随着人类社会与科学技术的不断发展, 低碳已成为城市发展的要求, 节能环保已成为建筑设计与施工的重要控制指标。传统的陶粒混凝土垫层逐渐被淘汰, 干拌复合轻骨料混凝土、浮石混凝土、泡沫混凝土等多功能性环保建筑材料, 因其质量小、整体性好、保温和隔声性能好、防火阻燃、工艺简便、施工快捷等特点, 在建筑工程中得到应用和推广。目前, 行业内关于此类材料的规范还不完善, 这些材料在使用中也出现了一些质量问题。近年来, 笔者在工程实践的基础上, 与材料研发生产厂家、设计单位、检测试验机构等相关方进行了研究和探讨, 总结出关于上述3种混凝土楼面垫层的施工质量控制经验。

目前, 大部分地区已限制使用黏土陶粒、页岩陶粒, 这些地区建筑材料市场上已无陶粒供应。图集12BJ1-1中已明确陶粒混凝土垫层由干拌复合轻骨料垫层代替, 该材料密度≤850kg/m³。目前, 绝大多数建筑结构设计的楼板荷载、建筑设计中的楼地面做法都已按照图集12BJ1-1进行调整, 从设计层面上满足节能环保要求, 但目前还没有与之配套的技术标准和规范。

干拌复合轻骨料垫层由预拌垫层粉料和复合轻骨料两部分组成。预拌垫层粉料是由水泥、粉煤灰、外加剂在工厂加工的均匀干拌粉料, 复合轻骨料是由破碎的废聚氨酯颗粒与无机胶凝材料复合而成, 在现场与预拌垫层粉料和水混合搅拌制成拌合物, 即可成型施工。

该产品具有质量小、施工性能好、定量包装无须现场称量、配制工艺简单等优点。层面可以承重, 可以按使用要求铺设排水坡度, 大大方便设计和施工。该材料分为A型和B型, 不同的技术指标适用于不同的施工部位 (见表1) 。

工程实践中, 该垫层存在表面强度低, 易产生起砂、空鼓、开裂等质量缺陷, 尤其在初装修 (预留面层做法) 交房的工程中较为突出。建筑设计通常选用12BJ1-1中楼12A-1做法, 即在干拌复合轻骨料垫层上施工25mm厚DS砂浆找平层, 这就如同在保温砂浆表面抹灰, 如果处理不当, 起砂、空鼓、开裂等质量问题便有可能大面积出现, 给工程的竣工交付带来困难。

问题产生的主要原因为:复合轻骨料混凝土垫层表面强度不高, 复合轻骨料混凝土垫层与上层DS砂浆黏结强度差, DS砂浆强度和质量不稳定, 面层养护不到位。

1) 增加复合轻骨料混凝土强度。建议生产厂家在粉料中适当增加水泥用量, 减小水灰比, 增加垫层强度和耐磨性。

2) 增加复合轻骨料垫层和面层砂浆之间的黏结力, 避免形成“两层皮”。在垫层初凝前用12钢筋插入垫层50mm, 形成孔眼, 间距300mm, 梅花形布置。砂浆面层施工前, 用拉毛机在垫层表面刻槽, 房间四周拉毛机无法覆盖的部位采用人工凿毛, 凿出深20mm、直径30~50mm的坑, 坑心间距200mm。

3) 针对普通DS砂浆质量不稳定、易起砂、开裂情况, 建议将25mm厚普通DS砂浆 (地面干拌砂浆) 变更为10mm抗裂砂浆, 并在抗裂砂浆中压入1层220g/m²耐碱玻纤网格布。抗裂砂浆层施工前应洒水润湿, 先刷1层素水泥浆 (水灰比0.4~0.5) , 施工完成后12h左右喷洒养护液养护。

4) 加强养护。复合轻骨料混凝土养护需要大量水, 应在浇筑完成后12h左右及时覆盖及洒水养护。

浮石混凝土是指利用天然浮石作为粗骨料, 表观密度为1 800~1 950kg/m³, 强度等级为LC10~LC50, 具有一定力学性能及耐久性的混凝土。浮石是火山喷发过程中岩浆急骤冷却后, 由于压力的急剧减小, 内部气体迅速溢出膨胀而形成的一种有密集气孔的玻璃质熔岩, 其气孔体积占岩石体积的50%以上, 表面为凹凸不平的孔洞, 提高了浮石颗粒与砂浆的黏结性, 既省去了浸泡过程, 也很好地改善了混凝土和易性, 有利于混凝土泵送。浮石混凝土具有强度高、保温、隔热、吸声、防火、耐酸碱腐蚀等特点。

浮石混凝土垫层的施工方法与陶粒混凝土垫层相似, 一般由预拌混凝土生产厂家配制, 现场可泵送施工。目前尚未出台与浮石混凝土相关的技术标准和规范。

工程实践中, 浮石混凝土垫层相比于干拌复合轻骨料混凝土垫层, 质量较为稳定, 面层强度也较高。其主要质量问题是表面起砂、开裂, 尤其是地埋管上部空鼓、开裂, 主要原因如下。

