泡沫混凝土實(shí)用生產(chǎn)技術(shù)及其應(yīng)用

泡沫混凝土實(shí)用生產(chǎn)

技術(shù)及其應(yīng)用主要內(nèi)容

一、泡沫混凝土的定義及生產(chǎn)二、泡沫混凝土的發(fā)展歷史三、泡沫混凝土物理力學(xué)特性四、泡沫混凝土對泡沫的技術(shù)要求五、影響泡沫混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的主要因素六、泡沫混凝土的應(yīng)用七、泡沫混凝土質(zhì)量控制和檢測八、泡沫混凝土在浙江省的應(yīng)用實(shí)例

一、泡沫混凝土的定義

及生產(chǎn)

泡沫混凝土是通過發(fā)泡機(jī)的發(fā)泡系統(tǒng)將發(fā)泡劑用機(jī)械方式充分發(fā)泡，并將泡沫與水泥漿和其他外摻材料按一定的比例充分均勻混合，然后經(jīng)過發(fā)泡機(jī)的泵送系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)澆施工，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)所形成的一種含有大量封閉氣孔的輕型填筑材料。

泡沫混凝土是加氣混凝土中的一個(gè)特殊品種,它的孔結(jié)構(gòu)和材料性能都接近于加氣混凝土,他們二者的差別,只是在氣孔形狀和加氣手段之間的差別。加氣混凝土氣孔一般是橢圓形的,而泡沫混凝土受毛細(xì)孔作用的影響,產(chǎn)生變形,形成多面體。加氣混凝土是利用化學(xué)發(fā)氣,通過化學(xué)反應(yīng),由內(nèi)部產(chǎn)生氣體而形成氣孔,泡沫混凝土則是通過機(jī)械制泡的方法,先將發(fā)泡劑制成泡沫,然后再將泡沫加入水泥形成泡沫漿體,再經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)而成。二、泡沫混凝土發(fā)展歷史

泡沫混凝土很早以前在房建領(lǐng)域已經(jīng)得到廣范的應(yīng)用，主要用于屋面的防水保溫隔熱和地面輻射供暖工程。用于交通建設(shè)則是引進(jìn)日本、韓國、德國等國家的先進(jìn)技術(shù)和成熟經(jīng)驗(yàn)后于2003年開始試驗(yàn)施工，先后在中江高速公路、京珠高速公路、301國道內(nèi)蒙古自治區(qū)段、武漢長江大橋橋頭堡加固工程、國家奧林匹克體育場(鳥巢)外圍地下連續(xù)通道工程、河北西部沿海高速、唐津高速公路河北段項(xiàng)目上得到應(yīng)用。隨著人類對環(huán)境保護(hù)問題的重視和國家對建筑節(jié)能的拉動，泡沫混凝土這一集新技術(shù)、環(huán)境保護(hù)、資源合理利用為一身的產(chǎn)品前景將會十分廣闊。

