全轻混凝土在建筑地面保温中的应用综述

陈 虎

武汉水电测试中心有限公司

1 引言

全轻混凝土是用轻粗集料（轻集料）、轻细集料（陶砂）、胶凝材料、水及根据需要掺入的外加剂等组分配制而成，满足建筑地面保温填充或找平要求的轻集料混凝土。它具有质轻高强，在保温隔热性能、燃烧性能、抗震性能、耐久性能和综合经济效果上都具有良好的特性，是一种运用于建筑地面保温理想材料。

本文从全轻混凝土的特性、全轻混凝土应用中存在的问题及解决方法、施工工艺等进行讨论，以期推进全轻混凝土在建筑地面保温工程中的应用。

2 全轻混凝土的特性

全轻混凝土是轻集料混凝土的一个种类，因自身特性决定其十分适合运用于建筑地面保温，其具有以下几个方面的特性。

2.1 轻质高强

相比于普通混凝土，全轻混凝土在保温性能方面具有显著的优势：普通混凝土干表观密度2000kg/m3～2800kg/m3，全轻混凝土干表观密度不大于1150kg/m3，较普通混凝土减少了近50%；普通混凝土导热系数为1.28W/（m2·K）左右，全轻混凝土不大于0.25W/（m2·K）。干表观密度等级在1100kg/m3左右的无机保温材料中，泡沫混凝土的强度等级在3.5MPa～6.0MPa之间，导热系数在0.27W/（m2·K）左右，而全轻混凝土的强度等级在10MPa 或15MPa以上，导热系数在0.25W/（m2·K）以下。

相比于其他现浇无机材料，全轻混凝土在干表观密度和导热系数综合方面具有明显优势。

2.2 耐火性能好

从原材料组成上来看，全轻混凝土所用的原材料均为无机材料，其燃烧性能等级属于不燃材料。而目前有机保温板在燃烧性能上做的最好的也只是达到难燃材料标准要求，达不到不燃材料的标准。相比于有机保温材料而言，全轻混凝土在防火阻燃方面具有明显优势。

2.3 在建筑地面保温中的良好适应性

目前应用于建筑地面保温材料主要有有机保温板类和无机现浇保温材料类。

有机保温板具有表观密度低、导热系数小、吸水率低、隔声性能好且尺寸精度高、结构均匀等特性，但其抗压（压缩）强度太低无法承重，且不能与基面很好结合，更没有有效的附着力。

无机现浇保温材料与基层附着性能较强、施工方便、速度快。当保温材料的抗压强度在15MPa 及以上时，保温层与面层之间可不设水泥混凝土保护层。相比于强度较低的泡沫混凝土而言，全轻混凝土（尤其是LC15强度级别）更适合作为建筑地面保温材料进行运用，其无需做保护层，简化施工工序，节约人工成本，同时由于保温结构二合一，降低空鼓开裂的风险。

从上述的全轻混凝土自身特性和与其他地面保温材料的比较可以看出，全轻混凝土目前是一种作为建筑地面保温的最理想材料。

3 全轻混凝土应用存在的问题及解决途径探讨

3.1 分层离析

全轻混凝土拌合物组成主要是轻粗集料、轻细集料、胶凝材料和水四部分组成，与普通混凝土相比，这四种原材料比重相差更大（表观密度：P·O42.5水泥在3000kg/m3左右；600级轻集料在1000kg/m3以 内；700 级陶砂在1300kg/m3以内；建筑用石在2600kg/m3以上，建筑用砂在2500kg/m3以上），其中比重较小的轻集料、水等上浮，水泥浆和细集料下沉，造成混凝土整体不均匀，容易引起混凝土的离析，这种分层离析现象在坍落度大的全轻混凝土中尤为明显。

在其他条件不变条件下，轻集料颗粒在混凝土拌合物中的上浮速度与轻集料粒径的平方成正比，与水泥浆体和轻集料质检的密度差成正比，与水泥浆体的粘度成反比。影响轻集料混凝土分层离析的关键因素是轻集料颗粒的粒径大小，其次是水泥浆体的粘度及轻集料与水泥浆体的密度差。

减小粗轻集料粒径是降低轻集料上浮、提高轻集料混凝土均质性的重要途径；轻集料密度等级越低，混凝土拌合物中轻集料的上浮现象越严重；轻集料的级配、粒型是骨料上浮分层的重要影响因素，连续级配的碎石型轻集料抗上浮性最好；矿物掺合料的加入对轻集料混凝土中轻集料的上浮分层具有遏制作用，矿物掺合料掺量越高，遏制作用越明显；掺入适量增稠剂可提升混凝土抗骨料上浮功能。

