何 飞，赵迎迎，王传波，张继明

(1.青岛地质工程勘察院(青岛地质勘查开发局),山东 青岛 266071; 2.东营市规划研究中心,山东 东营 257000;3.青岛昊河建筑建材科技有限公司，山东 青岛 266071； 4.胜利油田石油化工总厂设备工程管理中心，山东 东营 257000)

1 概述

社会经济的迅速发展加速了城市的建设步伐，导致越来越多的城市人口，城市楼房建设高密度集中，绿化面积越来越少[1]，环境恶化日益严重。人们从地面绿化做到屋顶绿化、墙体垂直绿化，种植屋面的设置可以美化城市环境，在国内外逐渐被人们所接受，其设计、施工技术也日渐成熟，已经被视为城市可持续发展的一种生态模式。环保轻石的应用对种植屋面的防水、承重荷载等具有重要的意义。

2 环保轻石的应用分析

种植屋面与普通屋面相比构造复杂，对施工技术要求高，施工工序多，施工难度大。种植屋面不仅要求屋面不渗不漏，满足使用功能要求，还要求种植土具有一定的渗透性、蓄水能力和空间稳定性[2]，并选择综合性能良好的基质，保证植物有良好的生长环境。种植屋面对屋面荷载要求严格，选用的基质重量过大会对屋面形成较大的压力。所以，要选择质量较轻的基质，防止对建筑物产生严重的损坏。种植屋面对基质的选择比较重要，普通黏性土、砂质土不宜直接作为屋顶绿化的植物栽培基质，其中一个原因是通气孔隙度不适宜植物的生长。一般来说，黏性土含黏土颗粒较多，透水性、透气性差，土壤容易黏结成块。沙质土通气性比较好，蓄水性能差，植物容易因缺水干枯。只有种植基质通气孔隙和持水孔隙相对协调的时候，基质中有足够的空气和适量的水分供根系呼吸，才能保证植物健康成长。

环保轻石又称玻璃轻石，属于百分百的无机物，具有保水通气、吸音抗压等优点，在中国是一种环保型新兴材料[3]。玻璃轻石的主要化学成分是SiO2,CaO,Na2O,K2O等物质，与土壤的基本成分基本相同。将环保轻石与土壤按照15%的比例混合均匀，可以提高土壤的通气性，具有保水性(旱季)、排水性(雨季)、保肥性，能够促进土壤里面微生物的生长，活化土壤中植物的根系，促进植物健康生长。环保轻石的保水性可以减少浇水的次数，大量节省水源。其主要成分SiO2和CaO具有天然杀虫剂的特性，能够防虫抑菌，减少绿地、农作物栽培对农药的使用，减少霉变和病虫害的发生，做到天然绿色生态。通气孔隙与持水孔隙是经过科学调配的，能够保证植物生长良好，经过试验证明有许多植物的根系是可以插入轻石内部正常生长的。环保轻石用于屋面种植土壤中，与一般砂石重量相比较轻，相同体积的环保轻石重量是一般砂石重量的10%～20%，降低了屋面的荷载。种植屋面效果图见图1。

3 生产工艺流程

我们一般将废玻璃作为城市垃圾进行填埋处理，据权威统计，我国每年产生的废旧玻璃约340万t，回收利用率仅13%。废玻璃是环保轻石的主要原材料，各种不同形状、颜色的废玻璃均可混合使用，不需要分类、清洁等处理可以直接利用，环保轻石的生产过程为机械全自动化生产，整个生产过程节能环保，没有污染物排放，减少了对环境的损害。

生产工艺流程：1)将废玻璃放入原料仓斗，容量大约为4.5 m3(约3.5 t)，通过玻璃破碎机，对废玻璃进行破碎、研磨、振动筛选等加工工序，最终形成小于6 mm的碎片。2)通过碎片研磨制粉机，将碎片加工成粒径为3.5 μm左右的玻璃粉末。3)通过振动筛选机将异物以及不满足规格要求的颗粒过滤掉，用粉末输送装置在真空条件下将玻璃粉末送至混合搅拌机，并添加特制的添加剂，与玻璃粉末充分搅拌均匀，组成混合粉末体。4)采用调温式16口喷火煅烧炉在730 ℃～950 ℃的高温环境下将15 mm厚度的混合粉末体加热、软化、烧成、发泡，最终加工成为厚度约65 mm的耐压、多孔、轻质的新型环保发泡材料——环保轻石。成型后的环保轻石按颜色、粒级大小分类装好，可以分别用于不同的工程领域。生产工艺流程见图2。

