我国泡沫混凝土行业新进展_李应权

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我国泡沫混凝土行业新进展

李应权1,2,3 王明轩1,2 扈士凯2,3 陈志纯2,3 段 策1,2 迟碧川2,3 谷冰莹1,2(1.中国混凝土与水泥制品协会泡沫混凝土分会;2.建筑材料工业技术监督研究中心;

3.建材行业水泥基建筑节能材料重点实验室)

一、政策对行业发展的影响

在过去的2013年,面对复杂的建筑市场以及变化的保温政策,虽然泡沫混凝土行业个别产品经历了大起大落的行情,但在行业同仁的共同努力下,整个行业仍然保持了平稳增长态势。

近3年间经行业的焦点产品—泡沫混凝土保温板,

历了过山车式的行情,国家政策的变动牵动着每个保温人的神经。近年来,我国建筑保温工程频发火灾,据公安部消防局不完全统计,仅2007~2010年外保温工程火灾就达1359起,尤其是三把大火(央视新址、上海胶州路教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦火灾),令世人震惊。2011年3月,公安部消防局下发了65号文《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》,规定“民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料”。之后,不燃保温材料出现井喷,岩棉、泡沫混凝土、珍珠岩等无机保温材料的行情异常火爆,泡沫混凝土保温板高峰时售价曾甚至更高。但一些人认为,A级材料产能不达1800元/m3,

足,保温性能不理想造成大量的建筑外保温项目停工,影响了节能减排目标的实现。2011年12月30日,国务院发布国发[2011]46号文《关于加强和改进消防工作的意见》,规定“新建、改建、扩建工程的外保温材料一律不得使用易燃材料,严格限制使用可燃材料,加快研发和推广具有良好防火性能的新型建筑保温材料”。“保温过山车”在完成了一圈中国式的循环之后,2012年12月风向再变,公安部消防局下发350号文《关于民用建筑外保温材料消防监督管理有关事项的通知》,决定终止执行“65号文”。政策又回到2009年的46号文,“46号文”指的是2009年9月公安部与住房和城乡建设部联合下发的《民用建筑外保温系统及外

墙装饰防火暂行规定》,其中规定“民用建筑外保温材料。的燃烧性能宜为A级,且不应低于B2级”

“65号文”的取消并不代表防火安全方向的变化,在建筑工业“十二五”规划当中,始终将安全置于环保节能之前。这说明,安全型保温材料始终是一个发展方向,提高各种材料的综合性能,一直是政策制定的初衷与未来材料的发展方向。

从“46号文”到“65号文”、“国发46号文”,再到“350号文”,再回到“46号文”,相对应的保温材料选择从B2级一些省市要求B1或A级。短短3年间,我到A级,再到B2级,国外墙保温市场经历了几多起伏。在业内人士看来,以文件这种行政命令形式规定和管理专业领域问题,应该是一种临时措施,专业领域的技术问题由行业内的技术规范来解决,无疑更科学合理。

2012年底,国家标准化管理委员会发布的强制性国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》(GB8624-(难燃)、2012),将外墙保温材料分为A级(不燃)、B1级B2级(可燃)和B3级(易燃)4个等级。推荐性国家标准《建筑外墙外保温系统的防火性能试验方法》(GB/T29416-2012)于2013年10月1日起实施。很多地方政府仅这是大势所趋。北京正在进允许使用不低于B1级材料,

行的既有建筑节能改造项目对保温材料的要求是,燃烧性能为A级保温材料以及燃烧性能为复合A级的热固性保通过复合后达到A级)。温材料(即主体保温材料为B1级,

今年初刚出台的《上海市保障性住房建筑节能设计指导意见》规定:建筑围护结构内保温材料的燃烧性能等级津建科[2013]291号规定:天津市各类不应低于B1级等。

建筑外保温系统中使用的保温材料燃烧性能不得低于B1级。江苏省建筑外墙保温材料防火暂行规定:住宅建筑

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高度大于54m时,其保温材料的燃烧性能应为A级,建筑高度不大于54m时,其保温材料的燃烧性能不应低于B1级。新疆规定:民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A严禁采用B2、B3级材料。甘肃省住房级,且不应低于B1级,和城乡建设厅、甘肃省公安厅2013年10月联合出台最严外墙保温材料燃烧性能规范甘建设[2013]454号,要求当建筑高度大于等于50m时,其外墙保温材料的燃烧性能应为A级。

2013年2月16日,国家发改委发布第21号令《关于修改<产业结构调整指导目录(2011年本)>有关条款的决定》,该决定对泡沫混凝土行业应该是利好消息,鼓励发展不燃外保温材料、阻燃制品。

