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楼地面保温自流平系统的研发和应用

2020-11-10邵千江林逸伦

建筑施工 2020年7期
关键词:厂区保护层砂浆

邵千江 林逸伦

中天美好集团有限公司 浙江 杭州 310016

1 概述

1.1 传统楼地面的工序和做法

传统楼地面一般在墙面和顶面粉刷完成(除涂料面层)、门窗框安装完成、水电预留预埋完成,即土建和安装工作基本完成后,才开始筹备楼地面的施工。这时交叉作业已比较少,有利于地坪的施工、养护及成品保护。

先将楼板结构面彻底清理和冲洗干净,再按建筑完成面标高要求做标饼,泡水3 d后放掉积水,然后用1∶1水泥砂浆或纯水泥浆套浆,最后用厚30 mm的C20细石混凝土随捣随抹完成地坪面的施工。终凝后还需覆盖尼龙薄膜并浇水养护14 d以上。

1.2 传统楼地面的弊端

1)在传统楼地面施工过程中,如果基层清理不彻底、套浆扫浆不到位、浇水养护不充分,都将有可能引起大面积的空鼓和裂缝。

2)楼地面抹面时表面太稀或撒了干粉砂浆,后期地坪面容易出现起砂、起皮等难以处理的缺陷。

3)平整度较难控制,成形后的地坪面往往在房间中部会低一些,而在房间四周会高一些。

4)传统楼地面不节能也不保温,不能满足行业标准JGJ 134—2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的要求。

1.3 普通保温地坪的常用做法

从JGJ 134—2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》颁布,并对居住建筑楼地面节能指标做出了明确的规定开始,夏热冬冷地区大量实施的普通保温地坪常用做法如下:

1)南方夏热冬冷地区。第1种做法:结构面清理、冲洗、界面处理→厚30 mm无机保温砂浆→厚5 mm抗裂砂浆,内配耐碱网格布→厚40 mm的C20细石混凝土随捣随抹,内配钢筋网。第2种做法:结构面清理、冲洗、界面处理→厚10~20 mm的挤塑板保温层→厚40 mm的C20细石混凝土随捣随抹,内配钢筋网。

2)北方严寒地区。第1种做法:结构面清理、冲洗、界面处理→厚20 mm的1∶2水泥砂浆找平层→厚20 mm挤塑板保温层→地热反射膜一层→厚50 mm的C20细石混凝土,内配钢筋网,并绑定地热管。第2种做法:结构面清理、冲洗、界面处理→厚20 mm的1∶2水泥砂浆找平层→厚30 mm挤塑板保温层→地热反射膜一层→厚60 mm的C20细石混凝土,内配钢筋网,并绑定地热管。

1.4 普通保温地坪的弊端

无机轻集料保温砂浆地坪因其黏结强度不高、抗压强度不足、吸水率较高等特点,造成了大量的空鼓、裂缝和损毁。即使上部再做一层钢筋混凝土保护层,因下卧层是松软的,在表面受到重压或冲击时,细石混凝土保护层也很容易开裂,进而被投诉或返工。

如果使用挤塑保温板替代普通的保温砂浆,因下卧层是松软的,也会不可避免地造成保护层开裂。而在后续家庭装修时,在地坪上难免会进行线管开槽,这进一步导致保温系统被破坏。所以较多家庭装修时,就将整个保温地坪拆除,造成很大的浪费。特别是当下层住户先装修好,上层住户再装修时,因直接在结构楼板上进行湿作业,故容易漏水到下层住户,造成邻里纠纷。

普通的保温地坪不仅存在诸多弊端,还占用了非常宝贵的层高空间,最薄的也需50 mm厚,最厚的达110 mm。因此亟需对上述普通楼地面保温系统的材料性能及施工工艺等进行较为彻底的改良和提升。

鉴于以上原因,我们与干粉砂浆生产企业成立了联合研发中心,拟开发新型楼地面保温找平自流平系统[1-5],用以取代弊端很多的普通保温地坪。

2 新型楼地面保温找平自流平系统的研发目标

1)原保温楼地面在楼板结构面清理干净后、地坪施工前,往往需要泡水3 d以上,然后再进行界面套浆扫浆,费时费力、工效很低。新型楼地面保温系统的施工能否不泡水、不套浆,直接用喷涂界面剂或滚涂界面剂的方式进行界面处理?