4 技术参数

环保轻石是一种无机材料，在中国是一种新兴的材质，化学性质稳定，性能优越。施工单位对轻石稳定的物理性、干密度、吸水率、抗压强度、安全性以及施工的可行性研究均有详细的检测数据。各型号环保轻石主要技术参数表详见表1。

表1 各型号环保轻石主要技术参数表

5 工程实例及其施工工艺

种植屋面对整个防水层的做法和材料要求比较高，一般根据地域、气候、屋面形式、建筑环境选用耐候、耐腐蚀、耐穿刺性能好的材料[4]，防止被植物根系或种植肥料所破坏。种植屋面从技术上来说是一个完整的体系，将防水、绿化、节能隔热三者有效的结合起来。

5.1 工程概况

德国企业中心建筑群位于山东省青岛市经济技术开发区中德生态园内，结构形式为框架-剪力墙结构，是集酒店、商务办公功能于一体的综合性建筑。总建筑面积7.53万m2，其中地上建筑面积5.61万m2，地下建筑面积1.92 m2，本项目为绿色建筑三星级标准，在建设过程中采用了大量的新技术、新工艺、新设备和新材料，环保轻石的应用在种植屋面上是一项新的突破。

5.2 施工工艺

德国企业中心工程其种植屋面施工工艺概括如下：

1)屋面女儿墙压顶坡度为10%，混凝土一次性浇筑成型，内带鹰嘴。2)将混凝土基层清理干净，将凸出基层的杂物铲平。3)采用LC5.0轻集料混凝土找坡，最薄处30 mm厚，坡度为2%。4)采用20 mm厚1∶2.5预拌砂浆找平层，预拌砂浆的使用满足规范要求。5)铺设80 mm厚XPS挤塑苯板保温层，铺贴时要求满粘、铺平压实。6)40 mm厚C20细石混凝土保护层，女儿墙根部做成R弧形，弧度一致，整齐顺直。7)刷冷底子油一道，在屋面交接处、管根部、阴阳角等部位，做防水附加层。8)验收合格后做第一遍3 mm厚聚乙烯改性沥青防水卷材，防水搭接长度不小于10 cm。第二遍4 mm厚金属铜胎体改性沥青防水卷材(耐穿刺)。9)20 mm厚1∶2.5预拌砂浆找平层。10)铺装绿色环保、强度高塑料排水板和保湿过滤无纺布(密度300 g/m3)。11)采用通用型环保轻石J1按15%的比率和土壤混合在一起覆土(混合基质见图3)，种植花草、树木。12)走道板采用混凝土余料提前预制，根据施工图纸，计算出合理用量。13)排水沟内搁置鹅卵石过滤水，保证落水顺畅。施工过程中，每道工序均做隐蔽验收，做好资料存档，满足要求后再进行下一道工序。屋面构造示意图见图4。

种植屋面的优点：1)保温隔热，美化环境，抵御城市“热岛效应”。2)保护建筑构造层，延长建筑物的使用寿命。3)通过储水作用，减少积聚如泽的现象，降低城市排水系统的压力。4)节约能源，屋顶花园被称为纯天然的“绿色空调”，大面积种植有利于缓解城市的能源危机。5)具有隔音效果，可以有效降低城市噪声。6)净化空气，降低扬尘。7)分区布置，美化城市视觉环境，给城市带来靓丽的空中绿色风景线，给人们提供更多的休息活动场所，增加生活乐趣。

6 结语

环保轻石其轻质耐压的特点，可以降低建筑工程中钢筋等材料的使用量，降低工程费用的同时，能够保证工程的高质量和强耐久性。

环保轻石是具有节能环保功能的新型材料，是种植屋面的理想材料，具有一石多用(隔热保温、绿化减排)的作用，能够减轻屋面的承重荷载，提高了安全系数，又能够确保植被充足的水分，减少浇水作业次数，降低了工程后期的维修养护工作。