2013年,国家发改委组织实施建材、煤炭、电力、建筑4个行业低碳技术创新及产业化示范工程专项,开展重点领域节能减排、清洁生产工艺、控制温室气体排放等

相关技术创新,建设低碳技术创新及产业化示范工程,推进传统产业低碳技术创新和产业化,实现可持续发展。整个建材行业8个项目获批,泡沫混凝土这个小行业即占据两席,分别为山东天意机械股份有限公司的泡沫混凝土保温板项目和山西省潞城市泓钰节能建材有限公司的泡沫混凝土保温板项目,可见国家有关部委对泡沫混凝土的重视。

二、泡沫混凝土行业概况

2013年,中国泡沫混凝土行业牢牢把握稳中求进、提升质量效益的基调,某些领域还获得了突破性的进展,这是全体泡沫混凝土人凝聚智慧、创新发展的结果。对于产业所经历的各种问题,行业协会积极开展各项工作,向国家相关部门反映企业诉求,以服务于建筑节能、建筑工业化为重点,以提高质量和效益为目标,以推进科技进步和

图 1 现浇泡沫混凝土地暖绝热层图 2 现浇泡沫混凝土地暖绝热层

图 3 现浇泡沫混凝土屋面保温隔热层图 4 现浇泡沫混凝土屋面保温隔热层

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创新为动力,抓住战略机遇,引领行业健康发展。

近年来,我国泡沫混凝土行业得到了高速发展,据估主要应算,2013年我国泡沫混凝土总产量超过2800万m3,用于建筑保温、住宅及路桥等土建工程领域。按发泡方式分为物理发泡与化学发泡两大类,物理发泡主要适用于现浇施工,如现浇地暖绝热层(如图1、图2所示)、屋面保温隔热层(如图3、图4所示)、现浇墙体、垫层、回填、路桥工程、砌块(如图5所示)等。化学发泡强度相对较高,适用于制作各类制品,如泡沫混凝土保温板(如图1、图2所示)、复合墙板、装配式住宅等。

据泡沫混凝土分会不完全统计,2013年企业总数约1000多家。企业地域分布数量由高到低次序大致为:江苏、四川、河南、河北、山东、辽宁、山西、北京、上海、浙江、黑龙江、陕西、内蒙古、广东、湖北、安徽、重庆、贵州、湖南、福建、天津、江西、吉林、云南、甘肃、广西、宁

夏、新疆、青海;海南、西藏等省区地处边远地区,泡沫混凝土不发达,企业数量很少,有待今后发展。

从企业规模来看,小企业居多,很多企业年产量不足甚至更低。大的企业,如广东盛瑞公司2013年施工1万m3,

北京太空板业公司以发泡水泥(泡沫量达到100万m3左右,

已成混凝土)复合墙板为主导产品,年销量超过100万m2,为上市公司。

就泡沫混凝土的用途而言,2013年由于保温板销售下滑,现浇泡沫混凝土应超过泡沫混凝土制品,处于第一位,分类排序大致为:现浇地暖绝热层;现浇屋面保温隔热层;路桥土建工程;墙体现浇;矿井回填及各类回填等。在制品方面,泡沫混凝土主要用于制作外墙保温板、泡沫混凝土隔墙板、砌块及夹心复合墙板、装配式住宅等。近年来,泡沫混凝土产品形式不断丰富,产量实现了飞跃式发展。

2cm厚无底壳体注入保温材料成型块体

保温砌块生产线一角保温砌块存储

图 5 泡沫混凝土砌块及填芯砌块

图 6 泡沫混凝土保温板外墙保温系统图 7 泡沫混凝土保温板外墙外保温工程

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三、泡沫混凝土行业新进展

在过去的一年,行业同仁积极努力,研究开发新产品、开拓泡沫混凝土新的应用领域,企业不断发展壮大,涌现出很多先进企业、先进个人,为泡沫混凝土行业做出了很大的贡献。

装备方面:

① 物理发泡:现浇简易机组逐渐向自动计量搅拌输送的工业化成套装备方向发展(如图8、图9所示);

② 化学发泡:由作坊式的小推车方式,逐渐向自动化流水线方向发展(如图10~图12所示)。

(二)研发早强、高强胶凝材料(发泡干粉料),实现制品高性能

近年来,一些院校、企业积极研发早强、高强胶凝材料,以实现泡沫混凝土低密度、高效保温或早脱模、在线切割等效果。

大同阳光建材装饰有限公司,以少量硫铝酸盐水泥熟料,复合大掺量粉煤灰(可达50%)、少量硅酸盐水泥、二水

(一)泡沫混凝土工艺技术日新月异

近3年来,泡沫混凝土产品技术,尤其是泡沫混凝土保温板技术得到飞速的发展,100kg/m3~180kg/m3超低密度、相对高强、保温效果优良的保温板已实现产业化。很多企业,时隔月余,产品质量就有很大的提高,可以说是 “日新月异,突飞猛进”。

