具有拉压力学性能均匀、延性和韧性好等优点，但其价格相对昂贵，与混凝土相比，易腐蚀，抗火性能较差。通过合理的组合技术，使钢和混凝土这两种传统建筑材料能充分发挥其优点，弥补各自不足，以促进结构构件性能的提升，从而达到结构层次性能提升，满足现代结构对结构综合性能日益增长的要求。

目前，圆钢管混凝土结构的研究已经取得了丰硕的成果，很多国家制定了相应的设计和施工规范或规程，如欧洲标准C4（1996）、德国标准DIN18800（1997）、美国标准ACI319－89、SSLC（1979）和LRFD（1997）、日本标准AIJ（1980，1997）在我国，钢管混凝土结构的研究主要集中在圆钢管中填充素混凝土的内填型圆钢管混凝土结构，最早开展研究工作的是原中国科学院哈尔滨土建研究所。到现在为止所研究的设计规程主要有GJB4142-2000(2001),[1]CECS28:90(1992)以及JCJ01-89。

1.1钢管混凝土的优点

钢管和混凝土之间的粘结力作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。具有更高的承载力。在施工时候， 由于钢管混凝土内部没有钢筋，便于混凝土的浇注和捣实；钢管混凝土结构施工时，不需要模板，既节省了支模、拆模的材料和人工费用，也节省了时间。钢管内填有混凝土，能吸收大量的热能，因此遭受火灾时管柱截面温度场的分布很不均匀，增加了柱子的耐火时间， 有利于钢管的抗火和防火。 [2]钢管中浇注混凝土使钢管的外露面积减少，受外界气体腐蚀面积比钢结构少得多，抗腐和防腐所需费用也比钢结构节省。

2轻集料混凝土分类

轻集料混凝土是用轻集料配制成的、容重不大于1900Kg/m3的轻混凝土，也称多孔集料轻混凝土。轻集料混凝土按轻集料的种类分为：天然轻集料混凝土。如浮石混凝土、火山渣混凝土和多孔凝灰岩混凝土等。[3]人造轻集料混凝土。如黏土陶粒混凝土、页岩陶粒混凝土以及膨胀珍珠岩混凝土和用有机轻集料制成的混凝土等。工业废料轻集料混凝土。如煤渣混凝土、粉煤灰陶粒混凝土和膨胀矿渣珠混凝土等。

2.1轻集料混凝土的特性

1. 轻集料混凝土具有轻质高强的特点，[5]集料中孔隙的存在降低了集料的轻集料容重, 从而降低了轻集料混凝土的容重，其容重一般为800 kg/m3～1950kg/m3,作承重结构用的轻集料的容重为1400 kg/m3～1950 kg/m3。比普通混凝土约小20% ～30% ,而相应抗压强度可达到3.5 MPa～ 4MPa。

2.轻集料混凝土的内部多孔的空隙能够使其导热系数降低，保温性能好，干燥状态下的人造轻集料混凝土的导热系数远低于普通混凝土和砖砌体。与普通粘土砖相比,不仅强度高,整体性好,而且保温性能良好。用它制作墙体时,在同等的保温要求下,可使墙体的厚度减少40%以上,而墙体自重可减轻一半以上。

3.轻集料混凝土自重轻，弹性模量低，变形性能好，用它建造的建筑物，在地震荷载作用下，所承受的地震力小；其构筑物在地震荷载下，对冲击波能量吸收快震动波的传递较慢；且轻集料混凝土自振性能比普通混凝土要好，因而抗震性能好（陶粒混凝土相对抗震系数为109普通混凝土为84砖砌体为64）

4.轻集料混凝土的抗渗性非常显著。陶粒混凝土的抗渗性能优于普通混凝土，如200号陶粒混凝土的抗渗压力可达18个～25个工业大气压，而普通混凝土仅6个工业大气压。用作上、下水管道，不仅能降低自重，便于运输和安装，还可大大提高抗渗能力.

