建筑論文高性能復合保溫材料在異型屋面工程中的應用

1、    建筑論文|高性能復合保溫材料在異型屋面工程中的應用    摘要： 高性能復合保溫材料在異型屋面工程中的應用    關鍵詞： 保溫材料 屋面    上海錦秋加州花園是由香港遠東發(fā)展有限公司投資興建的一個大型住宅小區(qū)，其最大的建筑特點是引入美國加州小別墅建筑理念，采用外形充滿浪漫情調(diào)的異形屋面形式(圓拱型屋面)。但這給屋面保溫層的施工帶來了諸多麻煩，對保溫材料的熱工性能、耐久性以及經(jīng)濟性提出了更高的要求。  &#

2、160; 該工程共分4期，一期工程已于1997年底建成并投入使用，其屋面保溫采用的方案是：10cm厚普通混凝土+2cm厚砂漿十5cm厚珍珠巖保溫板+25cm厚砂漿。該方案存在的缺陷是：     (1)保溫材料耐久性不好    (2)施工程序復雜，施工速度太慢    (3)保溫材料熱絕緣系數(shù)較小(僅為0.75 m2.Kw)，達不到上海市新型墻體材料試點小區(qū)節(jié)能住宅建筑熱工設計暫行規(guī)定對屋面保溫材料熱工性能的規(guī)定(該規(guī)范要求屋面保溫材料熱絕緣系數(shù)不小于09lm2，KW)

3、     (4)珍珠巖板保溫工程經(jīng)濟性不良。此外，該工程在保溫層上釘2層彩色防水瓦防滲，要求保溫層具有良好的可釘性。但該方案中砂漿層性脆，可釘性達不到要求。為此，建設單位迫切要求對這一保溫方案進行技術改進，克服上述缺陷?；谀壳斑@一課題的普遍性，我們承擔了這一課題的研究攻關任務。     2高性能復合屋面保溫材料的試驗研制    屋面工程技術規(guī)范(GB 50207-94)將目前普遍使用的屋面保溫層分為松散材料保溫層(主要有膨脹珍珠巖、膨脹蛭石等)、板狀材料保溫層(主要有高分子

4、材料泡沫板、膨脹珍珠巖板等)和整體保溫層(主要有水泥膨脹珍珠巖、瀝青膨脹珍珠巖等)?？偨Y(jié)上述各種保溫材料在上海各類建筑工程中的實際應用效果，我們發(fā)現(xiàn)：由于與之相應的施工工藝的局限性以及這些材料固有的缺陷，使上述各種保溫材料往往達不到屋面工程技術規(guī)范提出的技術要求：“屋面保溫材料應具有吸水率低、表觀密度和導熱系數(shù)較小，并有一定強度。”綜合目前國外屋面保溫材料的發(fā)展動向以及高分子保溫材料和混凝土技術的新成果，尤其是考慮到陶粒混凝土具有質(zhì)輕、保溫、耐久性和可釘性好的優(yōu)點，我們發(fā)現(xiàn)采取“高分子保溫材料板十高性能陶?；炷痢奔夹g路線可實現(xiàn)規(guī)范對屋面保溫材料的各項技術要求，而且可加快施工進度，并取得良好的

5、經(jīng)濟效益。     21 試驗用原材料及其性能    (1)高分子保溫材料板：根據(jù)異形屋面特點、尺寸以及屋面工程對保溫層熱絕緣系數(shù)的要求在上海某化工廠定制。這種材料密度為20kgm3，導熱系數(shù)004l     W(mK)，其吸水率為3，耐水性良好，并具有一定的塑性和強度。    (2)陶粒：常州產(chǎn)粘土陶粒。其筒壓強度為43MPa,堆積密度為525kgm3，顆粒表觀密度為890kgm3，空隙率為41，吸水率為82。  

6、   (3)細骨料(A料)：為提高經(jīng)濟性，并貫徹執(zhí)行上海市政府關于綜合利用工業(yè)廢料的有關政策，選用一種工業(yè)廢渣代替陶砂。這種廢渣除顆粒級配不理想外，其它性能均滿足輕集料混凝土技術規(guī)程(JGJ     51-90)對輕細集料的要求。    (4)水泥：上海水泥廠產(chǎn)425#礦渣硅酸鹽水泥。    (5)摻合料(B料)：一種微細工業(yè)廢料粉。適量摻入可改善陶?；炷潦┕ば阅芎湍途眯?，尤其可提高混凝土拌和物的稠度。     (

7、6)冷拔鋼絲：直徑為4mm的冷拔鋼絲。     (7)特種纖維(C料)：適量摻入可顯著提高陶?；炷恋目估瓘姸?，防止在結(jié)構(gòu)突變部位產(chǎn)生裂縫。    (8)高效減水劑(D料)：一種引氣型高效萘系減水劑。    22 高性能復合保溫材料的研制    221 高性能復合保溫層的組成方案    參照上海市新型墻體材料試點小區(qū)節(jié)能住宅建筑熱工設計暫行規(guī)定對屋面保溫材料熱工性能的規(guī)定，再根據(jù)建設單位提出的要求

