樊裕華 李偉杰
摘 要:以江蘇南通某高層建筑水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫屋面工程施工為例,從節(jié)能材料資源化再利用的角度介紹一種新型復(fù)合保溫屋面設(shè)計(jì)與施工方法。該方法主要以垃圾焚燒灰資源化利用為技術(shù)導(dǎo)向,將垃圾焚燒灰作為半膠凝活性摻合料應(yīng)用于屋面保溫構(gòu)造。屋面保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)主要依靠雙重保溫隔熱構(gòu)造措施;一是由水泥、石灰、垃圾焚燒灰、膨脹蛭石和水按照一定比例配制而成的水泥灰-膨脹蛭石混合料;二是纖維增強(qiáng)硅酸鈣板。文章重點(diǎn)介紹了水泥灰-膨脹蛭石混合料的配合比設(shè)計(jì)和保溫屋面施工工藝,可為垃圾焚燒灰資源化工程應(yīng)用提供一定的理論借鑒。
關(guān)鍵詞:垃圾焚燒灰渣;資源再利用;水泥灰-膨脹蛭石;節(jié)能混合料;保溫屋面;施工技術(shù)
中圖分類號(hào):TU761.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):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(xiāng)建設(shè)部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)等部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市生活垃圾焚燒處理工作的意見》,強(qiáng)調(diào)了垃圾處理與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要關(guān)系,對(duì)垃圾再利用提出了更高要求,并對(duì)各地垃圾處理問題實(shí)施管控[1]。城市垃圾焚燒灰資源化綜合利用技術(shù)符合我國(guó)社會(huì)發(fā)展節(jié)能需求,實(shí)現(xiàn)了廢物處理與環(huán)境保護(hù)之間的協(xié)調(diào),也實(shí)現(xiàn)了基于廢物再利用生態(tài)設(shè)計(jì)理念的可持續(xù)性綠色建材產(chǎn)品的合理化應(yīng)用[2]。研究表明,將垃圾焚燒灰作為半膠凝活性材料應(yīng)用于建筑、道路、橋梁等領(lǐng)域,具有一定的優(yōu)越性[3]。
1 概述
本工程為江蘇南通某綜合辦公樓工程(3期)項(xiàng)目,工程總建筑面積為137 726.8 m,地上16層,地下2層,建筑結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),局部預(yù)制保溫復(fù)合墻板,抗震等級(jí)為三級(jí),安全等級(jí)為二級(jí)。屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合行業(yè)節(jié)能發(fā)展要求,設(shè)計(jì)理念新穎。屋面局部坡度較大(見圖1),最大處達(dá)到45°,屋面板厚度為120 mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。由于冬季較為寒冷,本工程在屋面保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)上采用“水泥灰-膨脹蛭石混合料”保溫復(fù)合屋面,即雙重保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)。該屋面保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)方案主要依托校企合作的科技成果,將研制成功的水泥灰-膨脹蛭石混合保溫漿料應(yīng)用在本工程屋面保溫層施工中。項(xiàng)目采用的水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復(fù)合屋面技術(shù)方案已得到專家論證,合理可行,社會(huì)效益明顯。與此同時(shí),該技術(shù)方案的研究與應(yīng)用也是對(duì)《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》的響應(yīng)[4]。
2 施工方法