图 8 以前现浇泡沫混凝土简易机组图 9 如今自动计量搅拌输送的成套装备

图 10 以前作坊式的小推车生产方式图 11 如今泡沫混凝土保温板自动化流水线

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图 12 泡沫混凝土保温板自动化流水线

石膏及辅助材料,可使发泡板在短时间(一个多小时)在线浇筑、切割,同时解决了碳化粉化、强度倒缩等问题,实现连续化、流水线、工业化生产。南京航空航天大学土木系余教授研究了碱式硫酸镁水泥,用于发泡混凝土,干密度160kg/m3,强度平均可达0.59MPa。如果强度达到0.3MPa,密度可以更小,则保温效果更佳。沈阳、内蒙古等地企业开发出530kg/m3以下、3.5MPa、0.12W/(m K)的自保温砌块。分会专家委员会主任闫振甲依托北京广慧精研泡沫混凝土公司,以镁质碱式盐胶凝材料为基材,复合了多种水泥、外加剂、辅助材料等,抗压强度用于发泡制品,开发出干密度110kg/m3~150kg/m3,0.3MPa以上,导热系数0.045 W/(m K)~0.05W/(m K)的高效保温材料。当然,此类材料还需加强长龄期测试和实践考验,以确保耐久性。

深加工制成保温装饰一体化板(如图15、图16所示),集保温、防水、装饰等多功能于一体,实现产品的预制化、标准化、组合多样化、施工装配化,可以干挂、粘挂或粘锚施工。泡沫混凝土保温装饰一体化板不但具有泡沫混凝土保温板的各种优点,其保温装饰一体化体系还能克服当前其他外墙外保温节能系统应用中手工施工效率低、容易破损、开裂、装饰性差等缺点,是一种综合性价比优良的外墙外保温节能产品,具有很好的市场发展前景。目前,我国已有少量的企业生产泡沫混凝土保温装饰一体化板,并且开始在建筑保温施工中应用该产品。

(五)泡沫混凝土复合保温板

与有机类保温材料相比,泡沫混凝土导热系数偏大,三北地区要达到65%甚至更高的节能标准,泡沫混凝土保温层厚度将很大。为了提高泡沫混凝土的保温性能,北方很多企业尝试采用与有机保温材料复合的方式,最常用的是与保温性能好的聚氨酯复合,如:“泡沫混凝土+聚氨酯+泡沫混凝土”复合保温板,结构如图17所示。

“聚氨酯+泡沫混凝土+聚氨酯”复合保温板,结构如图18所示。

(三)泡沫混凝土板用于防火隔音内隔墙

近年来,随着行业政策的波动,焦点产品泡沫混凝土保温板销量受到影响,但是很多企业认真研究对策,积极转型,将泡沫混凝土保温板用于内隔墙就是其一。具体施工工序为先固定工字钢龙骨于结构,将泡沫混凝土板插入,再连接工字钢并固定,整墙成型后外表面喷浆,表面粘覆纤维水泥板,用螺丝固定在工字钢上,即成防火隔音墙(如图13、图14所示)。将保温板转型用于内隔墙,不仅发挥了泡沫混凝土隔音、防火、轻质、保温等优势,还极大地提高了施工效率,为泡沫混凝土保温板开辟了新的应用领域。

(六)物理发泡制作保温板

洛阳师范学院李森兰老师和威海市巨虹新型建材公司等另辟蹊径,以物理发泡方式制作泡沫混凝土保温板(如图19、图20所示),具有发泡工艺简单,易于操作等优点,没有化学发泡那样的面包头,因而成材率高,节约原料和成本,更有利于环保。技术参数为:干密度抗压强度0.5MPa~0.6MPa,导热系数200kg/m3左右,

(四)泡沫混凝土保温装饰一体化板

将泡沫混凝土裸板与加强层、防水层、装饰层,通过

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0.050W/(m K)左右,明显低于同等密度化学发泡保温板的0.058W/(m K),即同等情况下的保温效果更佳,值得推广。

(七)聚苯颗粒与泡沫混凝土复合,制作外墙保温板、轻质复合墙板等

轻集料泡沫混凝土是指在泡沫混凝土中加入聚苯颗

图 13 泡沫混凝土防火隔音墙施工流程

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粒、陶粒、沸石、玻化微珠等单一或多种有机或无机轻集料,使轻集料分散在泡沫混凝土浆体中,浆体固化后,形成了泡沫混凝土包裹着轻集料颗粒的复合状态,得到比一般泡沫混凝土材料具有更好的热工性能或力学性能的新型保温隔热产品。轻集料泡沫混凝土不但具有普通泡

沫混凝土的各种优点,而且在此基础上进一步改善了普通泡沫混凝土各方面性能,如聚苯颗粒泡沫混凝土具有比普通泡沫混凝土更低的导热系数,陶粒泡沫混凝土可有效克服泡沫混凝土收缩开裂等顽症,并提高强度等。某企业聚苯颗粒与泡沫混凝土复合产品技术性能如下:燃干密度198kg/m3,强度0.40MPa,导热系数烧性能B1-A2,

