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摘要:泡沫轻质土是近几年一种由国外引进的新型轻质材料,采用泡沫轻质土对软基路段进行重新回填,可确保路基的稳定。本文分析泡沫轻质土的概念,特点,优势,对该工艺的质量控制措施进行分析,为我国的泡沫轻质土施工技术的发展带来帮助。
关键词:公路;泡沫;轻质土;施工技术
泡沫轻质土是我国从国外引进的一种新型材料,具有轻质高强、节能利废、冲击能量吸收等良好的工程特性,应用于高等级公路、地铁等基础设施建设,对于降低高填方段、地铁隧道、地下通道等回填荷载具有重要意义。同时,还能降低工程造价,减少后期维修费用,提升道桥工程综合经济和社会效益。
一、泡沫轻质土定义
泡沫轻质土又称泡沫轻质混凝土,主要是利用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入由水泥、粉煤灰、水等材料制成的浆料中,经均匀混合后浇筑成型,并采取措施将其制成多孔轻质材料。与常规混凝土材料相比,其内部含有大量封闭孔隙,在实际应用中具有隔热、保温、轻质、耐火等特点。对于材料在建筑工程建设中的应用,可以作为保温隔热现浇混凝土墙体材料,或者预制成轻质隔墙板与砌块,还可以作为建筑工程地基补偿、屋面、地面以及保护层等施工。
二、泡沫轻质土特性
1、泡沫轻质土应用特点
泡沫轻质土的主要特点是在混凝土内部形成大量封闭的泡沫孔,从而使混凝土具有轻质性和隔热性,属于泡状绝热材料。第一,质量轻强度大。泡沫轻质土密度250—600kg/m3,从而能有效减轻建筑荷载;第二,隔音防火性高。泡沫混凝土为多孔材质,具有良好的吸音隔音效果,将其应用到建筑楼层外墙,可以减少噪音对人们生活的影响。且制造泡沫混凝土的所有原材料均为无机材料,可燃性低,具有更好的防火效果,提高建筑后期运营安全性;第三,施工便捷。由于
占用场地小,机械直接输送,不受场地大小、距离长短限制,施工灵活方便;第四,节约投资。泡沫混凝土可对粉煤灰及炼铁矿渣等废物材料进行充分利用;其自重轻,用于楼面能够减轻楼面荷载,相应能减少建筑物对钢筋的使用量;屋面找坡层、保温隔热层的功能可以由泡沫轻质土代替。
2、泡沫轻质土特性
第一,轻质性。泡沫轻质土内含有大量的微小气泡群,容重可通过调整土体中的气泡和固化剂的含量,可以按照需要使其容重在5~16kg/m3内,减轻结构层质量,减少沉降。第二,良好的施工性。
良好的流动性和固化后的自立性,不需振捣和碾压作业,可进行远距离或在小空间内施工。而泡沫轻质土中混有大量的气泡群,成品的体积可达到材料体积的3倍以上;第三,耐久性。属水泥类材料,与高分子材料相比,其耐久性、耐热及抗油污能力强,具有水泥材料同等的耐久性。
三、泡沫轻质土的应用优势
泡沫轻质土以其节能、环保等性能,在公路工程中的应用越来越广泛。具体表现在以下几个方面:第一,成本低。泡沫轻质土不仅能够在厂内生产符合工程需要的制品,还能根据工程需要,在施工现场直接现浇制品,且制作时可通过水泥发泡剂进行自动化作业,减少了大量的人力、物力支出;第二,整体性能好。泡沫轻质土,密度较小,在公路工程中代替普通混凝土,可有效提高构建的承载能力;泡沫轻质土保温隔热性能良好,比普通混凝土高出10~20倍,节能效果显著;隔音耐火性能佳,泡沫混凝土属于无机材料,耐热度高,不会出现热分解现象,且使用寿命长,避免公路工程保温失效的情况出现。此外,泡沫混凝土还具有优异的双抗震性能,泡沫混凝土中的钢结构属软性结构,延展性能良好,能够有效吸收地震产生的能力,加之泡沫混凝土气孔壁能够消耗由地震波产的冲击能量,抗震效果十分理想;第三,节能、环保。水泥和发泡剂是轻质土的主要原料,其中发泡剂大都接近中性,不含苯、甲醛等有害物质,避免了环境污染和消防隐患,实现了经济效益与环境效益的有机统一。
