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徐立新:泡沫混凝土在地暖绝热层中的应用

信息来源:hunningtu.biz  时间:2009-11-02  浏览次数:108

  地暖是以温度不高于60℃的热水为热媒,在加热管内循环流动时加热地板,通过地面以辐射和对流的传热方式向室内供热的供暖方式。
  地暖(地板辐射采暖、地热)是健康舒适、安全节能、人性化的供暖方式,被国家推广的节能环保项目,阳光工程,是被广大民众接受的好的供暖方式,是开发商新的卖点,也是购房者的买点。
  地暖能不能起到地暖应起的作用,关键是做好绝热层。地暖应在散热管下铺设绝热层(保温层、隔热层)防止热量向下层散失。
  地暖(低温热水地面辐射供暖)是通过热效应产生的远红外线发射来完成热能的传递(热辐射)。以辐射方式向室内散热,使室内地表温度均匀,符合“温足顶凉”的中医保健理论,室温由下而上逐渐递减给人以脚暖头凉的舒适感。
  2004年8月5日建设部发布的行业标准《地面辐射供暖技术规程》JGJ142-2004,从2004年10月1日起正式实施。
  这个标准要求采用表观密度20kg/m3 ,厚度20mm的苯板(聚苯乙烯泡沫塑料板)绝热层。
  因为苯板导热系数小、质量轻,所以在全国地暖工程中广泛采用苯板来做地暖绝热层。但是在使用中也发现许多问题:
  首先是不易生产阻燃和难燃的苯板,一旦着火了,苯板发生毒气,对人们身体健康有不利影响,苯板不是环保产品。如做阻燃和难燃苯板造价就聚增,地暖造价上升。
  其次是苯板强度低,脆性大,显然JGJ142-2004标准中要求:压缩强度为≧100kpa,但苯板具有脆性,再加上生产、开发施工单位为了降低工程造价和提高自身的利益降低表观密度达不到20kg/m3,做到18kg/m3是好的,甚至采用15-16kg/m3的也有。苯板表观密度低时是易燃品,对放火不利。表观密度下降后,强度下降,脆性增大。施工中铺设苯板时被踩踏,做盘管和填充层地面时更是被踩踏的严重。苯板本身压碎后体积缩小产生变形,生产水泥沙浆地面层塌陷和裂缝。
  三是苯板是片状产品,整个绝热层是按苯板片接拼的,有时也把碎片拼在一起用,整个绝热层都是缝隙,地暖管热量从苯板缝隙中往下传热。
  四是填充层地面施工时,推水泥砂浆或细石混凝土的手推车在上面作业时,往往压碎苯板,甚至压坏地暖管,产生漏水现象。这个问题如果当时没有发现没有及时处理,住户装修地板后住进去发现的话,后患无穷,又打官司、又赔钱,又丢尽名誉。
  五是苯板做地暖隔热层时,苯板夹在楼地面混凝土和水泥砂浆或细石混凝土地面中间起到了隔离层的作用,整体性不好,地面极易开裂 。
  六是苯板做绝热层的地暖工程工艺复杂,用的材料品种多。铺设苯板、铝箔纸、钢丝网片,用尼龙扎带绑扎,还要用塑料卡子,卡钉等固定,都是手工作业,还要把苯板全部扛到楼上,施工进度慢。
  随着地暖工程的发展,泡沫混凝土(发泡水泥)在地暖绝热层中应用收到了很好的效果。
  泡沫混凝土(发泡水泥)地暖在山东省、河北省、吉林省、辽宁省、北京市、河南省、甘肃省、山西省、黑龙江省、新疆等地陆续采用。山东省和河北省几年前就制订了发泡水泥技术规程,辽宁省在去年年底编制了辽宁省地方标准《地面辐射采暖泡沫混凝土绝热层技术规程》DB21/T1684-2008 J11298-2008,2008年11月13日发布,2008年12月1日实施。这些地方标准指导泡沫混凝土(发泡水泥)地暖设计和施工。北京市也正在编制泡沫混凝土绝热层标准。
  地暖的绝热层是用以阻挡热量往下传递,减少无效热耗的构造层。目前绝热层采用聚苯乙烯泡沫塑料板或泡沫混凝土(发泡水泥)两种。反射膜(厚度为几个毫米)根本就不能起到保温绝热层的作用,次文暂不谈此产品。
  什么是泡沫混凝土(发泡水泥)绝热层?
  通过发泡机将水泥发泡剂加入搅拌好的水泥净浆中,经混合成低密度泡沫浆料浇注于楼地面结构层中,经自然养护形成的具有规定的密度等级、抗压强度等级和相应的导热系数的构造层。
  泡沫混凝土(发泡水泥)是由水泥和水泥发泡剂在专用的水泥发泡机中制成的。由于形成了无数独立的泡孔,因此,具有保温、隔热、隔音、耐火、轻量、抗震的优良品质,是21世纪的环保产品。
  泡沫混凝土(发泡水泥)具有以下特性:
  1.保温隔热性能好:由于泡沫混凝土(发泡水泥)中含有大量封闭的细小孔隙,因此具有良好的保温隔热性能。其热传导率在0.05-0.15kcal/mh℃之间,是普通水泥制品的20-30倍。
  2.重量轻:密度在250-400㎏/m3之间,是普通水泥1/5-1/8,是轻量产品,可减少建筑物荷载。
  3.隔音耐火性能好:形成多孔性众独立气孔,吸音能力0.09-0.19%是普通水泥的5倍,可较容易解决公寓建造过程中的居住空间隔音问题。泡沫混凝土(发泡水泥)是无机材料,不会燃烧,从而具有良好的耐火性,在建筑物上使用,可提高建筑物的防火性能。
