新型地暖隔熱材料------泡沫混凝土
地暖正在被越來越多的家庭所喜愛,我國**已將地面採暖列為重點推廣應用的建築節能技術。地面採暖所用的絕熱層,在前幾年大多是聚苯乙烯泡沫塑料,至今仍有一定的應用,但正逐年減少,已經逐步的被泡沫混凝土(又名發泡水泥)所取代。現在國外發達國家的地暖隔熱層全部採用的是泡沫混凝土,在我國泡沫混凝土地暖隔熱層的應用率也已經達到50%以上。
根據發展勢頭,它將100%取代聚苯乙烯泡沫塑料。
1、泡沫混凝土作為地暖隔熱層的優點
和傳統材料聚苯乙烯泡沫塑料相比,有以下優點:
1.1耐熱度高。
聚苯乙烯泡沫塑料的致命弱點是耐熱溫度低,在74℃就開始分解,當溫度繼續公升高時它就會熱熔萎縮。而地暖熱水管道溫度不是恆定的,有時會超過74℃,這就會造成聚苯乙烯泡沫塑料熱分解而使絕熱失效。而泡沫混凝土由於是水泥無機材料,耐熱可達400℃以上,不存在熱分解,因而使用壽命更長,不會造成絕熱失效。
1.2綠色環保,無毒無害。
泡沫混凝土不含任何有毒成份,主要原材料為水泥,水泥發泡所用的發泡劑及各種外加劑均沒有揮發性有害物質,有利於室內環境。而聚苯乙烯泡沫塑料卻會因熱分解釋放出苯乙烯有毒氣體。因此使用泡沫混凝土比使用聚苯乙烯泡沫塑料更具有環保性。
1.3承載能力強。
聚苯乙烯泡沫塑料的抗壓強度,只有0.02~0.03mpa,受力較大或受力不均勻時易產生塌陷,由此產生的維修費用高昂;而400㎏/m3泡沫混凝土抗壓強度為 0.
8 mpa,抗壓性更高,使用安全。
1.4使用成本低。
由於發泡水泥的主要材料是水泥,且基本無廢料,又可省略找平層等多道工序,綜合造價相對要低一些。而採用苯板,施工工序相對複雜,且會留有邊角廢料,造成浪費。 發泡水泥造價比聚苯乙烯泡沫塑料低30%左右,具有明顯的經濟優勢。
1.5工藝簡單,施工速度快。
泡沫混凝土澆注攤平既可,不需要一張張鋪設,其施工速度比聚苯乙烯泡沫塑料板快1/3,節約大量人工。
1.6沒有接縫,減少了接縫所造成的熱損失。
聚苯乙烯泡沫塑料板因為是一張張鋪設,有很多接縫,容易形成冷橋或熱橋;泡沫混凝土一次澆築成型,沒有接縫,不會造成熱損失。
1.7壽命更長。
泡沫混凝土的主要成分是水泥,壽命50年以上,與建築物壽命基本相同。
2、地熱輻射採暖結構
自下而上的各層結構分別是:
1、混凝土層:鋼筋混凝土樓板;
2、熱反射層:無紡布基鋁箔材料,具有單向傳熱、保溫和防水的功能;
3、保溫層:一般要求厚度不小於30公釐的泡沫混凝土用於隔熱;
4、地熱管線:分為pex-a交聯聚乙烯管材(水熱)或者發熱電纜(電熱)兩種不同的供熱方式;
5、砂粒:固定地熱管線,均勻輻射熱量,避免區域性溫度過高;
6、水泥砂漿填充層(普通房屋的水泥地面);
7、地面層:比如木地板和瓷磚等。
地面採暖設定泡沫混凝土保溫層,主要是為了防止和減少熱量向地下散失,提高熱利用率。設定3㎝厚泡沫混凝土絕熱層,熱量損失可減少80%,採用5㎝泡沫混凝土絕熱層,熱量損失可減少90%以上,因此,泡沫混凝土絕熱層對提高室內溫度具有重要作用。
3、泡沫混凝土工藝原理
泡沫混凝土是通過發泡機的發泡系統將發泡劑用機械方式充分發泡,並將泡沫與水泥漿均勻混合,然後經過發泡機的幫浦送系統進行現澆施工或模具成型,經自然養護所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質保溫材料。
其主要工藝流程示意圖如下:
水泥、摻合料和水→攪拌→漿料
混合 → 輸送幫浦 → 澆注成型
發泡劑水溶液 → 發泡機→泡沫
4、泡沫混凝土原材料與施工裝置
4.1.原材料要求
水泥:水泥應選用42.5或32.5的普通矽酸鹽水泥或同等級的礦渣矽酸鹽水泥。水泥的安定性合格,且無結塊現象。嚴禁不同品種、不同強度等級的水泥混用。
發泡劑:採用複合型發泡劑,引數如下表:
水:採用自來水,嚴禁含酸性物質的水摻入發泡沫劑中,以免產生化學反應,影響發泡沫劑的發泡效果。
4.2施工裝置
5、施工工藝流程