1) 由于浮石的密度较水泥浆体小, 在振捣和浇筑成型过程中极易发生浮石上浮问题;材料配合比不当, 泵送过程中水胶比过大造成表面强度低、耐磨性差。

2) 埋地管道过于密集或管道间距过小, 埋地管道固定不牢固, 浇筑混凝土时管道上浮, 导致管道上方的混凝土填充层过薄, 造成混凝土填充层开裂。

3) 大面积浮石混凝土楼面垫层未留设变形缝, 或变形缝设置不合理, 造成收缩裂缝。

1) 严格控制浮石混凝土的配合比, 减小水胶比和坍落度, 收面时如出现泌水, 适量撒布1∶1水泥、砂拌合料, 拌合料撒布应均匀, 待吸水后再收面。

2) 合理排布埋地管道, 管道上方保护层≥20mm, 并增设抗裂钢丝网, 严格控制防裂网位置, 不得紧贴地埋管。

3) 房间面积>40m²或长度>6m时应设分格缝, 分格缝与墙 (柱) 边的变形缝相通。分格缝处构造层 (混凝土、防裂网) 必须完全断开, 分格缝宽度一般为20mm, 可采用密度较大的聚苯板进行留设。

泡沫混凝土是以水泥为主要胶凝材料, 并在骨料、外加剂和水等组分共同制成的料浆中引入气泡, 经混合搅拌、浇筑成型、养护形成的具有闭孔结构的轻质多孔混凝土。其基本原理是利用混凝土中封闭气孔达到保温隔热效果, 其干密度为300~1 600kg/m³。

泡沫混凝土作为一种新型材料, 具有保温隔热等优点, 兼具防水、防火等性能。由于其施工简单, 保温隔热性能良好, 作为陶粒混凝土的替代品被广泛应用于屋面保温层、找坡层和楼地面垫层中。

目前, 已出台JG/T266—2011《泡沫混凝土》和JGJ/T341—2014《泡沫混凝土应用技术规程》两本行业标准指导施工。GB50207—2012《屋面工程质量验收规范》对现浇泡沫混凝土保温层也有相关要求。

工程实践中, 泡沫混凝土的质量通病主要为抗压强度低和收缩开裂, 主要原因如下。

1) 配合比不当。水灰比过低, 浆体材料流动性不足, 引起气泡分布不均, 从而降低泡沫混凝土的强度;水灰比过大必然导致泡沫混凝土强度降低, 适当的水灰比是影响泡沫混凝土质量的关键。此外, 发泡剂将影响泡沫的直径、均匀性 (尺寸均匀性和分布均匀性) 、泡沫的稳定性和发泡倍数, 发泡剂的选择对强度的影响也很关键。

2) 搅拌时间过长, 泡沫破损较多, 既增大了表观密度, 又破坏了泡沫结构, 影响泡沫混凝土强度的正常增长。

3) 养护措施不当。早期养护不到位、保水措施不够会引发其内部的水分蒸发, 导致体积收缩、开裂。

1) 浇筑前应根据实验室提供的理论配合比, 结合工程特点、大气温度、使用材料等因素在施工现场进行试配, 以确定符合质量要求的施工配合比, 并严格按照配合比进行配制。选择发泡倍数大、泡沫强度高的新型高效发泡剂。

2) 防止泡沫混凝土消泡。泡沫混凝土料浆的搅拌时间宜为3~5min, 施工过程中严禁振捣。泡沫混凝土拌合物的初凝时间≤2h, 泵送浇筑过程中应降低出料口与浇筑面之间的落差, 出料口与浇筑面垂直距离应≤0.5m。

3) 浇筑达到设计标高后应用刮板刮平, 浇筑面应一次成型。终凝前不得上人、承重。泡沫混凝土达到养护龄期后, 应及时进行后续施工。

4) 加强早期养护。在浇筑完成后的12h内, 对泡沫混凝土加以覆盖并保湿养护, 对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣水泥拌制的泡沫混凝土, 养护时间≥7d;对掺有外加剂或矿物掺和料的泡沫混凝土, 其养护时间≥14d。

施工前选择有代表性的楼层或户型做样板, 验证施工工艺和施工方法, 确定质量标准。样板检查验收合格后再大面积展开施工。

基层表面应粗糙、洁净、湿润并不得有积水。垫层铺设前应均匀涂刷素水泥浆结合层, 增强与基层的黏结力。

施工中严格按照配合比施工, 不得随意调整, 应按有关要求进行检测试验。

合理确定施工方案, 严格控制搅拌时间, 搅拌物从出料到浇筑完毕的时间宜≤45min。

及时进行抹压收面, 确保垫层密实、平整。抗压强度达到设计要求后, 方可上人行走和正常使用。

及时覆盖、浇水养护 (宜用塑料薄膜或草帘) , 确保垫层表面保持湿润, 养护时间应符合要求。

楼地面垫层施工环境温度应>5℃, 大风季节应对门窗洞口进行封闭, 避免风吹, 防止因表面水分迅速蒸发而产生收缩裂缝。

以上针对3种新型混凝土垫层, 分别从产品性能和特点、质量通病及原因分析、防治措施3个方面进行了阐述, 既是工程实践经验和教训的总结, 也提供了一些作业指导, 希望有助于业内同行对这3种新型混凝土垫层的施工质量管理。

随着国家对建筑业节能环保要求的不断深入, 干拌复合轻骨料混凝土、浮石混凝土、泡沫混凝土等轻骨料混凝土的市场前景广阔, 将更加广泛地应用于工程建设领域。希望国家和行业尽快出台与之配套的规范或规程, 更好地指导新型混凝土垫层施工。