强度0.43MPa,导热系数0.050;0.049;干密度206kg/m3,强度0.66MPa,2h吸水率12%。干密度267kg/m3,

轻集料泡沫混凝土包括物理发泡方式和化学发泡方式,可用于现浇或制成保温板、砌块、复合墙板等预制件制品,应用于建筑外保温或结构与功能一体化工程。轻集料泡沫混凝土是一种综合性价比优越的新型建筑节能材料,它的应用将大力推动泡沫混凝土行业的发展,并对建筑节能材料行业产生重大影响,具有很好的市场发展前景,将成为我国泡沫混凝土行业的发展方向之一。目前,我国已有一定数量的泡沫混凝土企业对原有技术更新换代升级,研发并生产出各类轻集料泡沫混凝土产品(如图21、图22

图 14 泡沫混凝土防火隔音墙

图 15 泡沫混凝土裸板图 16 泡沫混凝土保温装饰一体化板

图 17 “泡沫混凝土+聚氨酯+泡沫混凝土”复合保温板图 18 “聚氨酯+泡沫混凝土+聚氨酯”复合保温板

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所示),已投入市场,并且开始在建筑保温施工及其他工程中应用。

300kg/m3~500kg/m3左右的泡沫混凝土芯材与纤维水泥面板复合,制成墙板和屋面板(如图23所示),匹配轻钢结构可制成集成化住宅。

集成化住宅是国家建设部力推的新型建筑模式,也是未来建筑发展的必然趋势,而泡沫混凝土以其轻质、保

(八)泡沫混凝土夹心复合墙板与集成住宅

当前,泡沫混凝土夹芯复合墙板与屋面板、楼板、泡沫混凝土集成住宅等已成为开发的热点。以干密度

图 19 物理发泡制作保温板车间图 20 泡沫混凝土保温板防火演示

图 21 聚苯颗粒泡沫混凝土板图 22 陶粒泡沫混凝土板

图 23 泡沫混凝土夹芯复合墙板

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温、防火、隔音、抗震、耐久等特点,必然将在其中扮演重要角色,这也给泡沫混凝土企业带来了新的发展机遇。目前我国已有大量泡沫混凝土企业投身到集成化住宅行业中(如图24、图25所示)。主要的做法是将泡沫混凝土制成墙板和屋面板,匹配轻钢结构建设装配式住宅。这种结构体系,组装速度快,抗震性强,可实现自保温,造价较低。主要用于中高档别墅、小康住宅等。代表性企业主要有北京太空板公司、北京华丽联合、天基板业、中体板业、镇江威信广厦模块建筑公司、南京佳汇新材料公司等,有的企产品出口10多个国家,为泡沫混业年销量已超过100万m2,凝土行业树立了榜样。

其中,上市公司北京太空板业生产的发泡水泥复合板,是以周边钢围框、内置桁架与发泡水泥芯材及面层复合而成的轻质构件产品,具有承重保温一体化、节能环保、一级防火、抗震等特点。太空板装配式住宅产品及建造

技术于2008年5月通过由北京市建委组织的“科技成果鉴定”,广泛应用于大跨度工业厂房、大型公用设施及装配应用的主要工程有:长江三式住宅,年产量大约120万m2,峡左右岸电厂厂房、沈阳飞机(苏-27)项目、921卫星火箭组装厂、西航发动机430厂房、昌河武装直升机厂房等。

(九)泡沫混凝土防火门芯

防火门芯填充材料在防火门中起防火隔热、安全保护作用。2008年国标委发布的《防火门》(GB/T12955-2008)规定:防火门填充材料应为对人体无毒无害的防火隔热材料,并经国家认可授权检测机构检验达到《建筑材料及制品燃烧性能分级》(GB8624-2006)规定的燃烧性能A1级要求和《材料产烟毒性危险分级》(GB/T20285-2006)规定产烟毒性危险分级ZA2级要求。

泡沫混凝土防火门芯产品(如图26、图27所示)具有

图 24 工业化集成住宅装配施工图图 25 轻钢泡沫混凝土集成住宅

图 26 泡沫混凝土防火门图 27 泡沫混凝土防火门截面小样

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以下优越特点,完全可以满足上述要求:

耐燃(1)泡沫混凝土防火门芯板燃烧性能达到A1级,温度可高达1000℃以上;

(2)轻质、相对高强,泡沫混凝土门芯板干密度可在150kg/m3~300kg/m3之间调整,抗压强度0.4MPa~1.5MPa;

(3)导热系数只有0.050W/(m K)~0.07W/(m K),保温、隔热、隔音、节能;

无毒无害,不危害人体(4)安全环保,烟毒性AQ1级,健康;

(5)原料来源广泛,综合成本低,耐久性优越;可生产出不同规格形状的整体式防火门芯板,解决了传统式拼装门芯板存在的拼装麻烦、施工效率低下、边角料多、用量大、缝隙不好处理、容易出现窜火、里背面温度差异大等诸多不利因素,同时避免了材料的浪费,更有利于节能环保;

