高层建筑水泥灰-膨胀蛭石混合料保温隔热屋面施工技术分析

樊裕华　李伟杰

摘 要：以江苏南通某高层建筑水泥灰-膨胀蛭石混合料保温屋面工程施工为例，从节能材料资源化再利用的角度介绍一种新型复合保温屋面设计与施工方法。该方法主要以垃圾焚烧灰资源化利用为技术导向，将垃圾焚烧灰作为半胶凝活性掺合料应用于屋面保温构造。屋面保温构造设计主要依靠双重保温隔热构造措施;一是由水泥、石灰、垃圾焚烧灰、膨胀蛭石和水按照一定比例配制而成的水泥灰-膨胀蛭石混合料;二是纤维增强硅酸钙板。文章重点介绍了水泥灰-膨胀蛭石混合料的配合比设计和保温屋面施工工艺，可为垃圾焚烧灰资源化工程应用提供一定的理论借鉴。

关键词：垃圾焚烧灰渣;资源再利用;水泥灰-膨胀蛭石;节能混合料;保温屋面;施工技术

中图分类号：TU761.12 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）26-0115-03

Analysis of Construction Technology of Thermal Insulation Roof of

High-Rise Building Cement Ash-Expanded Vermiculite Mixture

FAN Yuhua LI Weijie

（Jiangsu Weifu Group Construction and Development Co.， Ltd.， Nantong Jiangsu 226026）

Abstract： Taking the construction of cement ash-expanded vermiculite mixture thermal insulation roofing project of a high-rise building in Nantong as an example， a new type of composite thermal insulation roof design and construction method is introduced from the perspective of recycling energy-saving materials. In the meantime， the resource utilization of waste incineration ash is mainly used as a technical guide， and the waste incineration ash is used as a semi-gelling active admixture in the roof insulation structure. The design of roof thermal insulation structure mainly relies on dual thermal insulation structural measures， one is a cement ash-expanded vermiculite mixture prepared from cement， lime， garbage incineration ash， expanded vermiculite and water in a certain proportion， and the other is a fiber-reinforced calcium silicate board. After that， it focuses on the mix design of cement ash-expanded vermiculite mixture and the construction technology of thermal insulation roof， which provides a certain theoretical reference for the application of waste incineration ash resource engineering.

Keywords： garbage incineration ash;resource reuse;cement ash-expanded vermiculite;energy-saving mixture;thermal insulation roof;construction technology

2016年11月，住房和城鄉建设部、国家发展和改革委员会等部门联合发布《关于进一步加强城市生活垃圾焚烧处理工作的意见》，强调了垃圾处理与经济发展的重要关系，对垃圾再利用提出了更高要求，并对各地垃圾处理问题实施管控[1]。城市垃圾焚烧灰资源化综合利用技术符合我国社会发展节能需求，实现了废物处理与环境保护之间的协调，也实现了基于废物再利用生态设计理念的可持续性绿色建材产品的合理化应用[2]。研究表明，将垃圾焚烧灰作为半胶凝活性材料应用于建筑、道路、桥梁等领域，具有一定的优越性[3]。

1 概述

本工程为江苏南通某综合办公楼工程（3期）项目，工程总建筑面积为137 726.8 m，地上16层，地下2层，建筑结构型式为钢筋混凝土剪力墙结构，局部预制保温复合墙板，抗震等级为三级，安全等级为二级。屋面结构设计符合行业节能发展要求，设计理念新颖。屋面局部坡度较大（见图1），最大处达到45°，屋面板厚度为120 mm，混凝土强度等级为C30。由于冬季较为寒冷，本工程在屋面保温构造设计上采用“水泥灰-膨胀蛭石混合料”保温复合屋面，即双重保温构造设计。该屋面保温构造设计方案主要依托校企合作的科技成果，将研制成功的水泥灰-膨胀蛭石混合保温浆料应用在本工程屋面保温层施工中。项目采用的水泥灰-膨胀蛭石混合料保温复合屋面技术方案已得到专家论证，合理可行，社会效益明显。与此同时，该技术方案的研究与应用也是对《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》的响应[4]。

2 施工方法

本工程设计的水泥灰-膨胀蛭石混合料保温复合屋面具有双重保温性能。下面将从屋面的构造设计、施工工艺及技术要点等3方面对水泥灰-膨胀蛭石混合料保温复合屋面的应用进行说明。

