地板輻射采暖地面防拱裂與應(yīng)用技術(shù)

地板輻射采暖地面防拱裂研究與應(yīng)用技術(shù)摘要：通過對(duì)低溫地板輻射采暖地面剝離拱起現(xiàn)象的機(jī)理分析和熱脹伸長值、熱脹應(yīng)力、砂漿粘結(jié)層抗剪強(qiáng)度等項(xiàng)定量研究，充分論證了此類地面發(fā)生問題的原因，并結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行防拱裂技術(shù)研究與應(yīng)用，收到良好的效果，填補(bǔ)了我國此項(xiàng)施工技術(shù)空白。近年來，在住宅工程建設(shè)中，低溫地板輻射采暖以地面輻射均勻、無氣流感、人體感覺舒適的良好使用功能和新型塑料管材本身輸送流體阻力小、耐腐蝕、壽命長、易安裝等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)得到迅速推廣應(yīng)用。但因地板熱脹力較大及設(shè)計(jì)與施工無配套技術(shù)，導(dǎo)致粘貼板塊飾面剝離拱起或斷裂，嚴(yán)重影響地面工程、甚至地暖系統(tǒng)正常使用，成為一項(xiàng)急待解決的普遍技術(shù)難題。1、地板飾面剝離拱起的機(jī)理分析1.1、地板吸熱伸長的影響低溫地板輻射采暖的工作原理是，依靠遍布與地面混凝土填充層內(nèi)的盤管將地板均勻加熱，通過地面飾面向室內(nèi)進(jìn)行輻射。因此，地面吸熱后需求適應(yīng)熱脹伸長。如一房間進(jìn)深尺寸為L的地面在無約束狀態(tài)承受均勻升溫T，此地面將將產(chǎn)生自由伸長△L，地面內(nèi)不產(chǎn)生應(yīng)力，而只有應(yīng)變，此時(shí)△L=a△TL，應(yīng)變?chǔ)?△L/L=a△T，應(yīng)力σ=0；如地面伸長受到完全約束時(shí)，則σ=σmax=-Ea△T，ε=0，地面不產(chǎn)生應(yīng)變，而只有應(yīng)力。在實(shí)際地面設(shè)計(jì)與施工中，地面混凝土填充層底面為保溫層鋁鉑紙界面，次界面摩阻力很小，可忽略不計(jì)，可自由伸長考慮。但作為地面熱脹伸長不動(dòng)點(diǎn)的中部區(qū)域，而未設(shè)置漲縫時(shí)，熱脹伸長將在不動(dòng)點(diǎn)處受到約束而產(chǎn)生一相對(duì)作用的壓應(yīng)力和向上的彎曲力，當(dāng)此應(yīng)力大于地面軸心抗壓強(qiáng)度和砂漿粘結(jié)強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生地面壓裂和飾面剝離拱起現(xiàn)象。1.2、房間進(jìn)深太大的影響現(xiàn)代住宅設(shè)計(jì)布局一般是將大客廳與餐廳貫通為一體，做完地面飾面后再采用隔斷做使用功能的分割；有的設(shè)計(jì)南向與北向臥室的走廊門相互對(duì)應(yīng)，也形成了地面貫通。因此，地面的長邊尺寸達(dá)14m左右。如此大的地面長度在采暖期將會(huì)產(chǎn)生較大的熱伸長值，如未在適當(dāng)部位設(shè)置脹縫時(shí)，此伸長值將轉(zhuǎn)化為較大的約束應(yīng)力，必定導(dǎo)致地面磚斷裂或拱起。經(jīng)過計(jì)算，當(dāng)?shù)孛骈L度≤8m，采暖期地面溫度與地面初始溫度，△T≤20℃時(shí)，地面熱脹變形在塑性變形范圍，故在夏季施工的較小進(jìn)深房間地面不產(chǎn)生地面斷裂或拱起現(xiàn)象。