本工程設(shè)計(jì)的水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復(fù)合屋面具有雙重保溫性能。下面將從屋面的構(gòu)造設(shè)計(jì)、施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)等3方面對(duì)水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復(fù)合屋面的應(yīng)用進(jìn)行說明。
2.1 構(gòu)造設(shè)計(jì)
水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復(fù)合屋面構(gòu)造設(shè)計(jì)如圖2所示,包括鋼筋混凝土屋面板、60 mm厚水泥灰-膨脹蛭石混合料、80 mm厚纖維增強(qiáng)硅酸鈣板、1∶6水泥焦渣找坡層、20 mm厚1∶3水泥砂漿找平層和4 mm厚SBS防水卷材防水層,屋面保溫性能主要依靠60 mm厚水泥灰-膨脹蛭石混合料和80 mm厚纖維增強(qiáng)硅酸鈣板雙重保溫隔熱構(gòu)造措施。該保溫屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,雙重保溫性能好,實(shí)現(xiàn)了廢物資源化再利用,有效降低了成本,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2.2 施工工藝流程
2.2.1 基層處理。結(jié)構(gòu)層混凝土施工完畢并達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后,應(yīng)在結(jié)構(gòu)層鋼筋混凝土屋面板表面采用1∶3水泥砂漿適當(dāng)找平,然后采用石油瀝青與汽油以3∶7的配合比調(diào)制而成的冷底子油沿著平行與垂直屋脊兩個(gè)方向各涂刷一道,噴涂后做好保護(hù)措施,待養(yǎng)護(hù)8 h后方可進(jìn)行下一道工序。
2.2.2 60 mm厚水泥灰-膨脹蛭石混合料制備。水泥灰-膨脹蛭石混合料作為第一道保溫層,主要采用水泥、石灰、垃圾焚燒灰、膨脹蛭石加入水按照一定比例配制而成的干硬性保溫混合料。制備時(shí),采用二次攪拌法,即先將水泥、石灰、垃圾焚燒灰加水?dāng)嚢璩伤嗷覞{,嚴(yán)格控制攪拌的時(shí)間與垃圾焚燒灰固化靜停的時(shí)間,再陸續(xù)加入膨脹蛭石攪拌均勻,隨拌隨用,如圖3所示。由于采用機(jī)械攪拌會(huì)導(dǎo)致膨脹蛭石顆粒破損,因此宜采用人工攪拌。最終制備好的水泥灰-膨脹蛭石混合料以“用手緊握可成團(tuán)不散,并稍有水泥灰漿滴下”為標(biāo)準(zhǔn)[5],嚴(yán)格確定施工配合比與每立方米水泥灰-膨脹蛭石混合料各材料用量。
2.2.3 60 mm厚水泥灰-膨脹蛭石混合料鋪筑。水泥灰-膨脹蛭石混合料應(yīng)從屋面最低處(如檐溝處)向屋脊方向鋪筑,宜分段鋪筑,每段鋪筑長(zhǎng)度不超過5 m,虛鋪厚度與壓實(shí)厚度比為1.25∶1.00。當(dāng)屋面坡度較大時(shí),應(yīng)采取措施改善水泥灰-膨脹蛭石混合料鋪筑后的穩(wěn)定性。當(dāng)施工期間日平均氣溫超過30 ℃時(shí),制備好的水泥灰-膨脹蛭石混合料應(yīng)在2.5 h內(nèi)鋪筑完畢,否則應(yīng)加水重新拌和后再進(jìn)行使用。最終水泥灰-膨脹蛭石混合料鋪筑的允許偏差控制在+10%以內(nèi)。
2.2.4 安裝80 mm厚纖維增強(qiáng)硅酸鈣板。纖維增強(qiáng)硅酸鈣板作為第二道保溫措施,安裝時(shí)應(yīng)緊密貼合在已鋪筑完的水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫層1上,并保證平鋪穩(wěn)定,板縫處應(yīng)采用1∶3水泥砂漿進(jìn)行勾縫。當(dāng)屋面坡度較大時(shí),應(yīng)采取措施保證纖維增強(qiáng)硅酸鈣板就位后的穩(wěn)定性,最終纖維增強(qiáng)硅酸鈣板安裝的允許偏差控制在±5%以內(nèi),且不超過4 mm。
2.2.5 1:6水泥焦渣找坡。找坡采用1∶6水泥焦渣,水泥焦渣的虛鋪厚度與實(shí)際壓實(shí)厚度比為1.35∶1.00。找坡施工過程中,先在80 mm厚的纖維增強(qiáng)硅酸鈣板上進(jìn)行灑水濕潤(rùn),然后“分層、分段”均勻涂刷一層素水泥漿結(jié)合層,最后進(jìn)行水泥焦渣找坡[6]。
2.2.6 采用20 mm厚1∶3水泥砂漿找平。水泥焦渣找坡完畢后,應(yīng)采用20 mm厚1∶3水泥砂漿進(jìn)行找平,表面平整度控制在3 mm以內(nèi)。
