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新型地暖隔热材料------泡沫混凝土



地暖正在被越来越多的家庭所喜爱,我国政府已将地面采暖列为重点推广应用的建筑节能技术。地面采暖所用的绝热层,在前几年大多是聚苯乙烯泡沫塑料,至今仍有一定的应用,但正逐年减少,已经逐步的被泡沫混凝土(又名发泡水泥)所取代。现在国外发达国家的地暖隔热层全部采用的是泡沫混凝土,在我国泡沫混凝土地暖隔热层的应用率也已经达到50%以上。根据发展势头,它将100%取代聚苯乙烯泡沫塑料。
 
1泡沫混凝土作为地暖隔热层的优点
和传统材料聚苯乙烯泡沫塑料相比,有以下优点:
1.1耐热度高。
聚苯乙烯泡沫塑料的致命弱点是耐热温度低,在74℃就开始分解,当温度继续升高时它就会热熔萎缩。而地暖热水管道温度不是恒定的,有时会超过74℃,这就会造成聚苯乙烯泡沫塑料热分解而使绝热失效。而泡沫混凝土由于是水泥无机材料,耐热可达400℃以上,不存在热分解,因而使用寿命更长,不会造成绝热失效。
1.2绿色环保,无毒无害。
泡沫混凝土不含任何有毒成份,主要原材料为水泥,水泥发泡所用的发泡剂及各种外加剂均没有挥发性有害物质,有利于室内环境。而聚苯乙烯泡沫塑料却会因热分解释放出苯乙烯有毒气体。因此使用泡沫混凝土比使用聚苯乙烯泡沫塑料更具有环保性。
1.3承载能力强。
聚苯乙烯泡沫塑料的抗压强度,只有0.02~0.03MPa,受力较大或受力不均匀时易产生塌陷,由此产生的维修费用高昂;而400㎏/m3泡沫混凝土抗压强度为 0.8 MPa,抗压性更高,使用安全。
1.4使用成本低。
由于发泡水泥的主要材料是水泥,且基本无废料,又可省略找平层等多道工序,综合造价相对要低一些。而采用苯板,施工工序相对复杂,且会留有边角废料,造成浪费。 发泡水泥造价比聚苯乙烯泡沫塑料低30%左右,具有明显的经济优势。
1.5工艺简单,施工速度快。
泡沫混凝土浇注摊平既可,不需要一张张铺设,其施工速度比聚苯乙烯泡沫塑料板快1/3,节约大量人工。
1.6没有接缝,减少了接缝所造成的热损失。
聚苯乙烯泡沫塑料板因为是一张张铺设,有很多接缝,容易形成冷桥或热桥;泡沫混凝土一次浇筑成型,没有接缝,不会造成热损失。
1.7寿命更长。

泡沫混凝土的主要成分是水泥,寿命50年以上,与建筑物寿命基本相同。
2
、地热辐射采暖结构

自下而上的各层结构分别是:
1、混凝土层:钢筋混凝土楼板;
2、热反射层:无纺布基铝箔材料,具有单向传热、保温和防水的功能;
3、保温层:一般要求厚度不小于30毫米的泡沫混凝土用于隔热;
4、地热管线:分为PEX-A交联聚乙烯管材(水热)或者发热电缆(电热)两种不同的供热方式;
5、砂粒:固定地热管线,均匀辐射热量,避免局部温度过高;
6、水泥砂浆填充层(普通房屋的水泥地面);
7、地面层:比如木地板和瓷砖等。
地面采暖设置泡沫混凝土保温层,主要是为了防止和减少热量向地下散失,提高热利用率。设置3㎝厚泡沫混凝土绝热层,热量损失可减少80%,采用5㎝泡沫混凝土绝热层,热量损失可减少90%以上,因此,泡沫混凝土绝热层对提高室内温度具有重要作用。

 

 
3泡沫混凝土工艺原理
泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合,然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型,经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。
其主要工艺流程示意图如下:
混合  输送泵  浇注成型   î 
                    水泥、掺合料和水→搅拌→浆料

 

发泡剂水溶液  → 发泡机→泡沫ì

4泡沫混凝土原材料与施工设备
4.1.原材料要求
水泥:水泥应选用42.5或32.5的普通硅酸盐水泥或同等级的矿渣硅酸盐水泥。水泥的安定性合格,且无结块现象。严禁不同品种、不同强度等级的水泥混用。
发泡剂:采用华泰公司研发的HT复合型发泡剂,参数如下表:
 
 
    水:采用自来水,严禁含酸性物质的水掺入发泡沫剂中,以免产生化学反应,影响发泡沫剂的发泡效果。

 

