1 概述
国家会展中心（上海）（以下简称国家会展中心）项目工程位于上海市西部徐泾东地铁站周围，用地面积85.6 hm2（图1），总建筑面积约147万 m2，其中地上建筑面积127万 m2，地下建筑面积20万 m2，建筑高度43 m。根据建筑设计，屋面保温的施工面积为60 000 m2。
图1 国家会展中心项目效果图
泡沫混凝土是一种新型建筑材料，具有较低的导热系数，保温及隔热性能优良，同时具有密度小、自重轻等特点，可逐步取代陶粒混凝土、膨胀珍珠岩混凝土等传统屋面保温找坡材料。本文研究了具有良好的保温、隔热和隔声等性能的泡沫混凝土替代常规保温材料作为屋面保温找坡一体化工程隔热材料的应用技术；并通过研究预拌泡沫混凝土的工业化生产和长距离泵送浇筑施工技术，解决了国家会展中心因屋顶结构复杂、面积大而造成的屋面保温工程施工困难的难题。
2 屋面保温找坡一体化设计技术[1-3]
国家会展中心原扩初图纸设计屋顶保温材料为A级防火泡沫玻璃砖保温板，找坡材料为陶粒混凝土，2%找坡，屋面保温构造见图2，传热系数计算见表1。国家会展中心的屋顶设备基础和出屋面洞口复杂，分布着上万个大小不同的设备基础、纵横交错的通风管道及钢结构。如果采用A级防火泡沫玻璃砖保温板和陶粒混凝土会有大面积的切割工作，费工费料，且拼接初施工质量难以控制，用泡沫玻璃+陶粒混凝土的保温方式不利于施工。
通过研究，屋面保温工程采用预拌泡沫混凝土技术实现找坡保温一体化施工，构造见图3，找坡2%，最薄处190 mm，最厚处360 mm，泡沫混凝土总体用量约23 000 m3。设计技术参数要求为：干密度400 kg/m3，导热系数≤0.08 W/（m·K），屋面传热系数计算见表2。
根据TN保温泡沫混凝土的技术特点和设计研究，A级防火泡沫玻璃砖保温板和陶粒混凝土2%找坡层可以合并为TN保温泡沫混凝土保温找坡层，对原来的保温层和找坡层的2 道施工工序合并为1 道施工工序，即一次完成保温层和找坡层。根据建筑设计节能计算的结果，采用TN保温泡沫混凝土保温找坡层完全满足设计要求。按通常的市场价格对2 个方案进行经济比较，经综合计算，保温找坡层的造价可以节约172 元/m2。
图2 扩初设计的屋面保温构造
表1 扩初设计屋面平均传热系数
材料 导热系数分层厚度/mm传热系数 标准 备注C20细石混凝土随浇随光，内配Φ6 mm@200 mm双向钢筋，设分仓缝6 m×6 m，缝宽20 mm嵌密封膏）1.51 50 A级防火泡沫玻璃砖保温板 0.052 130（计算厚度100）陶粒混凝土2%找坡层（ρ＝1 100 kg/m3） 0.44 最薄30 1∶3水泥砂浆找平 0.93 20钢筋混凝土屋面板 1.74 200 0.5 K≤0.5倒置保温。泡沫玻璃保温板修正系数＝1.20，A级防火。陶粒混凝土修正系数＝1.00
图3 改进后的屋面保温构造
表2 改进后屋面平均传热系数
材料 导热系数分层厚度/mm传热系数 标准 备注C20细石混凝土随浇随光，内配Φ6 mm@200 mm双向钢筋，设分仓缝6 m×6 m，缝宽20 mm嵌密封膏）1.51 50 0.47 K≤0.5水泥砂浆找平层 0.93 20 TN保温泡沫混凝土保温层（ρ＝400 kg/m3） 0.1 最薄30钢筋混凝土屋面板 1.74 200正置保温。TN保温泡沫混凝土修正系数＝1.00，A级防火。
另外，TN保温泡沫混凝土保温找坡层采用现场浇筑的工艺，一次成型，施工工序少和速度快的特点得到充分的发挥。
3 预拌泡沫混凝土的生产、运输和长距离泵送技术
3.1 泡沫混凝土的工厂化制备
3.1.1 混凝土搅拌站拌料
混凝土搅拌站拌料量应根据工地实际需求量，精确计算，防止出现供料过多或过少的情况，造成材料浪费。
拌料配合比需进行充分考虑，设计合理的料浆凝结时间，初凝时间不宜小于3 h，主要考虑拌车输送距离，防止因输送距离过长而导致料浆凝结。终凝时间不宜大于6 h，以避免混凝土凝结慢、强度增长慢而导致再次施工间隔时间长，影响工地施工进度。合理设计料浆流动度，保证现场搅拌的均质性，为超长距离泵送作准备。
3.1.2 混凝土搅拌车送料
混凝土搅拌车装料前需对车罐进行彻底清理，严禁有碎石和砂残留；混凝土搅拌车装料后应及时将浆料输送至工地，严禁中途停留。
3.1.3 泡浆混合
混凝土搅拌车送浆料至工地后，与搅拌设备对接，对浆料进行二次搅拌，确保浆料的均匀；浆料搅拌均匀后与泡沫充分混合形成泡沫混凝土，经由大功率泵送设备将泡沫混凝土超长距离泵送至浇筑现场。
3.2 泡沫混凝土的超长距离泵送工艺