日本名神高速公路的滑塌修復(fù)照片江鶴高速公路路軟基橋臺臺臺背回填國道301內(nèi)蒙古海拉爾爾公鐵立交橋橋臺背減荷回填填奧林匹克公園園市政配套工工程----成府路隧道工工程泡沫混凝凝土回填工程程武漢長江大橋橋橋頭堡減載載換填甘肅金川集團(tuán)團(tuán)公司的井下下充填照片三、泡沫混凝凝土物物理力學(xué)特性性1、輕質(zhì)性在泡沫混凝土土內(nèi)均勻分布布著大量的獨(dú)獨(dú)立閉合膠質(zhì)質(zhì)氣泡，氣泡泡膜是一種具具有較強(qiáng)韌性性的物質(zhì)，氣氣泡之間互不不通水，從而而使材料的容容重可以控制制在3—18kN/m3。2、強(qiáng)度的可調(diào)調(diào)節(jié)性通過調(diào)整水泥泥的種類、摻摻量和氣泡含含有率，泡沫沫混凝土的強(qiáng)強(qiáng)度可在0.3-5.0Mpa的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)節(jié)。3、高流動性泡沫混凝土具具有良好的流流動性，可通通過管道泵送送，實(shí)現(xiàn)垂直直高度100米、水平距離離500米的遠(yuǎn)距離輸輸送。4、固化后的自自立性泡沫混凝土由由于使用水泥泥作為固化劑劑，通常在水水泥初凝后就就會開始固化化自立，固化化后對擋土結(jié)結(jié)構(gòu)物幾乎沒沒有推擠力，，因而可進(jìn)行行垂直填筑,從而可以簡化化防護(hù)、橋臺臺等的設(shè)計(jì)。。5、低彈減震性性好泡沫混凝土的的多孔性使其其具有低的彈彈性模量，從從而使其對沖沖擊載荷具有有良好的吸收收和分散作用用。6、防水性能強(qiáng)強(qiáng)泡沫混凝土具具有相對獨(dú)立立的封閉氣泡泡及良好的整整體性，其透透水系數(shù)為10-5cm/s量級，吸水率率較低，使其其具有一定的的防水性能。。7、耐久性能好好泡沫混凝土屬屬水泥類材料料，具有與水水泥砼材料同同等的耐久性性。8、良好的隔熱熱、隔音效果果及抗凍融性性能泡沫混凝土含含有大量的氣氣泡，其氣泡泡體積含有率率可達(dá)40-70%，導(dǎo)熱系數(shù)小小，具有良好好的隔熱、隔隔音效果及抗抗凍融性能。。9、環(huán)保性能好好泡沫混凝土所所需原料為水水泥和發(fā)泡劑劑，發(fā)泡劑大大都接近中性性，不含苯、、甲醛等有害害物質(zhì)，避免免了環(huán)境污染染和消防隱患患。四、泡沫混凝凝土對泡沫的的技術(shù)要要求泡沫是形成泡泡沫混凝土氣氣孔的基礎(chǔ)，，要獲得符合合技術(shù)要求的的氣孔結(jié)構(gòu)，，就必須得先先有符合技術(shù)術(shù)要求的泡沫沫。對泡沫的的基本技術(shù)要要求有以下5個(gè)方面，缺一一不可：1、泡沫穩(wěn)定性性越高越好，，穩(wěn)泡時(shí)間越越長越好穩(wěn)定性好的泡泡沫，其液膜膜堅(jiān)韌、機(jī)械械強(qiáng)度好，另另外，它有自自我保水性，，可長時(shí)間保保持泡沫液膜膜的厚度和完完整性。2、泡沫越均勻勻越好，泡徑徑應(yīng)大小一致致最大泡徑和最最小泡徑之間間相差不能太太大，可以避避免壓應(yīng)力在在大泡孔處集集中而降低抗抗壓強(qiáng)度。3、泡徑越小越越好，應(yīng)以0.1～1mm為主相同的原料和和配方，相同同的設(shè)備和工工藝，1mm泡徑的泡沫混混凝土的抗壓壓強(qiáng)度，要比比3mm泡徑的泡沫混混凝土，至少少高20%。4、泡沫泌水率率越低越好，，避免使用乳乳狀泡沫主要是保證泡泡沫中的氣泡泡數(shù)量和泡沫沫混凝土的氣氣孔率，也就就是保證泡沫沫混凝土的密密度。5、泡沫對膠凝凝材料沒有負(fù)負(fù)作用膠凝材料是泡泡沫混凝土強(qiáng)強(qiáng)度的主要來來源，泡沫的的加入不能影影響其膠凝性性，也就是不不產(chǎn)生膠凝負(fù)負(fù)作用。五、影響泡沫沫混凝土生生產(chǎn)質(zhì)量的的主要因素發(fā)泡劑、發(fā)泡泡機(jī)、攪拌機(jī)機(jī)和膠凝材料料這四個(gè)要素素是決定泡沫沫混凝土生產(chǎn)產(chǎn)質(zhì)量的主要要因素。1、發(fā)泡劑發(fā)泡劑就是能能使其水溶液液在機(jī)械作用用力引入空氣氣的情況下，，產(chǎn)生大量泡泡沫的一類物物質(zhì)，發(fā)泡劑劑是影響泡沫沫混凝土澆注注穩(wěn)定性的第第一因素，主主要決定了泡泡沫量（發(fā)泡泡倍數(shù)）、泡泡沫的穩(wěn)定性性，和發(fā)泡機(jī)機(jī)共同決定泡泡沫的泌水率率。2、發(fā)泡機(jī)發(fā)泡機(jī)決定了了發(fā)泡劑能否否制成泡沫，，制成的泡沫沫泡徑的大小小和泡沫的均均勻性。3、攪拌機(jī)攪拌機(jī)是水泥泥漿體與泡沫沫混合成為泡泡沫混凝土的的場所，他決決定了施工過過程中混泡的的速度和均勻勻性，影響泡泡沫的穩(wěn)定性性和泡沫存留留率。4、膠凝材料膠凝材料決定定了泡沫混凝凝土的強(qiáng)度，，當(dāng)然和泡沫沫摻量也有很很大關(guān)系。同同時(shí)也影響穩(wěn)穩(wěn)定性，快凝凝膠凝材料的的澆筑穩(wěn)定性性好。六、泡沫混凝凝土的應(yīng)用（一）、用于于軟基路堤的的填筑