4.2施工设备
5、施工工艺流程  
5.1基层处理:先将基层上的灰尘扫掉,用钢丝刷和錾子刷净、剔掉灰浆皮和灰渣层,用10%的火碱水溶液刷掉基层上的油污,并用清水及时将碱液冲净。
5.2确定标高、弹线:参照墙上的+50cm水平标高线,按照设计要求的绝热层厚度,往下量测出绝热层标高,在四周墙上弹出水平控制线。
5.3洒水湿润:在地面基层上洒水后用笤帚扫净,使基层湿润但无积水。
5.4抹灰饼和冲筋:根据房间内四周墙上弹的水平控制线,拉线绳用1:2水泥砂浆抹5cm×5cm灰饼,横竖向间距2m左右,灰饼上平即为绝热层标高。面积较大的房间,为保证整体绝热层的标高和平整度,还须冲筋,将水泥砂浆铺在灰饼之间,宽度与灰饼相同,用木抹子拍抹成与灰饼上表面相平。
5.5.1确定配合比:根据设计要求的绝热层导热系数、抗压强度,确定水泥浆的配比、泡沫稀释液的配比以及泡沫和水泥浆的混合比例。
5.5.2水泥浆制备:根据配合比,将水泥、水和外加剂放入搅拌机中搅拌成均匀浆体。
5.5.3泡沫制备:将发泡剂和水按配比混合成稀释液,将发泡剂溶液和压缩空气在混合室内进行混合,然后在压缩空气的作用下,通过发泡筒将发泡剂溶液完全吹制成具有高稳定性、极强的立体张力和特异的韧伸性的泡沫囊。注意检查泡囊的大小、韧伸性是否符合要求,这直接影响到泡沫混凝土的强度和保温隔热性能。
5.5.4混合搅拌:发好的泡沫囊通过发泡筒直接吹到到水泥浆中,进行搅拌。
泡沫混凝土的制备可通过在泡沫混凝土输送机上设置好各项配合比参数,由设备控制实现自动化。
5.6.刷水泥砂浆结合层:在铺设水泥砂浆之前,应涂刷水泥浆一道,其水灰比为0.4~0.5(涂刷之前将抹灰饼的余灰清扫干净,再洒水湿润)。
5.7泵送浇筑:利用泡沫混凝土输送机中的输送泵将制成的泡沫混凝土料浆泵送至施工面。在输送过程中使泵自动调压,即始终使泵送高度与工作压力相适应,使之缓慢而平稳地将发泡水泥输送到作业面,减少泡沫破碎。
5.8刮平:在灰饼之间将或冲筋之间将混凝土铺均匀,厚度略高于灰饼,将刮杠放在灰饼或冲筋上刮平。
5.9养护:先采用自然养护的方法,使其强度达到上人条件,自然养护时应尽量将房间用彩条布密闭,避免因阳光直接照射和过堂风造成绝热层表面失水过快。达到上人条件后,采用喷水方法保持混凝土表面湿润,养护时间不得少于7天。冬季施工应采取保温措施,保证室温保持5·C以上。
5.10切割伸缩缝:当房间尺寸大于8m时,须设置伸缩缝。由于泡沫混凝土收缩系数小于0.5%,伸缩缝宽度3~5mm即可。在绝热层达到上人条件后,用切割机直接切割成缝,注意切割深度比绝热层厚度小5mm,避免切伤结构层。之后用橡胶条填缝。
5.11布设散热管:在绝热层上直接布设散热管。
(引用:《EJGF26-2008地面辐射供暖泡沫混凝土绝热层施工工法》)
6泡沫混凝土技术参数及质量要求:
    6.1泡沫混凝土技术参数如下表:
6.2泡沫混凝土表面质量要求:
裂纹:三天养护期内不允许有宽度大于2.0mm的裂纹。
疏松:允许有不大于单个房间总面积十五分之一或单块面积大于0.25m2的疏松。
平整度:整体地面的平整度不大于5mm。
标高:允许偏差-5,+10mm
7.结语:
泡沫混凝土是自水泥混凝土产生100多年来**重大的科技进步之一。它将重质的水泥混凝土轻质化、功能化,赋予它轻质、保温、隔热、吸声、隔声、耐火、防火、抗渗、防水、抗冲击波、抗电磁波、透水、透气、过滤、抗腐蚀、保水、吸能等几十种功能,是迄今为止功能**多的大宗无机轻质材料之一。它的发明与应用,为混凝土开辟了一个特种应用领域。未来,泡沫混凝土将深刻影响人们的生活,造福于社会方方面面。近几年,在国家建筑节能政策春风的指引下,泡沫混凝土得到了快速迅猛的发展,在国内诸多工程上得到了大量的应用,技术也逐步成熟。泡沫混凝土行业即将进入快速成长期,市场开发潜力非常可观。
 
 
 
 
 
 
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