2)能否用一层厚度35 mm左右的自流平保温砂浆,取代普通保温地坪中的保温砂浆或挤塑保温板?且这个自流平保温砂浆黏结性能强、保水性能较好、流动度很大,浇筑后无需浇水养护,快速固化后抗压强度能达到5 MPa以上,不仅能满足节能验算等要求,还能在辅助摊平的工况下自动流平,平整度≤5 mm。

3)能否用一层厚度10 mm左右的自流平抗裂砂浆保护层,取代普通保温地坪中厚度40 mm左右的细石混凝土保护层?且这个自流平抗裂砂浆保护层也无需养护,快速固化后抗压强度能达到C25以上,平整度≤3 mm。

4)自流平保温砂浆层和自流平抗裂砂浆保护层,应能适应自然气候的温差和干湿循环引起的胀缩变化,系统内各构造层之间具有变形协调能力。各自施工成形后无需浇水养护,即可达到理论的抗压强度、抗折强度,表面光洁,不开裂、不空鼓、不起砂。楼地面保温系统应能抵御装修和使用时正常的撞击而不发生破坏。

5)自流平保温砂浆层和自流平抗裂砂浆保护层的总厚度要求控制在40 mm左右,新型楼地面保温找平自流平系统的综合单价要求控制在90元/m2左右,即成本上与原保温地坪基本持平或略高。

3 新型楼地面保温找平自流平系统的研发

3.1 厂区试样

经过试验室数十次试配和检测,在材料的力学性能、保温性能满足设计要求和节能检测要求的前提下,我们做了第一块约5 m2的厂区试样。在结构楼面清理干净后,没有泡水湿润,直接用滚筒涂刷界面剂。同时在容器里用小型电动搅拌器拌制浆料,并浇筑自流平保温砂浆层,厚度35 mm(图1)。

图1 自流平保温砂浆层厂区试样(一)

间隔数天后,经检查没发现保温层有裂缝和空鼓等不良现象,随后在中间层不浇水湿润的情况下,浇筑了自流平抗裂砂浆保护层,厚度约10 mm(图2)。

图2 自流平抗裂砂浆保护层厂区试样(一)

第2块厂区试样约25 m2。按常规方法将基层清理干净、泡水湿润3 d并套浆后,浇筑了厚35 mm的自流平保温砂浆层(图3)。

图3 自流平保温砂浆层厂区试样(二)

间隔数天后,浇筑了厚10 mm的自流平抗裂砂浆保护层(图4)。

图4 自流平抗裂砂浆保护层厂区试样(二)

两组厂区试样均按规定做了试块,自流平保温砂浆28 d的抗压强度均超5 MPa,28 d拉伸黏结强度均超0.3 MPa;自流平抗裂砂浆28 d的抗压强度均超25 MPa,28 d抗折强度均超6 MPa。

两组试样在28 d后经检查无空鼓、无裂缝、无起砂,表面平整度均<3 mm,达到了精平的要求。在表面光洁度方面,涂刷基层界面剂的试样比浇水套浆的试样更好。

3.2 工地大样

选择约100 m2的样板房2套,其中一套采用传统的套浆工艺进行界面处理,再进行厚35 mm的自流平保温砂浆施工。间隔数天后,进行厚10 mm的自流平抗裂砂浆施工。另一套采用涂刷界面剂的形式进行界面处理,然后进行自流平保温砂浆施工和自流平抗裂砂浆施工(图5、图6)。

图5 自流平保温砂浆层工地大样(一)

图6 自流平抗裂砂浆保护层工地大样(一)

自然养护1个月后检查发现,2套样板房的保温地坪无起砂,平整度均<3 mm。采用套浆进行界面处理的样板房,边角处有2处空鼓,餐客厅中部有1处裂缝,但开裂处不空鼓。而采用界面剂进行基层处理的样板房,没有发现空鼓和裂缝。表面光洁度均比厂区样板略差。

切开空鼓处进行原因分析:一处为基层套浆处理时,边角处局部扫浆没扫到位,另一处为多余积浆没扫除。

裂缝原因分析:餐客厅面积较大,自流平抗裂砂浆层没有切缝,无法抵御热胀冷缩变形。

表面光洁度不如厂区样板的原因分析:厂区试样是采用塑料容器并用小型搅拌器搅拌完成后,直接倾倒在地坪上进行施工的,不存在流动度损失;工地大样实际用量不大,但采用了大型搅拌机搅拌,并用大型泵送设备进行泵送,设备选型不匹配,在拌制、泵送、中途停顿过程中,流动度损失较大,对自流平保温砂浆造成直接影响。

再选另一套140 m2样板房,采用带自动计量功能的小型可移动搅拌设备,在工作面上进行自流平保温砂浆及自流平抗裂砂浆施工(图7、图8),成形后的表面光洁度等均达到了厂区试样的水平。

图7 自流平保温砂浆层工地大样(二)

图8 自流平抗裂砂浆保护层工地大样(二)

通过上述3套样板房的施工,可以明确以下几点:

1)基层界面处理,如采用泡水和套浆工艺,费时费力,扫浆时稍有不到位或积浆没清除,就可能造成空鼓和裂缝。如采用专用界面剂处理,则省时省力,效率高,保水性好,对自流平保温砂浆的流动度损失小。