  4.绿色环保:传统苯板材料遇高温后易分解有毒成分,泡沫混凝土(发泡水泥)完全克服了这方面的缺点。
  5.整体性好:泡沫混凝土(发泡水泥)与楼地面结构层及填充层地面层,材料都是水泥产品,所以能粘结起来整体性好。
  6.耐震性优越:泡沫混凝土(发泡水泥)对外力具有塑性,发泡后形成无数独立的气泡群对外力作用表现出较强的耐震性,将压力作用平均分散至其他部位。
  泡沫混凝土(发泡水泥)做地暖隔热层施工特点是:
  1.泡沫混凝土(发泡水泥)承载能力强、施工简便,机械化程度高,适用于大面积施工。
  2.劳动强度低,工程进度快,1台发泡机1天可以施工4000-5000平方米地暖绝热层。
  3.泡沫混凝土(发泡水泥)与基层和填充层结合牢固,不易产生地面空鼓和裂缝。
  4.泡沫混凝土(发泡水泥)可以自流平施工,对原本粗糙不平的楼地面结构层进行找平,省略了抹找平层这一道工序。
  泡沫混凝土(发泡水泥)地暖绝热层施工工艺流程是:
  把发泡剂和高压空气、水注入到发泡机里形成气泡,然后再把气泡与水泥浆混合形成泡沫混凝土(发泡水泥),用高压泵和输送管输送到楼地面中浇注,达到自流平后自然养护既可。
  泡沫混凝土(发泡水泥)地暖的绝热层,能不能起到保温作用,降低热损失和减少向下散热的关键是必须把泡沫混凝土(发泡水泥)绝热层施工好。施工中确保质量要做到:
  1.水泥宜选用42.5强度等级的普通硅酸盐水泥,32.5、42.5强度等级的矿渣硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥早强快,用于赶进度工程,但价格高。矿渣硅酸盐水泥早强慢,用于不赶进度的工程,价格低,但水泥用量多,且易泌水,易沉淀,特别注意这一点。
  2.水泥发泡剂是用于制备泡沫混凝土(发泡水泥)浆料的。水泥发泡剂是从植物或动物中提炼出来的或化合成的具有表面活性的,经物理作用产生大量泡沫的外加剂。
  施工中一定要使用好的水泥发泡剂,好的水泥发泡剂的特点是:
  (1)起泡量大。
  (2)泡沫强度高。
  (3)泡沫孔径和均匀度好。
  (4)纯净的液体,没有沉淀物。
  (5)无腐蚀、无污染。
  (6)泡沫持续时间超过水泥初凝时间。
  好的水泥发泡剂使泡沫混凝土(发泡水泥)完全符合质量要求,不分离、不沉淀,有强度,有较均匀的闭孔气泡,泡孔清晰密实,孔径适度,保温好,低容重、导热系数低。
  不好的水泥发泡剂使泡沫混凝土(发泡水泥)出现塌陷和沉淀等质量事故。
  3. 泡沫混凝土(发泡水泥)绝热层设计时物理力学性能要求是:
  (1)干体积密度:300-400㎏/m3;
  (2)28天抗压强度:≧0.6-1.0mpa;
  (3)导热系数:≦0.07-0.09w/m.k;
  (4)线性收缩率:≦1.0%。
  4.根据现场使用的发泡机、楼层高度、水泥品种、强度和水泥发泡剂先做泡沫混凝土(发泡水泥)试配试浇合适时,方可进行现场浇注作业。通过泵送料浆质量稳定用肉眼观察和手抓合乎湿密度标准时才可大量展开作业,作业过程中还要经常检查质量稳定性。如发现质量不稳定,立即停止作业检查原因进行处理后再作业。浇注手应根据墙上泡沫混凝土(发泡水泥)厚度线,把好输送管,厚度不要超高,也不能不足。基本浇到要求厚度,搂扒手及时把泡沫混凝土(发泡水泥)料浆铺平,配合泡沫混凝土(发泡水泥)自流平的特性把平整度搞好。
  5. 泡沫混凝土(发泡水泥)做地暖绝热层时,理想的厚度是30-40mm,厚度小于30mm时U型钢卡子插不进去,采用大量的塑料钢卡子固定地暖管;厚度太大不利于凝固,强度也受影响。
  6. 泡沫混凝土(发泡水泥)施工时环境温度不宜低于5℃。冬期不宜施工,费用太高,质量也保证不了。
  7. 泡沫混凝土(发泡水泥)雨期施工时,门窗玻璃都要安上。防止暴雨从露台、阳台中流进去冲坏没有凝固的泡沫混凝土(发泡水泥)。没凝固前被雨水淋了,泡沫混凝土(发泡水泥)不凝固象豆腐脑似的,产生质量事故,需要全部铲除后重做。
  8.浇注完泡沫混凝土(发泡水泥)要自然养护3-4天后在其上进行地暖管安装等作业,养护时间不得与其他工种交叉作业,不准上人踩踏。
  9. 泡沫混凝土(发泡水泥)表面质量要求是:
  (1)裂纹:3天养护期内不应有宽度大于2mm裂纹;
  (2)疏松:不应有大于单个房间总面积1/15或单块面积大于0.25㎡的疏松;
  (3)平整度:整体地面的平整度不应大于±10mm。
  综上所述,泡沫混凝土(发泡水泥)在地暖绝热层中应用确实收到了很好的效果,也被越来越多的地区和人们重视和应用。大有替代苯板(聚苯乙烯泡沫塑料板)的趋势。
  但由于泡沫混凝土(发泡水泥)是现场浇注进行湿作业,所以受设备、工艺、技术水平、材料、人员等多种因素影响,施工中也出现过不能令人满意的效果。这要让我们重视各种因素,确保产品质量,把这一绿色建筑、环保建筑、节能建筑项目推广应用好。

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