（二二）、用于橋橋臺臺背填土土

（三）、、用于道路加加寬

（四））、滑坡路段段路堤的填筑筑

（五）、、陡峭及急轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎地段的填填筑

（六））、隧道坑口口的填筑（（七）、作為為溶巖覆蓋層層表面路堤的的填料

（八八）、作為寒寒冷地區(qū)道路路的隔熱層（（九）、地地下空洞的填填充

（十））、隧道空隙隙的填充（一）用于軟軟基路堤的填填筑各種軟基處理理技術(shù)的比較較泡沫混凝土技技術(shù)的開發(fā)及及在公路建設(shè)設(shè)中的成功應(yīng)應(yīng)用將為軟基基處理提供一一種新的技術(shù)術(shù)手段。其主主要優(yōu)點(diǎn)如下下：（（1）可大幅度地地降低填土荷荷載，減少軟軟基的附加應(yīng)應(yīng)力，抑制軟軟基的沉降和和側(cè)移，提高高路堤的穩(wěn)定定性。（（2）可簡化甚至至取消軟基處處理，簡化軟軟基路堤中地地下結(jié)構(gòu)物的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。。（（3）施工工期短短。（二）、用于橋臺臺背背填土1、橋頭跳車產(chǎn)產(chǎn)生的原因①①不不良地基引起起的沉降②②臺臺背填料自身身壓縮引起的的沉降③③剛?cè)嵬煌蛔円鸬某脸料萏?、采用泡沫混混凝土技術(shù)緩緩解橋頭跳車車問題在橋臺與路基基結(jié)合部之間間填充的楔形形泡沫混凝土土體則可達(dá)到到使橋臺與路路基結(jié)合部附附近沉降曲線線的梯度變化化緩慢化、均均勻化目的。。其優(yōu)點(diǎn)主要要體現(xiàn)在以下下方面：①①可可大幅度度地降低填土土荷載，減少少軟基的附加加應(yīng)力，抑制制軟基的沉降降和側(cè)移，提提高路堤的穩(wěn)穩(wěn)定性。②緩解橋臺與路路基結(jié)合部材材料的剛性突突變；③③徹徹底消除填填料自身的工工后沉降；④④填土自自身能夠自立立，對橋臺結(jié)結(jié)構(gòu)物幾乎沒沒有推擠任用用；⑤⑤施施工工期短。。使用泡沫輕質(zhì)質(zhì)土后的橋基基差異沉降曲曲線（三）、用于道路加寬寬1、在公路的道道路加寬工程程中，大多采采用原路基兩兩側(cè)拼接加寬寬的方式。①①公路加寬就就需要新征土土地。②新加寬的路基基與原路基沉沉降差異，會會導(dǎo)致路面及及路堤兩側(cè)附附近的結(jié)構(gòu)物物被拉裂破壞壞，增加公路路運(yùn)營后的維維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用用。③③路基加加寬施工，需需要運(yùn)入大量量的施工設(shè)備備及材料，會會對已經(jīng)超負(fù)負(fù)荷運(yùn)行公路路交通帶來更更大的壓力。。④④公路加寬寬施工環(huán)境受受限，因而施施工工期長。。2、泡沫混凝土土加寬道路的的主要優(yōu)點(diǎn)泡沫混凝土具具有容重小，，流動性好，，固化后可以以自立等特性性。這種材料料應(yīng)用于道路路加寬時(shí)，主主要有以下一一些優(yōu)點(diǎn)：①①可垂直填土土，節(jié)省用地地、減少拆遷遷，節(jié)省投資資。以5米高的填土路路堤為例，假假設(shè)路堤坡度度為1:1.5，如果從路堤堤坡角內(nèi)側(cè)開開始垂直填土土，單幅路堤堤可增加7.5米的寬寬度，，即單單幅加加寬兩兩個(gè)車車道而而不需需重新新征地地。②在軟基基路段段進(jìn)行行擴(kuò)幅幅填土土?xí)r，，可大大幅度度地降降低填填土荷荷重，，減少少新老老路堤堤的沉沉降差差異。。③③施工工時(shí)不不需機(jī)機(jī)械震震搗和和碾壓壓。