2.1 构造设计

水泥灰-膨胀蛭石混合料保温复合屋面构造设计如图2所示，包括钢筋混凝土屋面板、60 mm厚水泥灰-膨胀蛭石混合料、80 mm厚纤维增强硅酸钙板、1∶6水泥焦渣找坡层、20 mm厚1∶3水泥砂浆找平层和4 mm厚SBS防水卷材防水层，屋面保温性能主要依靠60 mm厚水泥灰-膨胀蛭石混合料和80 mm厚纤维增强硅酸钙板双重保温隔热构造措施。该保温屋面结构设计合理，双重保温性能好，实现了废物资源化再利用，有效降低了成本，具有良好的經济效益和社会效益。

2.2 施工工艺流程

2.2.1 基层处理。结构层混凝土施工完毕并达到设计要求强度后，应在结构层钢筋混凝土屋面板表面采用1∶3水泥砂浆适当找平，然后采用石油沥青与汽油以3∶7的配合比调制而成的冷底子油沿着平行与垂直屋脊两个方向各涂刷一道，喷涂后做好保护措施，待养护8 h后方可进行下一道工序。

2.2.2 60 mm厚水泥灰-膨胀蛭石混合料制备。水泥灰-膨胀蛭石混合料作为第一道保温层，主要采用水泥、石灰、垃圾焚烧灰、膨胀蛭石加入水按照一定比例配制而成的干硬性保温混合料。制备时，采用二次搅拌法，即先将水泥、石灰、垃圾焚烧灰加水搅拌成水泥灰浆，严格控制搅拌的时间与垃圾焚烧灰固化静停的时间，再陆续加入膨胀蛭石搅拌均匀，随拌随用，如图3所示。由于采用机械搅拌会导致膨胀蛭石颗粒破损，因此宜采用人工搅拌。最终制备好的水泥灰-膨胀蛭石混合料以“用手紧握可成团不散，并稍有水泥灰浆滴下”为标准[5]，严格确定施工配合比与每立方米水泥灰-膨胀蛭石混合料各材料用量。

2.2.3 60 mm厚水泥灰-膨胀蛭石混合料铺筑。水泥灰-膨胀蛭石混合料应从屋面最低处（如檐沟处）向屋脊方向铺筑，宜分段铺筑，每段铺筑长度不超过5 m，虚铺厚度与压实厚度比为1.25∶1.00。当屋面坡度较大时，应采取措施改善水泥灰-膨胀蛭石混合料铺筑后的稳定性。当施工期间日平均气温超过30 ℃时，制备好的水泥灰-膨胀蛭石混合料应在2.5 h内铺筑完毕，否则应加水重新拌和后再进行使用。最终水泥灰-膨胀蛭石混合料铺筑的允许偏差控制在+10%以内。

2.2.4 安装80 mm厚纤维增强硅酸钙板。纤维增强硅酸钙板作为第二道保温措施，安装时应紧密贴合在已铺筑完的水泥灰-膨胀蛭石混合料保温层1上，并保证平铺稳定，板缝处应采用1∶3水泥砂浆进行勾缝。当屋面坡度较大时，应采取措施保证纤维增强硅酸钙板就位后的稳定性，最终纤维增强硅酸钙板安装的允许偏差控制在±5%以内，且不超过4 mm。

2.2.5 1：6水泥焦渣找坡。找坡采用1∶6水泥焦渣，水泥焦渣的虚铺厚度与实际压实厚度比为1.35∶1.00。找坡施工过程中，先在80 mm厚的纤维增强硅酸钙板上进行洒水湿润，然后“分层、分段”均匀涂刷一层素水泥浆结合层，最后进行水泥焦渣找坡[6]。

2.2.6 采用20 mm厚1∶3水泥砂浆找平。水泥焦渣找坡完毕后，应采用20 mm厚1∶3水泥砂浆进行找平，表面平整度控制在3 mm以内。

2.2.7 4 mm厚SBS防水卷材防水层铺贴。严格按照规范要求，4 mm厚SBS防水卷材防水层铺贴属于二次防水工艺，长短搭接缝宽度分别不小于150 mm和100 mm。同时，为确保卷材铺填规范，铺填前在找平层上弹出粉线并进行试铺贴，确保搭接宽度达到要求后再进行正式铺贴[7]。