3轻集料钢管混凝土的特性与工程现状

钢管轻集料混凝土结构是将轻集料混凝土浇筑于钢管之中而成的一种新型组合结构。随着现代土木工程结构的迅猛发展，以及各种特种结构的需求增加，普通混凝土自重大的缺点日益明显。[5]轻集料钢管混凝土它集钢管普通混凝土与轻集料混凝土两种结构的优势于一体，具有轻质、高强、延性好、耐久强、施工方便等优点，且在相同条件下，自重比钢管普通混凝土低20％。同时，在天然砂石集料资源日益枯竭的今天，轻集料的使用可以节约大量天然资源，保护生态环境。在当前建筑及桥梁结构向大跨、高耸方向发展的趋势下，钢管轻集料混凝土以其优异的性能必将具有广阔的应用前景。

尽管国内外对轻集料混凝土和钢管混凝土都分别进行过大量的研究工作，但对这两种的结合――轻集料钢管混凝土的应用却很少有人涉及。通过已经公开发表的文献资料表明，目前对轻集料钢管混凝土的研究成果较少，仅仅局限于承载力和受力性能的理论研究，工程应用实例并不多见。我国从20世纪90年代后，[6,7]天津大学和东北大学先后对以陶粒为轻集料的钢管混凝土和自应力钢管轻集料混凝土构件的本构关系，基本工作性能，设计方法和应用进行了研究。原海军勤务学院的韦灼彬和天津大学的刘锡良对钢管紧箍陶粒混凝土，钢管陶粒混凝土长短柱的基本性能进行实验研究。并提出轴向受压下的承载力计算公式。他们由国内的已建成的各种类型的钢管混凝土组合结构的施工经验，同时结合网架结构的施工特点，提出钢管陶粒混凝土组合网架结构的两种施工方法。分别是现场浇注法和预制装配法。他们的工作和成果使人们对轻集料钢管混凝土的认识进一步加深。

4 轻集料钢管混凝土的发展前景

轻集料钢管混凝土作为一种组合结构，能适应于现代工程结构像大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要，近些年来，轻集料钢管混凝土结构在拱桥，高层，超高层建筑的柱结构体系应用小有进步。已经成为结构工程学科的一个重要方向。具有很强的市场竞争力。

而与大跨度桁架相似的网架结构，[8]作为一种新型的组合网架，使用轻集料钢管混凝土材料同纯钢网架及其它类型的组合网架相比较，轻集料钢管混凝土组合网架在受力性能方面优于其他网架。自重更轻。因此具有广阔的应用前景。可以加大力度拓展研究。归纳起来有以下特点：[9]

（1）构造简单，连接方便，各杆件与球节点焊接无需任何特殊处理。

（2）节约建筑钢材，降低工程造价，据初步分析，在大中型跨度较大荷载的网架结构采用轻集料钢管混凝土压杆，可节约钢材10%左右。节省造价10%左右。

（3）运用轻集料钢管混凝土作为压杆，到达极限荷载时不会突然发生失稳，安全度大大增加，整体刚度大大增加。

（4）制作工艺简单，施工方便，且周期短。

（5）轻集料钢管混凝土的耐热性和防火性能优异于钢结构，该组合网架具有较好的耐热性和防火性能。

（6）轻集料钢管混凝土延性好，耐疲劳，抗冲击。因此轻集料钢管混凝土组合网架有很好的抗震性能。

当然，轻集料钢管混凝土组合网架自重比纯钢网架大，由于施工时增加了混凝土浇注的工作量。现阶段还不如纯钢网架施工方便。但这些缺陷会随着结构进一步优化设计和轻集料钢管混凝土的大范围推广应用。得到有效的克服和解决。

参考文献

[1]黄明锋,FRP加固钢管混凝土短柱理论研究(J),2011年.

[2]韩林海,钢管混凝土结构的特点及发展(J),工业建筑,1998年.

[3]周杰,安风华,凌天清,轻集料混凝土的研究与应用现状分析(J),山西建筑,2006年.

[4]公德,轻集料混凝土的应用现状(J),建筑世界2011年.

[5]陈晶晶,吉伯海,钢管轻集料混凝土粘结滑移性能研究(D).2008年.

[6]李帼昌,自应力钢管轻集料混凝土结构(M),东北大学出版社,2001年.

[7]杨明,吉伯海,钢管约束下核心轻集料混凝土基本力学性能研究,(D)2006年.

[8]韦灼彬,刘锡良,钢管套箍陶粒混凝土的基本性能研究,中国钢协钢一混凝土组合结构协会第四次年会论文集(C).1993年.