混凝土的超长距离泵送工艺适用于建筑物屋面保温隔热、楼层的轻质垫层中泡沫混凝土的施工，泡沫混凝土泵送技术采用目前国际上最先进的半流体传输技术，以高压气体为动力进行输送。在国家会展中心的施工中，最大泵送水平折算距离达700 m。
3.3 泡沫混凝土的主要施工工艺
3.3.1 基层处理
在泡沫混凝土浇筑前，基层工作面应进行清理，保证基层面无大范围的积水、松动等不合格的情况。
3.3.2 浇筑
1）将有关设备要求的预制埋件和设备预留的孔道事先进行预埋和预留，符合设备要求后方可浇筑，在已浇筑完成的泡沫混凝土上不可凿孔。
2）浇筑厚度等建筑要求应在施工范围内进行标注，现场浇筑应按设计面标高严格控制浇筑厚度。当有找坡时，应在施工前预先设立标高灰饼，间距2 m。
3）泡沫混凝土的浇筑面应做到平整，每层浇筑厚190～310 mm，每层浇筑后须在1 d后，待泡沫混凝土具有一定的强度时，再在其上继续浇筑，并预留50 mm作面层找坡找平。对于大面积的浇筑范围，应采取分区分仓的方法，通过柔性材料将大面积分为若干较小面积，逐块施工。当浇筑至厚度要求后，用尺找平。养护时应进行保湿处理，养护时间≥3 d。
4）当泡沫混凝土完成浇筑后，养护成型时，应对泡沫混凝土表面进行覆膜养护，防止泡沫混凝土表面失水干缩开裂。
5）在泡沫混凝土浇筑完成后，泡沫混凝土可能会有表面下沉等现象，应根据情况对泡沫混凝土进行促凝处理，及时修补下沉部位。
3.4 施工要点
1）必须设置标高控制点，间距一般为2 m。
2）对作业面进行分仓施工，设置挤塑板施工缝。
3）泡沫混凝土的均匀性需保证，刚浇筑的泡沫混凝土表面应无泌水和塌陷现象，表层施工时，用尺杆刮平。
4）施工完毕，24 h内不宜上人或施加施工荷载。
4 质量控制
发泡剂、水泥料浆须有出厂质量证明书、使用说明书和配合比报告。
4.1 运输和仓储管理
1）所有材料应在施工现场的仓库中由专人进行管理。
2）在运输和仓储时应保持包装完整，材料应避免与酸碱、油类和溶剂接触，避光、通风保存。不同种类分区堆放。
3）发泡剂采用桶体密封包装，室内存放，不可接近火源和热源。
4.2 质量检查、验收
1）泡沫混凝土屋面保温隔热层施工质量按《屋面工程技术规范》和《屋面工程质量验收规范》的有关规定进行验收。
2）泡沫混凝土品种、规格应符合建筑设计图纸和相关标准的规定。
3）现场发泡的泡沫混凝土，应计量准确，对其密度、抗压强度等，须随施工情况随时取样送检。
4）对于浇筑泡沫混凝土前的各项隐蔽工程验收应按《建筑节能工程施工质量验收规范》GB 50411—2007的规定。
5）泡沫混凝土表面质量控制: 按规范要求，不允许有宽度＞1.0 mm的线性裂缝；地面的平整度允许偏差为±10 mm；表面不得有油污、层裂、疏松。
4.3 应注意的质量问题
1）在雨天和高温日下的泡沫混凝土施工应注意避免，同时应有应对的施工措施。
2）严格控制每道施工工序，应由专业人员进行操作，确保施工质量。
3）各类预埋件和预留孔应在泡沫混凝土施工前进行预留，不应在浇筑完成后的泡沫混凝土中进行凿孔，同时不应在泡沫混凝土内埋设各类线管。
4.4 养护及成品保护
1）泡沫混凝土浇筑完成后需进行3 d的自然养护，同时在1 d内，完成面上不宜上人，在冬季环境温度较低的情况下，上人时间可延长至3 d。
2）在泡沫混凝土的自然养护期间，泡沫混凝土的完成面上不可堆重物、不可拉车、不可穿钉鞋行走。
3）交付使用前， 泡沫混凝土的完成面上堆积的等效均布荷载值不应超过设计标注的泡沫混凝土抗压强度。
4）泡沫混凝土应及时进行保护处理，其上层的施工工序应在10 d内进行。
5 结语
本文以实际工程为依托，确定泡沫混凝土屋面保温隔热层的施工工艺和质量控制要求，使施工满足建筑设计的要求。通过此工程可得到如下经验：
1）改革传统的屋面保温隔热层和找坡层分为2 种材料和2 道施工工序的做法，通过采用泡沫混凝土材料，使一次施工同时完成屋面保温隔热层和找坡层，节省人工，满足设计节能要求。
2）泡沫混凝土的浆料工业化制作，减少施工现场要求。泡沫混凝土由泵送机械处软管连接至施工点，输送方式不受障碍物的影响，水平距离长达700 m。浆料由混凝土搅拌站制作，严格按照设计配合比配置，质量控制有保障。既满足工程工期的要求，又符合质量控制要求。
3）泡沫混凝土所采用材料为水泥基无机材料，性能稳定，A级防火。
[1] 曾斯波.泡沫混凝土在建筑屋面保温中的应用及施工技术[J].中国建设信息,2014(12):66-67.
[2] 秦海涛.轻质泡沫混凝土施工的相关探讨[J].低碳世界,2014(18):280-281.
[3] 袁伟,丁来彬,周成.泡沫混凝土现浇墙体与屋面保温层工程应用以及其保温性能的讨论[J].砖瓦,2014(7):31-35.