住宅小区屋面节能材料施工

廖广庆

摘 要：某花園二期工程屋面采用EPS轻质混凝土找坡实例，解决常用屋面找坡材料存在透水、吸水、存水问题，并对EPS轻质混凝土配合比、施工工艺进行总结，以供在同类施工中进行参考。

关键词：聚苯乙烯轻质混凝土找坡；配合比；优化处理；总结

1 工程概况

某花园工期二期，该工程1～8栋塔楼、中学、幼儿园屋面以及地下室顶板找坡均采用轻质混凝土，找坡面积达22040m2，其中地下室屋面找坡面积约15000m2；屋面按2%找坡，地下室顶板按0.5%找坡，最薄处为20mm，设计要求轻质混凝土容重<1800kg/m3。

2 EPS轻质混凝土找坡材料方案的选择

2.1 材料选择的目的

（1）轻质混凝土的重量控制在1800kg/m3以下，其吸水率不大于2.5%，抗压强度为10～15MPa；

（2）在混合料满足各项性能要求的前提下，寻找性价比最佳组配方式，满足设计和成本要求；

（3）解决找坡层存在蓄水、存水的问题。

2.2 材料方案的确定

经过对已监督完工项目的调查，对常用建筑找坡材料进行优缺点比较，得出以下结论。

陶粒混凝土和水泥陶粒混凝土：

存在强度低、吸水率高，吸水后自重提高，增加结构板的荷载，使其产生开裂的可能性增加；另须做排气管，构造复杂，不便于施工；与基层粘结易发生空鼓、下沉等缺陷。

水泥聚苯颗粒：

重量轻、易吸水、强度低，施工中存在水泥与颗粒分离现象严重。

聚苯乙烯混凝土（EPS混凝土）：轻质高强，吸水率低、不透水且有很好的弹性，混凝土在大面积浇筑过程中不会产生干缩裂缝，自密实，容重为800～1800kg/m3，可通过搅拌站统一供应。由于EPS颗粒特别轻，表观密度为12～20kg/m3，且其表面具有亲油性，使得EPS颗粒不易与水泥浆粘结，造成EPS混凝土在成型过程中易于离析和工作性差，EPS颗粒与水泥浆粘结性能差，将导致EPS混凝土的强度偏低。

从技术可行性、经济性、预计效果等三个方面综合分析和评价，确定采用EPS混凝土方案，但在使用中必须解决EPS颗粒与水泥浆粘结问题。

3 解决EPS混凝土配合比问题

为保证混凝土吸水率和密实度满足要求，EPS轻质混凝土在使用上需要解决两个问题：聚苯乙烯与水泥浆的粘结和混凝土本身的强度，混凝土重量可以用聚苯乙烯掺量通过试验确定。

3.1 混凝土材料成份组成

通过大量的试验数据，并结合设计和成本要求，原材料和配合比如下（试验过程结果略）：

水泥：普通硅酸盐水泥P.O.42.5R，其28d抗压强度为52.9MPa；

骨料：粗骨料采用碎石，粒径5～25mm；细骨料为河砂，细度模数2.8；

EPS颗粒：粒径3～5mm，表观密度约14.3kg/m3，体积掺量30%；

矿物掺合料：采用矿粉，颗粒粒径分布约0.01～0.1um，体积掺量12%；

外加剂：氯丁酚醛胶掺量4%；FDN-800缓凝高效减水剂；

水灰比03.5～0.39，塌落度控制在80～100mm。

3.2 试验过程发现的问题及解决方法

EPS轻质混凝土比普通混凝土配合比增加两样材料，胶水（聚苯乙烯与水泥浆粘结剂）和矿物材料（增强混凝土的强度）。经过多次试验结果分析对比，确定采用氯丁酚醛胶和矿粉。在试验过程中，得出适合本工程最优的配合比，且发现EPS轻质混凝土的特性及其它性能。

（1）用中值选择法确定骨料的良好级配，使用混泥土有更好的和易性，现场免震捣。

（2）改变聚苯乙烯的含量可得到900～2200kg/m3混凝土，在设计荷载上可以有种选择，适用不同设计荷载的屋面。

（3）混凝土在抗压破坏过程中试件发生了较大变形，其破坏也是逐渐的，表现出良好的韧性。

（4）混凝土强度与氯丁酚醛胶掺量有着明显的关系；在一定掺量范围内，其抗压强度、抗渗强度、抗折强度均随着氯丁酚醛胶掺量的增加而增大，而当掺量达到一定值后，则呈现相反的变化趋势。适合本工程的最优掺量为10%。