8、以及我們選用的材料的性能，我們提出的高性能復合保溫材料組成方案為：5cm厚高分子材料保溫板+35cm厚高性能陶?；炷?，其中高性能陶?；炷恋呐渲剖顷P鍵。     222 高性能陶?；炷恋呐渲?#160;   (1)工程對陶粒混凝土的技術性要求    28d抗壓強度達到CLl5等級，干密度不大于1250kgm3，陶粒混凝土屋面不能開裂，異型屋面陶?；炷潦┕げ皇褂媚０?。     (2)高性能陶?；炷系呐渲?#160;  &

9、#160;錦秋加州花園采用“圓拱型”屋面型式，這種屋面型式坡度大，結(jié)構(gòu)上又有突變部位，上澆薄層陶?；炷粒⑹怪_到上述技術要求，對配合比設汁提出了新的要求。按照輕集料混凝土技術規(guī)程(JG51-90)設計的陶?；炷?代號為ES-1)無法實現(xiàn)上述目標，為此我們利用現(xiàn)代高性能混凝土和纖維混凝土技術的有關成果進行優(yōu)化設計和反復試配，配制了2組代號分別為ES-2和ES-3(用于結(jié)構(gòu)突變部位)的高性能陶粒混凝土，滿足了工程要求。上述3組陶?；炷恋呐浜媳燃坝嘘P性能見表1。     23 樣板工程試驗研究    為了對我們設

10、計的施工方案和研制的高性能復合屋面的保溫材料進行檢驗和評估，進行了樣板工程的試驗研究。樣板工程的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀與實際房型一模一樣，澆筑樣板工程的屋面結(jié)構(gòu)層并養(yǎng)護至規(guī)定齡期后，在結(jié)構(gòu)層上面進行保溫層的試驗研究。試驗研究內(nèi)容共分3部分：     (1)對施工方案的可操作性、工作效率以及對工程質(zhì)量的影響等因素進行綜合分析，并對其加以改進和完善    (2)按現(xiàn)場施工條件完成屋面保溫層的施工，并測定其有關性能    (3)從技術性和經(jīng)濟性兩方面對新老屋面的保溫方案進行對比研究。

11、60;   23l 施工方案的確定    根據(jù)實際施工操作順序，我們設計了施工方案，通過對現(xiàn)場施工遇到的問題進行研究，并考慮施工工藝對保溫材料性能的影響，對方案進行了補充和完善，最終采用方案如下     (1)用特殊材料和特殊工藝高效快速固定保溫板，保溫板錯縫布置，可防裂并加快澆筑陶?；炷了俣?#160;   (2)在保溫板上綁扎冷拔鋼絲，并使冷拔鋼絲從保溫板上墊起3cm，固定冷拔鋼絲網(wǎng)，使之與保溫板形成一個整體，可改善施工質(zhì)量  &

12、#160;  (3)嚴格按規(guī)范對陶粒進行預濕處理，嚴格控制砂率大小及外加劑摻量，按規(guī)范和我們研制的配合比澆筑陶粒混凝土    (4)48h后灑水養(yǎng)護14 d。    232 新老屋面保溫方案對比研究    我們制定的新屋面保溫方案為：10cm厚普通混凝土(第1層)+5cm厚高分子材料保溫板(第2層)+35cm厚高性能陶?；炷?第3層)。新老保溫方案的耐久性優(yōu)劣已為實踐和研究所證實，因此本文主要對這2個保溫方案的熱工性能和經(jīng)濟性進行對比研究  &

13、#160;  工程應用舉例    通過樣板工程的試驗研究，保溫材料的配制得到“了優(yōu)化，施工工藝得到了改進，香港遠東發(fā)展有限公司對我們的試驗結(jié)果非常滿意，同意在錦秋加州花園二期屋面工程采用這項科研成果。錦秋加州花園二期屋面工程總建筑面積為29705m2，要求在1011月完成施工。上海l011月份陰雨天氣比較多，施工難度較大，但由于我們選用的材料具有很好的耐水性，可以克服陰雨天氣給施工帶來的不利影響，因此施工單位在45d內(nèi)就完成了29705m2的屋面保溫工程施工任務。而按老方案進行屋面保溫工程施工，至少需要     75d才能完成施工任務(據(jù)一期工程推算)。達到規(guī)定齡期后，經(jīng)質(zhì)檢部門鑒定，該屋面保溫工程各項性能指標均達到或超過有關規(guī)范規(guī)定的數(shù)值。     結(jié) 論 &