2.3 技术要点

2.3.1 水泥灰-膨胀蛭石混合料保温复合屋面施工方法。确定水泥灰-膨胀蛭石混合料配合比时，石灰与垃圾焚烧灰的比例以1∶2.5～1∶4为宜，水泥用量占垃圾焚烧灰用量的30%～45%;垃圾焚烧灰用量与膨胀蛭石用量的比例以1.0∶4.0～1.0∶5.5为宜，水的用量占水泥与垃圾焚烧灰总用量的40%～50%。

2.3.2 水泥灰-膨胀蛭石混合料保温复合屋面施工方法。保温混合料制备时，水泥灰浆的搅拌时间不少于10 min，固化静停时间控制在2～3 h。

2.3.3 水泥灰-膨胀蛭石混合料保温复合屋面施工方法。对于水泥灰-膨胀蛭石混合料的铺筑，当屋面坡度小于30°时，可直接铺筑;当屋面坡度大于30°时，宜采用角钢在结构层上做成格构槽，分格铺筑。其中，角钢采用等边角钢，角钢边长与水泥灰-膨胀蛭石混合料铺筑厚度相等，角钢厚度宜为6～8 mm。角钢与结构层采用螺栓连接，螺栓直径不小于8 mm，角钢上的螺栓孔径应比螺栓直径大1 mm。

2.3.4 水泥灰-膨胀蛭石混合料保温复合屋面施工方法。当屋面坡度大于30°时，采用角钢在结构层上做成格构槽，分格铺筑水泥灰-膨胀蛭石混合料后，可在纤维增强硅酸钙板上钻孔，并采用钢丝与角钢固定，保证纤维增强硅酸钙板安装的稳定性。需要注意，钢丝的直径不小于3 mm，间距不大于300 mm。

2.3.5 水泥灰-膨胀蛭石混合料保温复合屋面施工方法。水泥灰-膨胀蛭石混合料铺筑完毕后，自然养护至少2.5 h，然后方可进行下一道工序的施工。当日最低气温小于5 ℃时，应加强保温养护，养护时间不少于6 h。

3 结语

国外已将垃圾焚烧灰作为资源化再利用的节能材料重点推广应用，对水泥、石灰等胶凝材料进行稳定化处理，并通过一系列的试验研究发现，稳定化处理后的垃圾焚烧灰性质较为稳定，完全可以有效利用。本文以南通某高层建筑水泥灰-膨胀蛭石混合料保温屋面工程施工为例，将垃圾焚烧灰作为半胶凝活性掺合料资源化应用于屋面保温构造，有效实现了水泥灰-膨胀蛭石混合料与纤维增强硅酸钙板双重保温功能，重点阐述了节能型保温屋面的构造设计、施工工艺及相关的技术要点，旨在为后续类似工程施工提供参考与借鉴。我国的国情决定了废物资源化循环再利用的重要性，废物再利用关乎国有资源使用与环境保护等重要战略性问题，我国经济可持续发展、资源合理化应用与环境保护必须相互协调。结合目前国家对建筑节能与绿色建筑发展提出的相关要求，本工程主要从资源化再利用角度循环利用垃圾焚烧灰，可为垃圾焚烧灰资源化工程应用提供一定的理论借鉴。

参考文献：

[1]徐卫星，高路恒.基于垃圾焚烧灰资源化利用技术的复合板墙力学性能研究[J].施工技术，2017（6）：83-85.

[2]徐卫星，程彦，高路恒.可再生资源城市垃圾焚烧灰应用性机理研究[J].施工技术，2017（6）：86-88.

[3]高路恒，肖盛燮.城市垃圾焚烧灰在地下深层搅拌桩中的应用[J].交通科技与经济，2012（3）：1-3.

[4]肖衡林，徐谦.垃圾焚烧灰性质分析及控制方法[J].环境工程，2012（30）：313-316.

[5]候晓龙，马祥庆.垃圾焚烧灰治理垃圾渗滤重金属污染的试验研究[J].亚热带资源与环境学报，2007（2）：30-36.

[6]孙昕，金龙，宋立杰，等.城市生活垃圾焚烧灰渣资源化利用的研究进展[J].污染防治技术，2009（4）：61-63.

[7]朱静，杨鼎宜，洪亚强，等.自保温污泥陶粒混凝土砌块及其性能研究[J].混凝土，2015（9）：130-134.

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