5.1基層處理:先將基層上的灰塵掃掉,用鋼絲刷和鏨子刷淨、剔掉灰漿皮和灰渣層,用10%的火鹼水溶液刷掉基層上的油汙,並用清水及時將鹼液沖淨。
5.2確定標高、彈線:參照牆上的+50cm水平標高線,按照設計要求的絕熱層厚度,往下量測出絕熱層標高,在四周牆上彈出水平控制線。
5.3灑水濕潤:在地面基層上灑水後用笤帚掃淨,使基層濕潤但無積水。
5.4抹灰餅和衝筋:根據房間內四周牆上彈的水平控制線,拉線繩用1:
2水泥砂漿抹5cm×5cm灰餅,橫豎向間距2m左右,灰餅上平即為絕熱層標高。面積較大的房間,為保證整體絕熱層的標高和平整度,還須衝筋,將水泥砂漿鋪在灰餅之間,寬度與灰餅相同,用木抹子拍抹成與灰餅上表面相平。
5.5泡沫混凝土製備
5.5.1確定配合比:根據設計要求的絕熱層導熱係數、抗壓強度,確定水泥漿的配比、泡沫稀釋液的配比以及泡沫和水泥漿的混合比例。
5.5.2水泥漿製備:根據配合比,將水泥、水和外加劑放入攪拌機中攪拌成均勻漿體。
5.5.3泡沫製備:
將發泡劑和水按配比混合成稀釋液,將發泡劑溶液和壓縮空氣在混合室內進行混合,然後在壓縮空氣的作用下,通過發泡筒將發泡劑溶液完全吹製成具有高穩定性、極強的立體張力和特異的韌伸性的泡沫囊。注意檢查泡囊的大小、韌伸性是否符合要求,這直接影響到泡沫混凝土的強度和保溫隔熱性能。
5.5.4混合攪拌:發好的泡沫囊通過發泡筒直接吹到到水泥漿中,進行攪拌。
泡沫混凝土的製備可通過在泡沫混凝土輸送機上設定好各項配合比引數,由裝置控制實現自動化。
5.6.刷水泥砂漿結合層:在鋪設水泥砂漿之前,應塗刷水泥漿一道,其水灰比為0.4~0.5(塗刷之前將抹灰餅的餘灰清掃乾淨,再灑水濕潤)。
5.7幫浦送澆築:利用泡沫混凝土輸送機中的輸送幫浦將製成的泡沫混凝土料漿幫浦送至施工面。
在輸送過程中使幫浦自動調壓,即始終使幫浦送高度與工作壓力相適應,使之緩慢而平穩地將發泡水泥輸送到作業面,減少泡沫破碎。
5.8刮平:在灰餅之間將或衝筋之間將混凝土鋪均勻,厚度略高於灰餅,將刮槓放在灰餅或衝筋上刮平。
5.9養護:先採用自然養護的方法,使其強度達到上人條件,自然養護時應盡量將房間用彩條布密閉,避免因陽光直接照射和過堂風造成絕熱層表面失水過快。
達到上人條件後,採用噴水方法保持混凝土表面濕潤,養護時間不得少於7天。冬季施工應採取保溫措施,保證室溫保持5·c以上。
5.10切割伸縮縫:當房間尺寸大於8m時,須設定伸縮縫。
由於泡沫混凝土收縮係數小於0.5%,伸縮縫寬度3~5mm即可。在絕熱層達到上人條件後,用切割機直接切割成縫,注意切割深度比絕熱層厚度小5mm,避免切傷結構層。
之後用橡膠條填縫。
5.11布設散熱管:在絕熱層上直接布設散熱管。
(引用:《ejgf26-2008地面輻射供暖泡沫混凝土絕熱層施工工法》)
6、泡沫混凝土技術引數及質量要求:
6.1泡沫混凝土技術引數如下表:
6.2泡沫混凝土表面質量要求:
裂紋:三天養護期內不允許有寬度大於2.0mm的裂紋。
疏鬆:允許有不大於單個房間總面積十五分之一或單塊面積大於0.25m2的疏鬆。
平整度:整體地面的平整度不大於5mm。
標高:允許偏差-5,+10mm
7.結語:
泡沫混凝土是自水泥混凝土產生100多年來最重大的科技進步之一。它將重質的水泥混凝土輕質化、功能化,賦予它輕質、保溫、隔熱、吸聲、隔聲、耐火、防火、抗滲、抗衝擊波、抗電磁波、透水、透氣、過濾、抗腐蝕、吸能等幾十種功能,是迄今為止功能最多的大宗無機輕質材料之一。它的發明與應用,為混凝土開闢了乙個特種應用領域。
未來,泡沫混凝土將深刻影響人們的生活,造福於社會方方面面。近幾年,在國家建築節能政策春風的指引下,泡沫混凝土得到了快速迅猛的發展,在國內諸多任務程上得到了大量的應用,技術也逐步成熟。泡沫混凝土行業即將進入快速成長期,市場開發潛力非常可觀。
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