(6)泡沫混凝土防火门芯含水率≤12%,不因水分、潮湿或蒸汽的影响而产生腐烂,是一种非毒性、采用无机无害材料组成的优良环保防火门芯材。因此被广泛应用于高层住宅、宾馆、写字楼、商业购物中心、实验室、工厂、活动房、医院、火车站、舞厅、家用民房等建筑的防火门上。

内浇复合墙体已有企业累计完成建筑面积60万m2的施工,蒙古呼和浩特东方君座小区、建设银行大厦、北京平谷新农村住宅等成为代表性工程。北京优耐德新型建材有限公司、大连达鹏达建材装饰有限公司、大连天一建筑保温工程有限公司、北京天舒广慧工程有限公司、北京建材泡沫混凝土科技有限公司等几十家企业成为专门从事这一领域工程施工的典范。目前,辽宁省已出台了《泡沫混凝土现浇复合墙体工艺规程》。明年,北京平谷和内蒙古赤峰将有两个新农村住宅建设工程开工,每个工程量都将达几十万平方米,标志着这一技术体系正在由城市推向农村。泡沫混凝土分会为推动这一应用的发展,已由专家委员会闫振甲主任委员编著出版了《泡沫混凝土现浇复合墙体技术》一书(如图29所示)。

目前已得到成功应用的墙体现浇系统主要有以下两种:

(1)现浇泡沫混凝土轻钢龙骨复合墙体系统

这种墙体以轻钢龙骨(C形钢或方管组合格子结构形钢)和横向断桥龙骨为纵横支撑,以固定于龙骨上的免拆除无机面板为覆盖材料,形成墙体空腔,然后向空腔内现场浇筑泡沫混凝土浆体,浆体硬化后与龙骨面板一起,形成完整一体的夹心复合墙体(如图30~图32所示)。主要应用于高层框架结构非承重外墙和内隔墙、低层轻钢结构住宅承重外墙和内墙以及钢结构工业化厂房非承重外墙及内隔墙。这种体系中断桥结构、开口龙骨提高了建筑性能,实现了建筑自保温,解决了建筑保温及防火的矛盾。按施工工艺分类可分为物理制泡现浇复合墙体和化学发泡

(十)现浇泡沫混凝土复合墙体

墙体现浇分为承重泡沫混凝土现浇墙体、钢结构现浇墙体、框架结构泡沫混凝土墙体、砖混结构夹芯泡沫混凝土墙体等(如图28所示)。其中,免拆模板泡沫混凝土现

图 28 墙体现浇工地图 29 《现浇泡沫混凝土复合墙体技术》新书出版

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图 30 系统C形钢结构示意图图 31 系统方管组合结构主体示意图图 32 主要工艺流程

现浇复合墙体。

系统技术特点与优越性:① 结构保温可实现建筑自保温; ② 彻底解决建筑保温及防火的矛盾; ③ 解决了钢结构的防火难题;

④ 高耐久保温材料使保温与建筑同寿命; ⑤ 断桥结构提高了保温效果; ⑥ 开口龙骨提高了建筑性能;

⑦ 泡沫混凝土填充钢管提高钢框架性能。

主要技术特征是:墙体、楼层、屋面三大部分均由泡沫混凝土浇筑而成(如图33所示),是一种新型自保温防火抗震生态低碳建筑,国内外唯一的全泡沫混凝土结构保温住宅。

(十一)空心砌模浇注泡沫混凝土自保温复合墙体系统

大连正锐建筑节能股份有限公司开发的“空心砌模浇注泡沫混凝土自保温复合墙体系统”,简称空心砌模自保温墙体,是采用空心砌模错位砌筑成墙体,并在其相互贯通的内腔中现场浇注泡沫混凝土浆料,梁、柱部位采用无机保温材料喷涂处理,进而形成具有自保温功能的墙体系统(如图34、图35所示)。采用现场浇注的方式,解决了传统外墙保温存在的脱落、防火、耐久性等问题,一劳永逸,具有良好的经济效益和社会潜力。

(2)泡沫混凝土现浇薄壁型钢低层住宅

这种建筑是泡沫混凝土现浇复合墙体技术的发展和延伸。以薄壁型钢为主要受力支撑体,以固定在薄壁型钢两侧的覆盖面板为辅助受力支撑体并传递载荷,以浇注于型钢和面板组成的空腔内的泡沫混凝土为保温隔声防火功能结构层,三者共同形成这种新型住宅的主体。

(十二)泡沫混凝土在土建工程中的应用

泡沫混凝土由于具有轻质、容重易调节、流动性

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图 33 现浇薄壁型钢低层住宅结构图图 34 空心砌模浇注复合泡沫混凝土自保温复合墙体效果图