④④通通過配配管泵泵送泡泡沫混混凝土土，作作業(yè)面面小，，幾乎乎不影影響現(xiàn)現(xiàn)有交交通。。⑤⑤施工工工期期短，，可使使工程程提前前投入入使用用，給給投資資者帶帶來超超前收收益。。（四））、滑坡路路段路路堤的的填筑筑當(dāng)公路路路線線經(jīng)過過山區(qū)區(qū)滑坡坡體時(shí)時(shí)，常常規(guī)工工法通通常會會增加加滑坡坡體荷荷重，，使滑滑坡體體可能能再次次失穩(wěn)穩(wěn)（如如上圖圖），，需要要對滑滑坡體體進(jìn)行行額外外的抗抗滑處處治；；當(dāng)滑滑坡體體規(guī)模模較大大時(shí)，，設(shè)計(jì)計(jì)上一一般采采用調(diào)調(diào)整線線路避避開滑滑坡體體的方方法來來解決決抗滑滑處理理難題題。如采用用泡沫沫混凝凝土對對滑坡坡體進(jìn)進(jìn)行部部分換換填，，利用用輕質(zhì)質(zhì)性，，使路路基路路面總總荷載載小于于換填填部分分的重重量，，則可可確保?；缕麦w的的穩(wěn)定定（如如上圖圖），，無需需對滑滑坡體體進(jìn)行行處治治，即即使滑滑坡體體規(guī)模模很大大，亦亦無須須調(diào)整整線路路而增增加公公路里里程長長度，，可取取得顯顯著的的技術(shù)術(shù)經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益益和社社會效效益。。（五））、陡峭及及急轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎地地段的的填筑筑1、可減減少填填挖工工程量量2、避免免對原原地形形、地地貌的的破壞壞，消消除工工程的的安全全隱患患3、可縮縮短施施工工工期。。（六））、隧道進(jìn)進(jìn)出口口的處處理隧道進(jìn)進(jìn)出口口的處處理對對環(huán)境境、景景觀的的影響響較大大，應(yīng)應(yīng)盡量采用用零開開挖洞洞口，，淡化化洞口口處理理的方方式。。隧道進(jìn)進(jìn)出口口附近近通常常存在在著偏偏土壓壓、山山體容容易坍坍塌，，給施工工帶來來較大大的不不便。。通常采采用人人工化化的洞洞門結(jié)結(jié)構(gòu)處處理方方式對對進(jìn)出出口進(jìn)進(jìn)行較大面面積的的處理理。工期長長，所所需人人力、、財(cái)力力多，，對進(jìn)進(jìn)出口口附近近的環(huán)環(huán)境景觀破破壞較較大。。在隧道道的進(jìn)進(jìn)出口口處先先期澆澆筑一一定形形狀尺尺寸的的泡沫沫混凝凝土土土塊，，在此此基礎(chǔ)礎(chǔ)上進(jìn)進(jìn)行隧隧道的的進(jìn)出出口開開挖處處理。。1、緩解解隧道道進(jìn)出出口開開挖的的偏圍圍壓壓，避避免山山體坍坍塌。。2、避免免破壞壞自然然山體體形態(tài)態(tài)。盡盡可能能維持持自然然地質(zhì)質(zhì)地理理環(huán)境境平衡衡，環(huán)環(huán)保優(yōu)優(yōu)勢明明顯。。3、泡沫沫混凝凝土填填筑體體可作作為隧隧道進(jìn)進(jìn)出口口的附附屬構(gòu)構(gòu)造景景觀。。4、施工工便捷捷高效效而安安全。。（七））、作作為溶溶巖覆覆蓋層層表面面路堤堤填料料在溶巖巖分布布地區(qū)區(qū)，地地下溶溶洞多多，溶溶洞的的覆蓋蓋層的的情況況較為為復(fù)雜雜。在在這些些地段段覆蓋蓋層上上直接接進(jìn)行行路堤堤的填填筑時(shí)時(shí)，由由于填填土荷荷載的的作用用（特特別是是高填填土路路堤）），有有可能能出現(xiàn)現(xiàn)溶洞洞覆蓋蓋層的的承載載力不不足的的問題題，如如將這這些路路堤改改為橋橋梁，，同樣樣存在在著樁樁基施施工等等難題題。如如果將將原路路堤填填料改改用泡泡沫混混凝土土，則則可為為解決決上述述難題題提供供一種種新的的技術(shù)術(shù)手段段。