本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种高强、低传热、与屋面结构层结合性高适用于高寒地区的防冻抗裂发泡混凝土及发泡混凝土作保温屋面施工方法。
背景技术：
我国传统的上人或非上人屋面，构造一般包括钢筋混凝土结构层、找坡层、砂浆找平层、保温隔热层、防水层、保护层，在施工保温隔热层时，往往是找坡层和保温层分开施工，目前正在使用或推广的外墙保温技术有：①外敷泡沫塑料板；②用泡沫塑料板做外墙夹心；③借助特种添加剂把聚苯颗粒或玻璃微珠与水泥制成浆料外敷外屋面，这些保温层材料大多采用挤塑板、聚苯板、珍珠岩、炉渣等材料，所用的材料(挤塑板、聚苯板等)易燃烧，在发生火灾时燃烧会产生大量有毒物质及黑烟，使人员极易吸入浓烟而难以逃生，破坏环境并可能持久地危害人体健康，污染环境。而且保温层材料往往与结构层之间结合整体性不好，如施工工艺上出现问题，往往会出现脱层、空鼓、龟裂等弊端。同时多种不同的材料来组成保温隔热层不能成为一个整体、施工质量很难保证，存在着施工速度慢、在铺设保温层之前需要找坡层和找平层多道施工工序、生产成本高、施工困难等问题。
在高寒地区，温差变化大，混凝土经过多次反复冻结、融化过程后容易出现裂纹、变酥、渗水现象，其强度、韧性和稳定性等指标受到严重影响。混凝土保温隔热屋面层在高寒地区应用时，常出现凝固、冻裂等问题，且得到屋面的保温性能不理想。因此提供一种防凝抗冻、高保温性的发泡混凝土，并替代传统保温隔热层适用于高寒地区具有重要的意义。
技术实现要素：
为了克服上述不足，本发明目的之一是提供一种发泡混凝土，该混凝土由于加入了尿素、碳酸盐、硅粉、珍珠岩、氯化钙等防冻材料，使得该发泡混凝土具有优秀的防冻能力，同时具有较高的保温隔热功能，适合高寒地区冬季的施工作业与高寒地区较高的保温需求。
本发明第二个目的是提供一种发泡混凝土在保温屋面上的应用，发泡混凝土作保温层取代传统保温隔热材料，所得屋面抗压强度高、保温效果好、同时与屋面结构层结合性能好，减少了保温层与结构层脱层、空鼓、开裂。
本发明第三个目的是提供一种发泡混凝土作保温屋面保温层和/或找坡层的施工方法，该施工工艺简便，原料环保易得，缩短了施工周期、施工效率高、施工成本较低，能够快速高效完成建筑屋面施工。该方法制成的保温屋面抗压强度高、保温效果好，同时与屋面结构层结合性能好。
本发明为解决上述问题采用的技术方案是：
一种发泡混凝土，该发泡混凝土组成及其质量百分数如下：
优选的，发泡混凝土的质量比为水泥：水：发泡剂：稳定剂：尿素：碳酸盐：硅粉：珍珠岩：亚硝酸钙：氯化钙为69.3:10.1:0.4:0.2：2：5：3：3：4：3。
优选的，配制发泡剂的原料为NaOH、碳酸氢铵、丁二酸、硼砂、三乙醇胺、松香和双氧水。
优选的，配制发泡剂的各原料用量的比例为：NaOH 37—38mol、丁二酸1.8—2.4mol、硼砂1.9—2.1mol、三乙醇胺2—8mol、松香18—22mol、碳酸氢铵28—32mol、双氧水0—4mol。
优选的，水泥为普通硅酸盐水泥，标号为32.5R。
一种发泡混凝土在保温屋面上的应用，将发泡混凝土作保温层和/或找坡层与屋面结构层结合。
优选的，将发泡混凝土作保温层和/或找坡层的保温屋面抗压强度≥20MPa、传热系数≤0.360W/(m2·K)，屋面抗压强度高且保温效果良好。
本发明另一技术方案是提供一种发泡混凝土作保温层和/或找坡层的施工方法，其特征在于，施工步骤如下：
步骤1.按配比称量发泡剂各组分配制成发泡剂，将发泡剂、按一定的稀释比例配成发泡剂溶液；