1.3、地面盤管熱脹約束的影響低溫地板輻射采暖管材一般采用交聯(lián)鋁塑復(fù)合管（XPAP）、聚丁烯管（PB）、交聯(lián)聚乙烯管（PE-X）等，線膨脹系數(shù)≥1.3×10-4/℃，而混凝土和砂漿的線膨脹系數(shù)為1.5×10-5/℃，兩者相差近10倍。傳統(tǒng)施工是將地暖盤管鋪設(shè)后與混凝土填充層澆為一體。當(dāng)送暖后，因地暖盤管與混凝土熱脹位移不同步，而受到混凝土的約束，使地面形成膨脹附加應(yīng)力，此應(yīng)力與地面熱脹應(yīng)力相疊加，更加大了地面剝離拱起的可能。1.4、初始送暖溫度急劇上升的影響大多數(shù)用戶不了解初始送暖溫度的升溫幅度要求，一般是將供水溫度一次送達(dá)60℃左右的設(shè)計(jì)溫度，形成溫度陡升，地面松弛效應(yīng)無法發(fā)揮，在急劇上升的熱脹應(yīng)力沖擊下會(huì)產(chǎn)生剪切破壞。1.5、熱脹應(yīng)力積蓄的影響采暖期地板溫度可達(dá)50℃左右，而制冷期的地面最低溫度在16℃左右，兩者溫差為34℃。采暖期地面升溫加壓時(shí)的壓應(yīng)力比制冷期地面降溫消壓的拉應(yīng)力大，所以在1個(gè)采暖期時(shí)地面中仍有較大的壓應(yīng)力存在，地面中積蓄的壓應(yīng)力約為采暖期壓應(yīng)力的（1-34/50）×100%=32%，且采暖期的地面壓應(yīng)力隨采暖周期的增加而加大。但由于地面混凝土填充層與粘結(jié)層砂漿具有良好的早期松弛效應(yīng)，壓應(yīng)力由彈性變形緩慢的轉(zhuǎn)化為塑性變形而衰減。因此，一般采暖地面的壓應(yīng)力波峰在第二個(gè)采暖期發(fā)生，故常見的地板采暖輻射地面剝離拱起或斷裂的時(shí)間一般在交付使用2年后發(fā)生，與理論分析相吻合。2、地面熱伸長計(jì)算2.1、計(jì)算參數(shù)（1）、地面線膨脹系數(shù)取a=1.5×10-5/℃；（2）、采暖期地面最高溫度取T1=50℃；組（煎3銷）、地面抵初始溫度夠取怨T餐2患=5見0航℃無；情（街4堪）、地面遼計(jì)算長度狡取昂L=14語000m跡m脾。老2.哀2教、地面伸竟長值計(jì)算軟△農(nóng)L=a弊△緊TL=1絡(luò).5×1饒0舅-5拆×恒（踐50-1偽5卸）棋×140暖00=7唇.35m歌m膝，雞（求1沸）淡當(dāng)?shù)孛骈L旺為林7燒m無時(shí)壩△淺L=a綢△約TL=1率.5×1即0聚-5記×構(gòu)（筒50-1車5稅）咸×700籃0=3.觀7m附m邀，吃（遠(yuǎn)2培）若式中四△羽L珍為地面吸全熱時(shí)溫度秒伸長值；傲△回T估為地面采吼暖期溫度把與地面初宇始溫度之街差。易笛憑結(jié)論：猾當(dāng)館14咱m鞏長的地面矩在中部（疑變形不動(dòng)骨點(diǎn)）設(shè)透置肯≥耽10m定m買的柔性縫獻(xiàn)時(shí)，采暖輔期會(huì)在地多面保溫層務(wù)的鋁鉑隔證離層上自披由伸長刻△竄L=7.彎35m尾m責(zé)，此時(shí)應(yīng)滾變趴ε脊=朝△狐L/L=汪5.25丈×10跨-4球，應(yīng)特力蚊σ萌=汁0歇，故地面澇不會(huì)產(chǎn)生匆破壞；當(dāng)界地面長嫩度屢≤魔7罪m娃時(shí)，自由違伸長值慣△義L=3.罰7m蘇m賞，如在地盟面四周墻午根處設(shè)拌置籃≥彎10m滑m昌厚的聚苯斯板，可滿哥足自由伸泊長的需求始，故此時(shí)要應(yīng)到力柳σ慰=治0秩，地面也移不會(huì)產(chǎn)生寬破壞?；?雁、熱張應(yīng)魔力計(jì)算毫3.發(fā)1極、計(jì)算參叢數(shù)株（詢1賢）團(tuán)、編C2謹(jǐn)0懇混凝土墊海層診（位1河：粘2贏干硬性砂魄漿粘接層揉）彈性摸易量博Ec=2帥.55×市10取4副N/mm艷2酒；?。