2)对于自流平保温砂浆和自流平抗裂砂浆,虽说后续面积很大,但方量不大,不应采用大中型设备进行搅拌和泵送,应尽量减少搅拌、运送和中途停顿对流动度的影响。

3)选用小型可移动并带自动计量功能的搅拌设备,在室内操作面上搅拌和倾倒浆料,可以最有效地控制水灰比,同时最大程度地减少泵送或其他方式运送浆料时对流动度的损失。

4)自流平抗裂砂浆保护层施工前,也应对自流平保温砂浆层进行除尘,可使自流平抗裂砂浆保护层流动性更好、更光洁、更平整。

5)自流平抗裂砂浆保护层施工后数天,面积较大的餐客厅等需进行切缝,以释放温度应力,防止空鼓。

3.3 项目应用

本楼地面保温自流平系统已通过浙江省建科院的保温性能检测,及浙江省建设科技推广中心组织的专家评审,并出具省级推广证明,可在浙江省范围内率先推广应用。配套的《楼地面保温自流平应用技术规程》及《楼地面保温自流平施工作业指导书》均已备案。

对原设计采用普通楼地面保温的项目,可通过设计变更及能评公司重新复核验算的方式进行调整。一般采用厚35 mm的新型无机轻集料保温自流平砂浆和厚10 mm的自流平抗裂砂浆系统,均能满足浙江省工程建设标准DB 33/1015—2015《居住建筑节能设计标准》对分户楼板的节能要求,可取代目前市场上大部分的保温楼地面做法。

新项目可直接利用新型的保温自流平系统进行楼地面节能设计(图9、图10)。

图9 自流平保温砂浆项目应用

图10 自流平抗裂砂浆项目应用

采用新型楼地面保温自流平系统,除了能满足节能要求外,基本达到了不空、不裂、不起砂的研发目的,平整度和观感质量非常好,施工简便,机械化程度高,每台小型机械一天能施工1 500 m2左右,且可自然养护,能节约大量的人工成本。施工时可选择在土建和安装工作基本结束后进行,有利于成品保护。

4 新型楼地面保温找平自流平系统的组成

新型楼地面保温找平自流平系统,由界面层、自流平保温砂浆层、自流平抗裂砂浆保护层组成。

1)界面层是用于改善基层与保温自流平层黏结性能的乳液。混凝土基层界面处理剂为液体水剂,用于封闭基层孔隙,降低吸水率,改善砂浆表面状况,减少孔洞,增加与基层的黏结力,提高砂浆的流动性能和施工工效,可喷可涂。

2)楼地面保温自流平层是以憎水型膨胀珍珠岩、玻化微珠、陶砂等无机轻集料为保温材料,以水泥、磷建筑石膏等无机胶凝材料为主要胶结料,并掺加细砂骨料及其他功能性添加剂而制成的建筑保温自流平干混砂浆。其保温性能好、黏结强度高,具有很强的自动流平性能,不开裂、不空鼓、快速干固硬化。

3)自流平抗裂砂浆保护层由水泥等无机胶凝材料、矿物掺合料及骨料等配制而成,具有良好的流动性能,收缩率低,成形后抗压强度高、耐磨性好,施工简便。

如果是北方需做地暖的地区,可将厚35 mm的自流平保温砂浆层和厚10 mm的自流平抗裂砂浆层,取代厚20 mm的水泥砂浆找平层和厚20~30 mm的挤塑板,然后在自流平抗裂砂浆层上直接绑扎钢筋网,并固定地热管,最后再浇筑细石混凝土地坪即可。

5 新型楼地面保温找平自流平系统施工

5.1 主要施工工艺

楼地面基层应坚硬、平整、干燥、无裂缝、无油脂。彻底清扫地坪后用洗尘机进行施工前清洁。优先选用喷涂方式进行界面剂施工,确保无漏喷,随后即可进行自流平保温砂浆的施工。用小型可移动并带自动计量功能的搅拌设备,在室内操作面上按水灰比要求搅拌保温砂浆浆料,并将搅拌好的浆料直接倒在楼地面上,按标饼高度要求用钉耙辅助赶平,即可完成保温自流平层的施工。

保温自流平层施工完成3 d后,对表面进行除尘,就可进行自流平抗裂砂浆层的施工。施工时按完成面标高用齿刮板将浆料辅助摊平,静置20 min左右再用消泡滚筒滚压,以消减气泡,避免麻面。面层施工完毕后即封闭现场,做好成品保护,3 d后可行走,两周后可行车。

5.2 主要施工工序

结构楼板面清理和除尘→按基准线做标饼→喷涂界面剂→浇筑自流平保温砂浆层→自然养护3 d以上→除尘→浇筑自流平抗裂砂浆层→切缝→成品保护

6 结语

新型楼地面保温自流平系统,不仅能满足节能验算要求,也完全可实现不空、不裂、不起砂等质量标准,且平整度、光洁度非常好,抗压强度能达到25 MPa以上,施工简便,机械化程度高,施工前不用冲洗地面、施工后也不需浇水养护,能大幅缩短施工周期并节约大量的人工成本。同时避免了普通保温地坪施工后遗留的一系列隐患,也能节约宝贵的层高空间。该保温自流平系统所用原材料,涉及较多种类的固废物利用,是一种创新、绿色环保型节能材料,具有巨大的市场应用前景和良好的社会效益。

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