步骤2.采用专用的水泥发泡机对发泡剂溶液进行发泡，加入稳泡剂，通过调节发泡机控制泡沫的质量；
步骤3.在搅拌机中加入水泥和水搅拌成水泥浆，在搅拌机中加入步骤2制成的泡沫，与水泥浆混合进行搅拌，制成发泡混凝土；
步骤4.然后通过发泡机的泵送系统经由泵送管将发泡混凝土泵送至屋面进行现浇施工。
优选的，发泡前先清理结构层基层的杂物，并根据厚度打好标高线。
优选的，浇筑时如发泡混凝土保温屋面不需找坡，则直接按照保温层所需厚度来进行浇筑，利用发泡混凝土自流性铺展，最后表面刮平即可。
优选的，浇筑时如发泡混凝土保温屋面需找坡，则用发泡混凝土进行找坡，按照坡度算出最小厚度，按照最小厚度浇筑后等发泡混凝土凝固后，再按照坡度进行浇筑完成找坡。
优选的，在浇筑过程中，控制好坡度和标高，浇筑完成后7天内尽量避免人员在其上面行走及禁止堆积物品，以免破坏其中的气泡结构，影响隔热效果。
优选的，施加防水层时采用二毡三油系列、二布六胶系列，重量2-8kN/m3。
优选的，不上人屋面施加保护层时选用涂料、反射膜、砂石粘料、水泥砂浆块材、蛭云石母粉、纤维纺织毯。
优选的，上人屋面施加保护层时选用水泥砂浆面层、40mm厚细石混凝土。
较之现有技术而言，本发明有益效果：
1、本发明的该混凝土具有优秀的防冻能力，同时具有较高的保温隔热功能，适合高寒地区冬季的施工作业与高寒地区较高的保温需求。
2、本发明的发泡混凝土应用于保温隔热层，相比较挤塑板、聚苯板等材料抗压强度较高，且能保证较好的保温效果。发泡混凝土属无机材料，不可燃不变形，不产生有毒污染物，比较环保。发泡混凝土作保温隔热层的施工一次成型，且材料与混凝土材料相同，与屋面结构层的整体结合性能好，屋面抗压强度高、传热系数低，施工质量有保证，解决了传统做法容易造成与结构层脱层、空鼓、开裂等现象。
3、发泡混凝土施工工艺简单，增加了发泡前清理结构层基层的杂物并根据厚度打好标高线的步骤，使用发泡混凝土找坡的步骤代替了施工找坡层、砂浆找平层，与屋面结构层的整体结合性能好的同时大大缩短了施工周期、施工效率高、施工成本较低，能够快速高效完成建筑屋面施工。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
实施例1
将A1用于不找坡、上人保温屋面施工步骤如下：
步骤1.清理结构层基层的杂物，并根据厚度打好标高线；
步骤2.发泡剂的配比采用NaOH38mol、丁二酸2mol、硼砂2mol、三乙醇6mol、松香20mol、碳酸氢铵30mol、双氧水2mol配制发泡剂。按10％稀释比例将发泡剂配成发泡剂溶液，然后采用专用的水泥发泡机进行发泡，通过调节发泡机来控制泡沫的质量；
步骤3.在搅拌机中加入质量百分数为水泥：水：尿素：碳酸盐：硅粉：珍珠岩：亚硝酸钙：氯化钙为69.3:10.1:2：5：3：3：4：3材料，搅拌成水泥浆，在搅拌机中加入步骤2发泡剂的质量百分数是0.3％、稳泡剂的质量百分数是0.2％制成的泡沫，与水泥浆混合进行搅拌，制成发泡混凝土A1，然后通过发泡机的泵送系统经由泵送管将发泡混凝土泵送至屋面进行现浇施工；
步骤4.屋面不需找坡，直接按照保温层所需厚度来进行浇筑，利用发泡混凝土自流性铺展，最后表面刮平即可。
步骤5.在浇筑过程中，控制好坡度和标高，浇筑完成后7天内尽量避免人员在其上面行走及禁止堆积物品，以免破坏其中的气泡结构，影响隔热效果。
步骤6.施加防水层，防水层采用二毡三油系列，重量3kN/m3。
步骤7.施加保护层，保护层选用涂料。