图 35 空心砌模浇注复合泡沫混凝土自保温复合墙体施工

图 36 道路扩建示意图图 37 软基路段扩建工程实例

好、施工方便、高耐久性等特点,非常适合替代填土应用在土建工程中,且造价低廉,具备明显的技术经济优势。广州大学陈教授创建的盛瑞土建材公司在此领域取得了很多创新性的成果,主要技术应用领域包括以下方面:

1. 道路扩建

在已有的道路两侧,以现浇泡沫混凝土作为加固地基,通过拼接方式加宽道路(如图36、图37所示)。现浇泡沫混凝土在道路加宽扩建工程中的应用优势主要体现在以下几个方面:

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(1)扩建路基可垂直填筑,节省土地资源,避免或减少建筑的拆迁;

(2)软基路段扩建路堤可大幅减荷,可节省扩建路基的软基处理或减小软基处理强度,并有效减少新老路基

的差异沉降及附近建筑物的附加沉降破坏;

(3)通过配管泵送施工,施工占用空间小,几乎不影响现有交通,并保持现有道路设施(防撞栏、排水沟等)不破坏。

图 38 桥头跳车工后维修工法:常规加铺路面工法

图 39 桥头跳车工后维修工法:现浇泡沫混凝土换填工法

图 40 现浇泡沫混凝土换填工法工程实例

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2. 软基路堤桥头跳车处置

桥头跳车是指运营期间的道路路面在台背回填处出现不同程度的沉降开裂。在桥台与路基结合部采用泡沫混凝土构筑适当形状的过渡段,利用其轻质性、固化后的自立性,能够减少沉降和不均匀沉降,彻底消除台背路堤填料本身的工后沉降,避免桥头跳车病害并大幅减少工后台背维修费用(如图38~图40所示)。

须在结构能够承受的范围内,如实际覆土荷重超过结构承受能力,则必须对上覆填土进行减荷。如设计上采用现浇泡沫混凝土进行回填,则较对地下隧道结构进行再次加固要简单便捷得多,且造价低廉,具备明显的技术经济优势(如图43、图44所示)。

5. 基坑及地下管线回填

在土建工程中,一些狭小地下空间,如建筑基坑及地下管道工程的周边空隙,由于人和机械无法进行作业或作业空间过于狭小无法回填密实,而成为工程建设的一大难点。利用现浇泡沫混凝土由软管泵送,浇注施工点所占空间极小,浇注时具有高流动性,浇注完后可固化且不需机械碾压或振捣的优势,回填这些特殊空洞,可达到施工简便且能回填密实的效果,为解决空洞回填的难题提供了一种全新的技术手段(如图45~图47所示)。尤其是基坑回填,可避免传统工法回填不密实导致

3. 桥梁减跨

采用现浇泡沫混凝土填筑桥台台背,固化后对结构物的侧压力极小且可直立填筑,可解决土压力和台前锥坡、放坡问题,将桥台优化为简单的单排桩桩柱式桥台并减少因锥坡、放坡而增加的桥跨,大幅降低工程造价(如图41、图42所示)。

4. 地下结构减荷

在地下隧道工程中,隧道结构设计要求其覆土荷重必

图 41 结构示意图图 42 工程实例

图 43 北京奥运地铁隧道结构现浇图 44 北京奥运地铁隧道结构现浇泡沫混凝土工程实例

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图 45 工程示意图图 46 国家体育场周边明挖隧道基坑回填

图 47 地下管线周边现浇泡沫混凝土的填充图 48 工程实例

的隐患:在较大风载、地震荷载等水平力的作用下,建筑物可能因为水平抗力不足而发生水平滑移,导致建筑物失稳。

7. 泡沫混凝土机场跑道拦阻系统

泡沫混凝土具有极强的抗冲击吸收性能,美国最早将其用于机场拦阻系统。我国九黄机场削山而建,三面环山,高海拔,跑道偏短,特别是雨雪天,飞机着陆一旦出现冲出跑道的情况,后果将不堪设想。因此,2006年九黄机场进行二期扩建时,就在跑道两端分别安装了两套拦阻系统,进口美国产品耗资1亿元左右。

国产泡沫混凝土拦阻系统的成功研发大幅降低了铺设费用,为在我国众多高原机场、复杂地形机场、其他因特殊原因难以延长跑道安全区的机场,提供了价位合理的工程解决方案(如图49、图50所示)。该系统具有非常广阔的市场前景,国内外多家机场对该产品表现出浓厚的兴能够趣。目前天津空港经济区有10000多m2的生产厂房,满足拦阻材料生产、养护所需的环境要求,可以保证材料性能的稳定,每月可生产1套EMAS系统(特性材料拦阻系

6. 采空区填充

传统工法的采空区充填,为确保充填料浆的流动性通常需要采用高水灰比的料浆,这样做的直接后果是充填浆料浓度偏低,在采空区很容易出现离析和不均匀沉淀,使充填体的质量在空间上不均匀,而且更严重的是,因高水灰比填充材料的结实率、充填率和接顶率较低,导致充填质量受到严重制约。