（5）在搅拌过程中投料的顺序对搅拌质量也有影响：首先将EPS颗粒、氯丁酚醛胶、30%的拌和水进行预湿搅拌15s，然后依次加入矿物掺合料、水泥、砂、石并搅拌15s，最后将剩余的水和FDN-800缓凝高效减水剂加入并进行搅拌，直到搅拌均匀。

（6）在干湿养护过程中，初期（前7d水养护）的湿养护有利于水泥基体强度的发展，而后期的干养护过程中，由于水份不断蒸发，氯丁酚醛胶在水泥基体中不断成膜，提高了EPS颗粒与水泥基体间界面粘结强度和发挥了氯丁酚醛胶本身的抗拉强度。

（7）矿粉和硅粉均能提高EPS混凝土强度，但硅粉比较明显强度可达C25，根据本工程的实际情况，对强度要求达到C10即可，经济性比较选择矿粉作为摻合料。

4 EPS轻质混凝土现场应用及优化处理

4.1 轻质混凝土搅拌和浇捣

加掺合料时应把聚苯乙烯颗粒、氯丁酚醛胶按比例加入，为了使聚苯乙烯、胶水、水泥浆充分搅拌在一起，混凝土搅拌时间比普通混凝土增加15～20s。由于EPS轻质混凝土中掺加了胶水，且搅拌、运输到浇筑时间较长，因此混凝土缓凝时间需调整为20h，以确保搅拌站和现场有足够的操作时间。

在浇注较大面积时，最好在搅拌站发车后19～20h之间浇注，混泥土找平应采用平板机械振捣且在终凝前完成。如设计在找坡层上做防水层，应在终凝前完成收压，光面压出的水泥浆面层，平整度、观感都会很好，可直接作为防水基层；如果没有撑握好时间，也没有足够的人员找平收光，可在表面增加一道水泥砂浆找平层作为防水基层。现场实际操作中，应对对施工管理人员和工人进行详细技术交底。

如果单次浇筑混凝土超过100m3，且厚度超过200mm，浇灌后会存在泌水现象，现场应设置底部泌水排放位置，如果大量的泌水无法排走，是因为胶水和水泥尚未发生反应，积水部分使聚苯乙烯与水泥浆完全分离，表面有明水，局部出现聚苯乙烯上浮，混凝土表面需要修复，但底部不会有影响。

浇筑混凝土前应注意天气预报，如下大雨建议不要施工，聚苯乙烯遇到明水会完全与水泥浆分离，浇注效果不是很好。在多雨季节施工要做好防雨措施。

4.2 養护及抗渗性能

通过配合比试验，轻质混凝土得到优化，和易性较好，浇筑过程不需要振捣，赶平收平即可。养护可参照普通混凝土浇水养护，可采用塑料薄膜或麻袋浇水覆盖养护，效果会更好。

试验结果表明，EPS轻质混凝土的抗渗等级可达到P6以上，在浇筑和养护要进行加强，胶水凝固点较水泥低，胶水粘结力分解了水泥收缩力，使轻质混凝土具有良好整体性，这层找坡层起到结构板防水作用，且在大面积（厚度600～50mm，面积3000m2以上）施工中也未出现开裂现象。

在轻质混凝土的表面聚苯乙烯上部没有足够的水泥浆，吸水率会高一点，表面吸水达到饱和后不会继续往下渗。经现场检查，混凝土上部畜水一天，底部未发现渗透现象。

4.3 现场细部处理

EPS轻质混凝土做为找坡材料不仅起到找坡作用，而且有阻水作用，不会象陶粒混凝土自身吸水，但施工过程需注意细部节点的处理，以确保施工质量。

（1）轻质混凝土与防水层根部应预留伸缩缝，混凝土达到强度后用沥青油膏嵌缝，避免防水层底部残留雨水渗入轻质混凝土。

（2）找坡到地漏口时，收面仅有10～20mm厚，在地漏口20mm厚范围可采用聚合物水泥砂浆收口，以确保管道周围的防水效果。

①如果屋面采用人工浇筑混凝土，可用EPS轻质混凝土直接作为防水保护层，以减少屋面总厚度，轻质混凝土的抗压强度等级可达到C10以上，屋面可直接行驶重车。

②轻质混凝土的坍落度不宜太大，一般在80～100mm，以减少泌水，在浇筑时周围应设置排水措施，避免出现泌水冲洗聚苯乙烯。

5 总结语

本项目通过对EPS混凝土配合比的优化，获得宝贵施工参数和数据，为今后设计和施工提供参考依据。

参改文献

[1]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011版）.

[2]《屋面工程质量验收规范》GB50207-2012.