浇筑后屋面抗压强度28MPa、传热系数0.30W/(m2·K)。
将A1用于找坡、上人保温屋面施工步骤如下：
步骤1.清理结构层基层的杂物，并根据厚度打好标高线；
步骤2.发泡剂的配比采用NaOH38mol、丁二酸2mol、硼砂2mol、三乙醇6mol、松香20mol、碳酸氢铵30mol、双氧水2mol配制发泡剂。按10％稀释比例将发泡剂配成发泡剂溶液，然后采用专用的水泥发泡机进行发泡，通过调节发泡机来控制泡沫的质量；
步骤3.在搅拌机中加入质量百分数为水泥：水：尿素：碳酸盐：硅粉：珍珠岩：亚硝酸钙：氯化钙为69.3:10.1:2：5：3：3：4：3材料，搅拌成水泥浆，在搅拌机中加入步骤2发泡剂的质量百分数是0.3％、稳泡剂的质量百分数是0.2％制成的泡沫，与水泥浆混合进行搅拌，制成发泡混凝土A1，然后通过发泡机的泵送系统经由泵送管将发泡混凝土泵送至屋面进行现浇施工；
步骤4.发泡混凝土保温屋面需找坡，用发泡混凝土进行找坡，按照坡度算出最小厚度，按照最小厚度浇筑后等发泡混凝土凝固后，再按照坡度进行浇筑完成找坡。
步骤5.在浇筑过程中，控制好坡度和标高，浇筑完成后7天内尽量避免人员在其上面行走及禁止堆积物品，以免破坏其中的气泡结构，影响隔热效果。
步骤6.施加防水层，防水层采用二布六胶系列，重量5kN/m3。
步骤7.施加保护层，保护层选用40mm厚细石混凝土。
该屋面抗压强度30MPa、传热系数0.290W/(m2·K)。
实施例2
将发泡混凝土A2用于不找坡、上人保温屋面施工步骤如下：
步骤1.清理结构层基层的杂物，并根据厚度打好标高线；
步骤2.发泡剂的配比采用NaOH 37.5mol、丁二酸2.5mol、硼砂2mol、三乙醇5mol、松香18mol、碳酸氢铵32mol、双氧水3mol配制发泡剂。按15％稀释比例将发泡剂配成发泡剂溶液，然后采用专用的水泥发泡机进行发泡，通过调节发泡机来控制泡沫的质量；
步骤3.在搅拌机中加入质量百分数为水泥：水：尿素：碳酸盐：硅粉：珍珠岩：亚硝酸钙：氯化钙为59.4:13:6：8：5：3：3：2材料，搅拌成水泥浆，在搅拌机中加入步骤2发泡剂的质量百分数是0.5％、稳泡剂的质量百分数是0.1％制成的泡沫，与水泥浆混合进行搅拌，制成发泡混凝土A2，然后通过发泡机的泵送系统经由泵送管将发泡混凝土泵送至屋面进行现浇施工；
步骤4.屋面不需找坡，直接按照保温层所需厚度来进行浇筑，利用发泡混凝土自流性铺展，最后表面刮平即可。
步骤5.在浇筑过程中，控制好坡度和标高，浇筑完成后7天内尽量避免人员在其上面行走及禁止堆积物品，以免破坏其中的气泡结构，影响隔热效果。
步骤6.施加防水层，防水层采用二毡三油系列，重量7kN/m3。
步骤7.施加保护层，保护层选用水泥砂浆面层。
该屋面抗压强度24MPa、传热系数0.320W/(m2·K)。
将A2用于找坡、不上人保温屋面施工步骤如下：
步骤1.清理结构层基层的杂物，并根据厚度打好标高线；
步骤2.发泡剂的配比采用NaOH 37.5mol、丁二酸2.5mol、硼砂2mol、三乙醇5mol、松香18mol、碳酸氢铵32mol、双氧水3mol配制发泡剂。按15％稀释比例将发泡剂配成发泡剂溶液，然后采用专用的水泥发泡机进行发泡，通过调节发泡机来控制泡沫的质量；
步骤3.在搅拌机中加入质量百分数为水泥：水：尿素：碳酸盐：硅粉：珍珠岩：亚硝酸钙：氯化钙为59.4:13:6：8：5：3：3：2材料，搅拌成水泥浆，在搅拌机中加入步骤2发泡剂的质量百分数是0.5％、稳泡剂的质量百分数是0.1％制成的泡沫，与水泥浆混合进行搅拌，制成发泡混凝土A2，然后通过发泡机的泵送系统经由泵送管将发泡混凝土泵送至屋面进行现浇施工；