ǖ?皆）、地面甲軸心抗壓竹強(qiáng)度設(shè)計(jì)很值抬fc=9化.6N/地mm畢2昨。弟3.浩2義、熱脹應(yīng)琴力計(jì)算挎σ水max鏡=-Ea守△護(hù)T=2.糖55×1材0爬4潛×1.5受×10守5條×夸（輛50-1用5納）漿=13.渡4N/帽mm啄2款，偏（攝3貧）效fc=9辜.6N銅/mm哥2孟<嚷σ瘋max肺=13.于4N/閑mm促2精，故地面翻產(chǎn)生壓潰音斷裂；絮（倡4摸）止當(dāng)采暖期澆地面溫度儀與初始地董面溫度之兄差腹△錫T稈≤愛2撐5箏℃敘時(shí)，瘋σ輩max穿=-Ea肺△談T=2.傻55×1匠0衫4斃×1.5侄×10涼5環(huán)×25=瞎-9.5生6N/誓mm序2箏，泡（樂5練）振fc=9聽.6N摩/mm謙2走>珍σ踢max望=9.5哈6N/筐mm仗2任，堆（框6如）通滿足熱脹當(dāng)承載力要妄求，鼓地尼面不會(huì)破懷壞。概4攔、地面粘猴接層抗剪艙強(qiáng)度驗(yàn)算求4.違1肯、計(jì)算參趙數(shù)領(lǐng)（吵1治）、地面嫂飾面粘結(jié)濕層實(shí)測(cè)粘廣接強(qiáng)尿度束f=0.戚5N/坊mm翻2恩（望2袋）、地面儲(chǔ)承受熱脹秀應(yīng)力的界側(cè)面寬廉度對(duì)b=78盲m纖m絨（緊40m珠m合墊脂層煉+30m降m跟粘結(jié)霸層軟+8m駕m背飾面）禁（路3偏）、熱脹定應(yīng)力不動(dòng)霉點(diǎn)厚語度凝h=1m旋m廊（不動(dòng)點(diǎn)混附近飾面吵縫）；決（酬4穗）、爛取烈1破m柿寬地面為絲計(jì)算單元并，熱脹應(yīng)滋力線荷重載容q享=諒σ片×1=1偏3.4×摘10型-3揮×1=0饞.013系4KN呀/通m藥；桶（偏5謝）、取計(jì)寇算跨度為通開間凈尺戴寸拼L=3.劃96佛m啊。誦4.傾2輸、粘結(jié)層船抗剪強(qiáng)度情驗(yàn)算針Q哨max陸=0.9薯6悉Ql擾=0.6森×0.0撇134×俗3.96玩=0.0加32K淘N膛，陶T=3Q猴/沈（今2h膜b臂）純=3×0給.032劇×10未3鵝/輕（英2×78間×過1踩）渡=0.6鳴2N/劣mm助2丙>f=0非.5N耽/mm駱2衛(wèi)，鋪（舍7短）型故產(chǎn)生粘梨結(jié)層剪切量破壞而使寒地面飾面徒位移，導(dǎo)阿致剝離拱數(shù)起或折斷設(shè)。摘5辛、地面防販拱裂技術(shù)俗5.蹈1趣、地暖安鏈裝技術(shù)錢（術(shù)1妻）、地暖今保溫層采杯用設(shè)鋁鉑兇覆面的擠車塑聚苯板順，以滿足討保溫層以預(yù)上各構(gòu)造宿層整體自條由脹縮的劈熱工性能跨和抗壓要昏求。垂（惜2律）、地暖恐盤管應(yīng)按刪設(shè)計(jì)要求盲由遠(yuǎn)至近嘆環(huán)向連續(xù)恐鋪設(shè)，不緞得設(shè)置接匹頭，不允于許出現(xiàn)硬緞?wù)蹚潱瑥澐霃介e應(yīng)蜘≥娃8胞d婦（砍d晃為盤管外豆徑），并民在彎曲部香位外側(cè)馳設(shè)妙≥探10m澤m物的厚聚苯衫板緩沖帶研，以吸收食盤管熱脹段應(yīng)力；吵（刊3托）、鋪管棒前，盤管恒四周應(yīng)刷糞粉質(zhì)隔離瓦層或包一敘層防潮紙城，安裝管剖卡時(shí)應(yīng)與朝盤管間斑留起≥堂2m生m倘縫隙，以逆便采暖時(shí)礦和盤管自泄由伸長，棕防止地面蛋產(chǎn)生附加制應(yīng)力。秧5.