而采用现浇泡沫混凝土充填采空区,泡沫对流动性的特殊作用,使充填具有高结实率、高充填率和高接顶率的优势,可显著提高充填效率及充填体质量。这些优势使现浇泡沫混凝土技术可大面积应用于充填采矿及老采空区充填治理工程领域(如图48所示)。

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图 49 国产泡沫混凝土拦阻系统图 50 飞机着陆冲出跑道试验

统)所需的材料。首套国产泡沫混凝土拦阻系统已成功应用于云南腾冲机场。

应不大于80%。

(二)《泡沫混凝土用泡沫剂》标准中的泡沫混凝土性能指标

将泡沫剂按供应商推荐的最大稀释倍数配成泡沫液制泡,用该泡沫制备的受检泡沫混凝土干密度控制在性能指标应符合表1的要求。(400±30)kg/m3,

表 1 泡沫混凝土性能指标

指标

序号

项目

一等品

12

泡沫混凝土料浆沉降率(固化)/(%)

导热系数/(W/(m K))抗压强度

MPa

7d28d

≤5≤0.09≥0.7≥1.0

合格品≤8≤0.10≥0.5≥0.7

四、最新发布实施的和正在制定的相关标准

伴随着泡沫混凝土的逐渐兴起,相应的大量标准规范陆续出台,这对于规范行业的健康持续发展意义重大。目前有关泡沫混凝土的国家标准和行业标准已有多项,涉及现浇泡沫混凝土、泡沫剂和掺和料以及泡沫混凝土制品,如砌块、保温板等产品。

过去的一年里新出台的重要标准有《泡沫混凝土用泡沫剂》(JC/T2199-2013)和《水泥基泡沫保温板》(JC/T2200-2013)。标准的出台,尤其是《水泥基泡沫保温板》的出台将给企业的产品检测、工程备案和产品推广提供了非常有利的条件。

《泡沫混凝土用泡沫剂》和《水泥基泡沫保温板》标准中规定的主要技术指标如下:

3

(三)《水泥基泡沫保温板》标准中的产品物理性能指标

产品物理性能见表2。

目前正在编制中的标准主要有6项:《泡沫混凝土墙板、屋面板》、《泡沫混凝土发泡机》、《泡沫混凝土填芯砌块》、《地暖现浇用泡沫混凝土》、《泡沫混凝土应用技术规程》和《泡沫混凝土制品性能试验方法》等。

(一)《泡沫混凝土用泡沫剂》标准中的泡沫性能指标

1. 发泡倍数

将泡沫剂按供应商推荐的最大稀释倍数配成泡沫液制泡,其发泡倍数应为15~30。

2. 1h沉降距和1h泌水率

对于发泡后间歇一段时间再混泡的场合,需测定泡沫稳定性;即时混泡则无需测定此项目。

一等品泡沫1h沉降距应不大于50mm,1h泌水率应不大于70%;合格品泡沫1h沉降距应不大于70mm,1h泌水率

五、建筑工业化—泡沫混凝土行业新的发

展机遇

建筑工业化是建筑行业发展的主导方向,即以规范

总58期 2014.04 混凝土世界

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表 2 产品物理性能

技术要求

项目

Ⅰ型

表观密度(kg/m3)抗压强度(MPa)

导热系数(平均温度25℃±2℃),W/(m K)

干燥收缩值(浸水24h),mm/m垂直于板面的抗拉强度(kPa)

燃烧性能等级软化系数体积吸水率(%)

碳化系数放射性

≤180≥0.30≤0.055≤3.5≥80

A1级≥0.70≤10≥0.70

同时满足内照射指数IRa≤1.0和外照射指数Iγ≤1.0

Ⅱ型≤250≥0.40≤0.065≤3.0≥100

高强建筑墙体构件为围护结构,以及与功能配套的水、暖、电、厨、卫、智能网络与通信设备和产品优化集成的安全、健康、适用、节能、绿色、环保满足家庭居住使用的建筑(如图51所示)。住宅钢结构建筑的四大体系包括:主体结构体系(钢结构);围护体系(包括屋面、三板体系即外墙板、内墙板和楼板及节能门、窗等);新能源体系及设备系统;全装饰系统。

从目前国内的实践和研发来看,钢结构住宅主体结构的问题已基本解决,主要是缺乏与之配套的“三板”体系。钢结构建筑的“三板”体系,是住宅产业化的标志与

图 51 钢结构住宅的建造

核心,要求做到“质量轻、强度高、保温隔热性能优、安装方便、造价经济、经久耐用”。只有具备高度工业化生产制作和现场装配式施工的三板材料,才能发挥钢结构住宅的工业化优势。钢结构住宅“三板”体系的六大功能性要求见表3。