2.2.7 4 mm厚SBS防水卷材防水層鋪貼。嚴(yán)格按照規(guī)范要求,4 mm厚SBS防水卷材防水層鋪貼屬于二次防水工藝,長(zhǎng)短搭接縫寬度分別不小于150 mm和100 mm。同時(shí),為確保卷材鋪填規(guī)范,鋪填前在找平層上彈出粉線并進(jìn)行試鋪貼,確保搭接寬度達(dá)到要求后再進(jìn)行正式鋪貼[7]。
2.3 技術(shù)要點(diǎn)
2.3.1 水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復(fù)合屋面施工方法。確定水泥灰-膨脹蛭石混合料配合比時(shí),石灰與垃圾焚燒灰的比例以1∶2.5~1∶4為宜,水泥用量占垃圾焚燒灰用量的30%~45%;垃圾焚燒灰用量與膨脹蛭石用量的比例以1.0∶4.0~1.0∶5.5為宜,水的用量占水泥與垃圾焚燒灰總用量的40%~50%。
2.3.2 水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復(fù)合屋面施工方法。保溫混合料制備時(shí),水泥灰漿的攪拌時(shí)間不少于10 min,固化靜停時(shí)間控制在2~3 h。
2.3.3 水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復(fù)合屋面施工方法。對(duì)于水泥灰-膨脹蛭石混合料的鋪筑,當(dāng)屋面坡度小于30°時(shí),可直接鋪筑;當(dāng)屋面坡度大于30°時(shí),宜采用角鋼在結(jié)構(gòu)層上做成格構(gòu)槽,分格鋪筑。其中,角鋼采用等邊角鋼,角鋼邊長(zhǎng)與水泥灰-膨脹蛭石混合料鋪筑厚度相等,角鋼厚度宜為6~8 mm。角鋼與結(jié)構(gòu)層采用螺栓連接,螺栓直徑不小于8 mm,角鋼上的螺栓孔徑應(yīng)比螺栓直徑大1 mm。
2.3.4 水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復(fù)合屋面施工方法。當(dāng)屋面坡度大于30°時(shí),采用角鋼在結(jié)構(gòu)層上做成格構(gòu)槽,分格鋪筑水泥灰-膨脹蛭石混合料后,可在纖維增強(qiáng)硅酸鈣板上鉆孔,并采用鋼絲與角鋼固定,保證纖維增強(qiáng)硅酸鈣板安裝的穩(wěn)定性。需要注意,鋼絲的直徑不小于3 mm,間距不大于300 mm。
2.3.5 水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫復(fù)合屋面施工方法。水泥灰-膨脹蛭石混合料鋪筑完畢后,自然養(yǎng)護(hù)至少2.5 h,然后方可進(jìn)行下一道工序的施工。當(dāng)日最低氣溫小于5 ℃時(shí),應(yīng)加強(qiáng)保溫養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于6 h。
3 結(jié)語(yǔ)
國(guó)外已將垃圾焚燒灰作為資源化再利用的節(jié)能材料重點(diǎn)推廣應(yīng)用,對(duì)水泥、石灰等膠凝材料進(jìn)行穩(wěn)定化處理,并通過一系列的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),穩(wěn)定化處理后的垃圾焚燒灰性質(zhì)較為穩(wěn)定,完全可以有效利用。本文以南通某高層建筑水泥灰-膨脹蛭石混合料保溫屋面工程施工為例,將垃圾焚燒灰作為半膠凝活性摻合料資源化應(yīng)用于屋面保溫構(gòu)造,有效實(shí)現(xiàn)了水泥灰-膨脹蛭石混合料與纖維增強(qiáng)硅酸鈣板雙重保溫功能,重點(diǎn)闡述了節(jié)能型保溫屋面的構(gòu)造設(shè)計(jì)、施工工藝及相關(guān)的技術(shù)要點(diǎn),旨在為后續(xù)類似工程施工提供參考與借鑒。我國(guó)的國(guó)情決定了廢物資源化循環(huán)再利用的重要性,廢物再利用關(guān)乎國(guó)有資源使用與環(huán)境保護(hù)等重要戰(zhàn)略性問題,我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、資源合理化應(yīng)用與環(huán)境保護(hù)必須相互協(xié)調(diào)。結(jié)合目前國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展提出的相關(guān)要求,本工程主要從資源化再利用角度循環(huán)利用垃圾焚燒灰,可為垃圾焚燒灰資源化工程應(yīng)用提供一定的理論借鑒。
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