3.2 泵送问题

轻集料混凝土的泵送主要存在以下三个问题：（1）在泵送过程中，水泥浆中的一部分水在压力作用下渗透到轻集料中，降低了混凝土的工作性能。（2）当水泥浆中的水分渗入到轻集料中时，混凝土的体积会略有较小。因此，泵送轻集料混凝土具有可压缩性，在泵压作用下具有塑性。（3）当泵压增大时，混凝土中的空气被压缩到轻集料中，这也是泵送轻集料混凝土具有可压缩性的原因。然而，当泵压下降和消失后，轻集料孔内的压缩空气又会将轻集料孔内的水分挤出。如果这种压力释放现象发生在泵管中，会导致混凝土拌和物泌水并会堵塞泵管；如果压力释放发生在浇筑现场，挤压出的水分会包裹在轻集料表面，影响集料与水泥石的界面，并破坏水泥石和骨料的粘结，从而影响混凝土性能，甚至引起混凝土强度损失和耐久性变差等问题。

解决泵送问题主要通过对轻集料的改性减少在泵送过程中的吸水性；掺入合理的高效减水剂提高混凝土工作性能，调节混凝土凝结时间；掺入适量优质粉煤灰，“活性效应”、“形态效应”和“填充效应”改善混凝土拌和物工作性能；掺入适量的引气剂、增稠剂等优质外加剂增加混凝土拌合物工作性，降低坍落度损失和泌水性。

3.3 强度与密度的矛盾关系

全轻混凝土作为楼地面保温层应用时，应起到保温与承重的双重作用。其干表观密度越小，其保温性能越好；而为省去保护层、降低成本、充分发挥全轻混凝土双重作用，其强度级别应在LC15级以上。

全轻混凝土的强度取决于水泥砂浆强度和轻集料的强度，并受砂率、水泥用量、水灰比和骨料粒径范围及粗细骨料总体积的相互影响。通过原材料的选择、配合比优化设计、施工工艺的控制，完全能配制出满足生产要求的全轻混凝土。

4 全轻混凝土楼地面保温施工技术优点

目前成功运用于楼地面保温的材料主要有橡塑保温板、泡沫混凝土和全轻混凝土。

楼地面橡塑保温施工工艺流程为：施工准备→地面弹线→安装保温钉→基层处理及泛水找坡→涂刷防水涂膜（兼做界面剂）→安设高架地板底座下橡胶垫及底座→铺设橡塑保温板→橡塑保温板接缝处企口处理→保护层安设。

全轻混凝土楼地面保温施工工艺：基层处理→标高控制→模板支护→混凝土搅拌运输（配合比设计、搅拌、运输）→混凝土浇筑成型（振捣、赶平、抹平、提浆、收光、刻纹）→混凝土养护→混凝土缺陷修补。

泡沫混凝土楼地面保温施工工艺：清理基层→施工测量放线→分仓支模→材料的配合比设计→投料与搅拌→基层界面处理→分仓浇筑→找平、拆模→成品保护→在保温层上做一层20mm后水泥砂浆找平层。

相比于橡塑、泡沫混凝土楼地面保温的施工，全轻混凝土的施工具以下优点：（1）成品的性质均质稳定。全轻混凝土由商混站按规定的配合比进行搅拌运输，相比于泡沫混凝土的现场泡沫浇筑质量更稳定和有保障。（2）施工过程更方便快捷。全轻混凝土的施工同普通混凝土一样可通过泵送浇筑，浇筑速度快，施工过程简单，相比于橡塑板和泡沫混凝土减少了前期界面处理和后期的铺设保护层，普通混凝土施工工人即可施工，无需专业施工队伍或经过专业培训。（3）整体性好，与基层结合更紧密。全轻混凝土组成材料与基层普通混凝土基本一样，两者相容性较高，粘结性相比对橡塑板与基层粘结主要靠铆钉固定、界面剂粘结，泡沫混凝土的多孔、强度低、界面相容性差异大有较明显的优势。

5 结束语

全轻混凝土是一种十分理想的建筑地面保温材料，其轻质、高强、保温、耐火、与基层粘结强、可泵送、施工工艺简单等特点满足于建筑地面保温的要求，但由于轻集料的密度小、强度低、吸水率大而极大制约了全轻混凝土拌合物工作性能和强度等级，因此对全轻混凝土的研究主要放在轻集料上：如何在控制轻集料的密度前提下提高轻集料的强度、降低吸水率方面。全轻混凝土的研究和应用有利于提高楼地面建筑节能效果，降低工程综合成本，促进建筑节能技术的发展。