钢结构住宅墙板体系对墙体的产品材性要求见表4。墙板体系对钢结构住宅至关重要,特别是外墙板决定着钢结构住宅乃至所有装配式产业化建筑成败的关键,不仅要物美价廉,还要安装方便。住宅建筑节能技术关键在墙体,要求是质量轻、相对强度高、保温隔热性能好、经久耐用、经济实用。

从以上内容可以看出,建筑工业化特别是钢结构住宅

化、工业化、工厂建造方式取代传统现场作业、粗放式施工的建筑方式,常常被生动地解释为“像生产汽车一样生产住宅”,建筑物采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理等为主要特征的工业化生产方式,并形成完整的有机的产业链,从而实现社会化大生产,以提高建筑的工程质量和经济效益。

在美国,钢结构建筑是建筑工业化的首选,与发达国家相比,我国钢结构在住宅推广应用中所占比例很低,尚有较大的发展空间。

钢结构住宅是指以钢结构构件为承重骨架,以轻质、

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表 3 钢结构住宅“三板”体系的六大功能性要求

序号123456

功能要求结构性能要求密闭性能要求热工性能要求隔声性能要求防火性能要求装饰性能要求

概述

满足结构稳定安全的要求,一定的机械强度。能满足抗压、抗弯、抗剪、抗侧向撞击,抗风压、抗震等。防止空气渗透和水蒸气渗透(特别是外墙)。

防止室温受到室外环境温度变化的过度影响,保证室内温度环境的舒适。特别防止热桥现象。防止室外或相邻房间噪声的影响,有独立安静的环境。

遇火在一定的时间内能够保持结构稳定性,防止火势穿透和蔓延,并且不能产生有害气体。材料表面的形式、颜色、效果,保持长时间的整洁美观,表面造型丰富等。

表 4 对墙体的材性要求

序号12345

材性要求轻质高强绿色环保防水防潮良好的隔声性能抗风压性能

概述

一般800kg/m3左右;外墙系统用到1700kg/m3。重量要轻,作为内墙系统,其容重不易超过1000kg/m3,使用的原料不含对人体有害物质,无放射的A类产品,符合国家标准G/T169-2005标准。

不能出现板材因吸潮而松化、返卤、变形、强度下降等现象;潮湿天气不能出现冷凝水珠。(厨房、卫生间、地下室等部位)

如分户墙标准(计权隔声量指标)要求大于45分贝(db),符合住宅规范要求。符合GBJ75-84 GB/T50121-2005(测试标准)

如按照《玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板》要求承受最大负风压荷载12kPa,平面内变形,当γ=1/100时,表面不能出现裂纹。外墙(4~8层建筑)

K≤0.40W/(m2 K)北京(寒冷地区) K≤0.50W/(m2 K)辽宁(严寒地区)

6

保温性能(传热系数指标)

外墙≥9层建筑

K≤0.45W/(m2 K)北京(寒冷地区) K≤0.60W/(m2 K)辽宁(严寒地区)

分隔供暖与非供暖空间隔墙 K≤1.5W/(m2 K)北京/辽宁

78

耐火性能

耐老化性能(冻融循环指标)

板材符合GB8624标准,属国家不燃A级材料,具有很好的防火性能。即使万一发生火灾,板材也不会燃烧,不会产生有毒烟雾,无火焰传递按相关标准要求

对墙板的需求是泡沫混凝土行业发展的一大契机,泡沫混凝土由于具备轻质、保温、隔音、抗震、抗冲击、防火、利废、低碳、环保、经济、耐久等特点,以其为芯材制备的复合墙板完全能够达到钢结构“三板”体系的要求,而且泡沫混凝土低廉的成本也符合墙板开发经济指标的要求。随着我国住宅产业化、建筑工业化的日益发展,泡沫混凝土行业如果能不断创新提高,转型升级,推出满足建筑工业化需求的三板体系,必将打开一片广阔的市场。

员,获得了建筑保温节能市场的广泛认可。虽然由于政策的波动,短期对行业的发展产生了一定冲击,但是任何行业的发展过程都不是一帆风顺的,安全、防火、耐久的保温节能材料始终是建筑市场发展的主导方向。

近年来,泡沫混凝土产品类型日益丰富,覆盖了从外墙外保温、内保温、自保温到屋面保温、地面保温的所有保温形式,且应用领域还在不断扩大,已大量应用到路桥、矿山回填、工程建设以及其他特种工程领域中。随着国家建筑工业化政策的不断推进,泡沫混凝土行业将迎来新的发展机遇。相信随着泡沫混凝土技术的不断提高、配套装备的升级换代、标准体系的发布实施,行业必将迎来广阔的发展前景。

总58期 2014.04 混凝土世界

结语

经过行业同仁多年来的共同努力,泡沫混凝土已从一个不起眼的小产品逐渐成长为无机保温材料中的重要一

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/x6c4.html

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