貴2竿、地面緩隨沖層設(shè)置購（晉1灰）、當(dāng)?shù)嘏骈L聽度豆≤床7動(dòng)m盡時(shí)，在地附面四周墻五角處粘似貼掌≥繼10m裕m零的聚苯板淋，其高度渠與地面飾輔面象,怕以適應(yīng)地門面熱伸長辛和吸收熱竄脹應(yīng)力；泄（芬2伸）、當(dāng)?shù)厮济骈L度大機(jī)于雷7堡m謎時(shí)，除應(yīng)例在地面四水周設(shè)緩沖具層外，尚宰應(yīng)按公式捏（滿1水）計(jì)算值玉乘裕1.沈5龍的富余系槍數(shù)在地面控長度的中豬部（此處膜鋼絲網(wǎng)斷憂開）設(shè)聚三苯板脹縫幼，以滿足陳地面較大拿的伸長值盤的需求，氣防止產(chǎn)生挺壓應(yīng)力；春（尊3扣）、當(dāng)南毅向與北向枕臥室地面春通過走廊賴相貫通時(shí)脅，還應(yīng)在遍各門口的惕裁口中線項(xiàng)位置的地糾面上設(shè)膨置著≥燕5烘m襲厚的聚苯瞇板脹縫。遭5.艷3純、地面混找凝土填充危層施工釀為防止盤叼管在澆混朱凝土?xí)r破拔壞，采用陜自流平混脊凝土泵送激施工，上拘表面用木輛抹子反復(fù)匹搓毛和做親好報(bào)濕養(yǎng)贏護(hù)，并安奏排專人看毯護(hù)好已安毅裝好的聚袖苯板緩沖河層和脹縫及。膛5.循3循、地面飾柱面施工勁（及1元）、地面耗磚等板塊脊飾面鑲貼棋前，在填邁充層預(yù)留犯的聚苯板之脹縫處彈生線切割取斤直，更換譯聚苯板并婆鑲嵌平直編，高度與宜地面飾面熔上表面一朵平；夠（求2父）、竣工冊(cè)驗(yàn)收前，淹將脹縫處緩聚苯板用啟直徑相同四的電烙鐵忘均勻烙怨入梅10m取m暢深，然后遼采用耐侯伙硅酮膠填固嵌光滑密拍實(shí)，作為續(xù)永久性伸下縮縫；賄（俗3隊(duì)）、鑲貼南踢腳板時(shí)乘，地面墊龍起過1m密m確，貼完后搬劃空地面遍砂漿，使劫其與地面控飾面脫譜離，以防界止影響地菌面自由伸掘長和導(dǎo)至鎮(zhèn)踢腳板脫費(fèi)落。疫5.辦5猾、送暖升乞溫程序浸初次送暖贏應(yīng)緩慢加邪熱，控制伴水溫秩在灣20-3弦0陣℃創(chuàng)范圍運(yùn)掙行膨12顏h譜以上，以符后每辟隔席2項(xiàng)4矩小時(shí)控制譽(yù)溫芽升持≤桌5掀℃享，直至供掉水達(dá)到設(shè)亡計(jì)溫度。網(wǎng)在設(shè)計(jì)工婚況下連續(xù)障運(yùn)冒行餃2簡(jiǎn)4趴小時(shí)，并宜調(diào)節(jié)各路裙水溫達(dá)到節(jié)基本均衡現(xiàn)。以確保轉(zhuǎn)地板受熱樹均勻和縮啟小升溫梯其度，發(fā)揮破地面各結(jié)教構(gòu)層的松府弛效應(yīng)，困提高極限您抗壓強(qiáng)度三，預(yù)防熱緒應(yīng)力沖擊棚破壞地面勾。滴6澆、技術(shù)效宅果鐵6.五1嚇、傳統(tǒng)工從藝施工的扁地面狀況女某住宅小慮區(qū)總建筑傾面哥積完1700菌0春0獸平方米，趴均為低溫牙地板輻射天采暖地面移，炮C2猴0柿混凝土填果充層畜，挑1者：反2.史5癢水泥砂漿地加刮漿貼膊全瓷高級(jí)題地板磚，必客廳和餐罩廳地面貫矩通，地面變長度撕為艘14.2械6員米賽，夢(mèng)9利月份開始話地面工程放的施工。抹經(jīng)交付使林用唱2陸個(gè)采暖期甘后，客廳疊與餐廳地脈面長度中映部的地面芒磚，均不偽同程度的理出現(xiàn)剝離縫拱起和斷額裂現(xiàn)象。兔被迫進(jìn)行半返工，并網(wǎng)導(dǎo)致局部生地暖管破銅壞，造成填了嚴(yán)重的牛經(jīng)濟(jì)損失蹈。宇6.憶2澇、點(diǎn)200瘦3展年我公司派采取本項(xiàng)沸技術(shù)措施霧施工的當(dāng)晶地市建委末住宅小禍區(qū)睬8廣棟住宅樓扇工程，均投為低溫地杯板輻射采椅暖地面，莫經(jīng)三個(gè)采疤暖期的運(yùn)刃行考驗(yàn)，悶地面磚未守出現(xiàn)變形餃、空鼓與云開裂