（八）、、作為寒寒冷地地區(qū)道道路的的隔熱熱層在泡沫沫混凝凝土中中，氣氣泡的的體積積含有有率可可高達(dá)達(dá)40%～70%，氣泡泡的含含有率率大，，不但但容重重小，，減震震性能能好，，而且且導(dǎo)熱熱系數(shù)數(shù)小，，隔熱熱、隔隔音效效果好好，抗抗凍融融性能能強(qiáng)。。當(dāng)用用作寒寒冷地地區(qū)凍凍土與與填土土路堤堤之間間的隔隔熱層層時(shí)，，可較較好地地切斷斷原凍凍土與與外界界的能能量交交換，，起到到隔熱熱保溫溫的效效果，，為解解決寒寒冷地地區(qū)道道路的的凍脹脹病害害提供供一種種新的的技術(shù)術(shù)手段段。（九））、地下空空洞的的填充充在土建建工程程中，，常遇遇到一一些人人、機(jī)機(jī)械設(shè)設(shè)備無無法進(jìn)進(jìn)入但但又不不得不不充分分填充充的特特殊空空間，，如各各種原原因形形成的的地下下空洞洞，形形狀不不規(guī)則則、狹狹窄、、矮小小的建建筑空空隙，，橋頭頭搭板板下的的空洞洞等，，常規(guī)規(guī)的施施工法法常無無法確確保空空洞的的充分分填充充，給給工程程質(zhì)量量帶來來較大大的安安全隱隱患。。泡沫沫混凝凝土具具有良良好的的流動動性、、自硬硬性、、施工工過程程中不不需震震搗和和機(jī)械械碾壓壓作業(yè)業(yè)、施施工后后不需需要養(yǎng)養(yǎng)生等等特點(diǎn)點(diǎn)，為為一些些特殊殊的地地下空空洞的的填充充提供供了一一種較較好的的、新新的技技術(shù)手手段（（圖5）泡沫混混凝土土在涵涵洞背背部填填筑上上應(yīng)用用典型型縱斷斷面（十））、隧道空空隙的的填充充七、質(zhì)質(zhì)量控控制和和檢測測（一））澆注注方式式（二））、單單層澆澆注厚厚度一次澆澆注厚厚度過過大時(shí)時(shí)，由由于泡泡沫混混凝土土自身身重量量的影影響，，深處處的氣氣泡受受到壓壓縮而而使輕輕泡沫沫混凝凝土的的濕容容重有有所增增加。。故原原則上上單層層次澆澆注厚厚度不不宜超超過1.0m，同時(shí)時(shí)考慮慮到單單層澆澆注厚厚度太太薄時(shí)時(shí)消泡泡對泡泡沫混混凝土土容重重的影影響，，原則則上單單層澆澆注厚厚度不不應(yīng)小小于25cm。（三））、澆澆注時(shí)時(shí)間為避免免泡沫沫混凝凝土初初凝后后受到到外力力干擾擾，初初凝固固化后后氣泡泡出現(xiàn)現(xiàn)破裂裂現(xiàn)象象，單單次澆澆注時(shí)時(shí)間應(yīng)應(yīng)以不不超過過水泥泥初凝凝時(shí)間間為控控制標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：：上下下相鄰鄰層位位之間間的澆澆注間間隔時(shí)時(shí)間以以下層層泡沫沫混凝凝土頂頂面可可行人人且不不留腳腳印為為標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，一一般這這個(gè)間間隔時(shí)時(shí)間均均大于于水泥泥終凝凝時(shí)間間。（四））、原原材料料的計(jì)計(jì)量精精度（五））、施施工時(shí)時(shí)的質(zhì)質(zhì)量管管理（六））、固固化后后的質(zhì)質(zhì)量管管理八、泡沫混混凝土土在浙浙江省省的應(yīng)應(yīng)用實(shí)實(shí)例練杭高高速軟軟基處處理-泡沫混混凝土土施工工現(xiàn)場場09省道軟軟基臺臺背回回填諸永高高速K120+030～K120+200段高高邊坡坡坡腳腳滑坡坡（2005年11月16日滑坡坡）諸永高高速公公路滑滑坡路路基填填筑設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)斷