步骤4.发泡混凝土保温屋面需找坡，用发泡混凝土进行找坡，按照坡度算出最小厚度，按照最小厚度浇筑后等发泡混凝土凝固后，再按照坡度进行浇筑完成找坡。
步骤5.在浇筑过程中，控制好坡度和标高，浇筑完成后7天内尽量避免人员在其上面行走及禁止堆积物品，以免破坏其中的气泡结构，影响隔热效果。
步骤6.施加防水层，防水层采用二毡三油系列，重量4kN/m3。
步骤7.施加保护层，保护层选用砂石粘料。
该屋面抗压强度26MPa、传热系数0.310W/(m2·K)。
实施例3
将发泡混凝土A3用于不找坡、不上人保温屋面施工步骤如下：
步骤1.清理结构层基层的杂物，并根据厚度打好标高线；
步骤2.发泡剂的配比采用NaOH 37mol、丁二酸3mol、硼砂2mol、三乙醇6mol、松香17mol、碳酸氢铵32mol、双氧水3mol配制发泡剂。按5％稀释比例将发泡剂配成发泡剂溶液，然后采用专用的水泥发泡机进行发泡，通过调节发泡机来控制泡沫的质量；
步骤3.在搅拌机中加入质量百分数为水泥：水：尿素：碳酸盐：硅粉：珍珠岩：亚硝酸钙：氯化钙为79.6:16:2：5：3：1：2：1材料，搅拌成水泥浆，在搅拌机中加入步骤2发泡剂的质量百分数是0.1％、稳泡剂的质量百分数是0.3％制成的泡沫，与水泥浆混合进行搅拌，制成发泡混凝土A3，然后通过发泡机的泵送系统经由泵送管将发泡混凝土泵送至屋面进行现浇施工；
步骤4.屋面不需找坡，直接按照保温层所需厚度来进行浇筑，利用发泡混凝土自流性铺展，最后表面刮平即可。
步骤5.在浇筑过程中，控制好坡度和标高，浇筑完成后7天内尽量避免人员在其上面行走及禁止堆积物品，以免破坏其中的气泡结构，影响隔热效果。
步骤6.施加防水层，防水层采用二布六胶系列，重量6kN/m3。
步骤7.施加保护层，保护层采用蛭云石母粉。
该屋面抗压强度25MPa、传热系数0.330W/(m2·K)。
将A3用于找坡、上人保温屋面施工步骤如下：
步骤1.清理结构层基层的杂物，并根据厚度打好标高线；
步骤2.发泡剂的配比采用NaOH 37mol、丁二酸3mol、硼砂2mol、三乙醇6mol、松香17mol、碳酸氢铵32mol、双氧水3mol配制发泡剂。按5％稀释比例将发泡剂配成发泡剂溶液，然后采用专用的水泥发泡机进行发泡，通过调节发泡机来控制泡沫的质量；
步骤3.在搅拌机中加入质量百分数为水泥：水：尿素：碳酸盐：硅粉：珍珠岩：亚硝酸钙：氯化钙为79.6:16:2：5：3：1：2：1材料，搅拌成水泥浆，在搅拌机中加入步骤2发泡剂的质量百分数是0.1％、稳泡剂的质量百分数是0.3％制成的泡沫，与水泥浆混合进行搅拌，制成发泡混凝土A3，然后通过发泡机的泵送系统经由泵送管将发泡混凝土泵送至屋面进行现浇施工；
步骤4.发泡混凝土保温屋面需找坡，用发泡混凝土进行找坡，按照坡度算出最小厚度，按照最小厚度浇筑后等发泡混凝土凝固后，再按照坡度进行浇筑完成找坡。
步骤5.在浇筑过程中，控制好坡度和标高，浇筑完成后7天内尽量避免人员在其上面行走及禁止堆积物品，以免破坏其中的气泡结构，影响隔热效果。
步骤6.施加防水层，防水层采用二毡三油系列，重量3kN/m3。
步骤7.施加保护层，保护层选用40mm厚细石混凝土。
该屋面抗压强度26MPa、传热系数0.320W/(m2·K)。
最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。