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四、公路泡沫轻质土施工技术
1、路基反开挖
在浇筑泡沫轻质土之前必须做好防水、排水工程,按照图纸尺寸的要求对现场放养后,进行路基反开挖,泡沫轻质土路堤底部台阶坡面放坡开挖尽可能做到精细,要求每开挖一级即对放坡面进行平处理。然后在轻质土施工前,对轻质土基底进行碾压,确保基底路基土压实度不低于90%,需要考虑到工程直立挡土墙可以自身稳定,而泡沫轻质土固化后对挡土墙无推挤力,反开挖时挡土墙予以保留,原排水系统不变。泡沫轻质土施工保护面板利用原来砌筑的直立式挡土墙。
2、发泡、搅拌、泵送
泡沫轻质土的在水泥、水充分混合成浆状之后,通过发泡装置产生的气泡加入其中而成。注意保证浆物混合均匀,并尽量做到迅速混合,杜绝使用超过发泡时间的气泡群。泡沫轻质土是由管道或直接泵送。泡沫轻质土中的气泡在由管道或泵管输送的过程中消解量极小,但如果使用预拌砼车和翻斗车进行输送,由于输送过程中的振动使得气泡消解,湿润度、空气含量将发生变化,流动性也降低。根据工程的特点,拟采用泵管输送。从泡沫轻质土的原料来看,考虑材料分离、气泡的稳定性等损耗。为保证泡沫轻质土的稳定性,施工场所的距离设在300m以内。
3、浇筑
泡沫轻质土中气泡既有独立细微的特点也具有分散性。因此,施工过程中要避免过度振动。考虑到气泡的消解及材料分离的限度,其浇筑方法。若不得已使用导槽浇筑时,要仔细留意,保证泡沫轻质土的质量过关。由于气泡遇雨会大幅消解,要避免雨天施工。填筑泡沫轻质土时,由于其自身重量的影响,会压缩气泡和消泡。因此,填筑后的泡沫轻质土有时会出现紧缩而导致湿容重增加的情况,浇筑厚度一般控制在0.25~1m。
4、填层
在将泡沫轻质土应用到建筑工程中时,一般会选择应用可弯曲软管,这样能够提高材料应用适应性。可以将泡沫轻质土用于贫轻质土土填层施工。如果建筑工程对隔热性要求不十分严格,应用密度为1200kg/m3左右贫混凝土填层便可满足施工要求,其中要将填层厚度控制在0.05m左右。如果对隔热性要求严格的建筑工程,便可以选择应用密度为500kg/m3的贫混凝土填层处理,且厚度需要控制在0.1~0.2m左右。
5、墙板
利用材料质量轻特点,可以将其加工制造成墙板材料,在保证施工效果的同时,降低作业难度。目前主要用于建筑物分户和分室隔墙的材料为GRC轻质墙板,虽然性能效果良好,但是墙板制作原材料价格较高,并不利于大范围推广应用。而泡沫轻质土墙板的应用,只需要采用GRC隔墙板生产工艺与固体泡沫剂、泡沫水泥,便能够开发出泡沫混凝土轻质墙板生产技术,在具有良好施工效果的同时,大幅度降低了制作成本。
6、施工质量
6.1框架结构墙板
为满足人们对建筑工程功能的多方面需求,需要结合实际情况对建筑结构进行设计。其中框架结构作为重要部分,除了要降低结构自重外,还需要控制其成本,因此可以选择泡沫轻质土作为主要材料,保证结构功能与效果,提高结构隔热防火性能。
6.2地质填充
受土地资源限制,很多建筑工程在施工时,将要面对特殊的地质环境,为提高地基施工效果,需要重点做好地基轻质土填层控制,提高地基结构稳定性。根据地质实际情况,制作泡沫轻质土材料,如果保温隔热要求高,则应选择大密度泡沫轻质土;如果保温隔热要求较低,则应选择小密度泡沫轻质土材料。在填充时,要根据施工要求,合理设计填层厚度。
结束语 综上所述,泡沫轻质土是一种新型环保的节能材料,具有良好的性能,将其应用到建筑工程建设中,具有更多优势。需要根据其特点与工程建设要求,确定应用方向,结合实际情况确定制作方式,提高材料制作技术水平,提高其实际应用效果。
参考文献:
[1]姚进.泡沫轻质土在道路工程中的应用[J].城市道桥与防洪,2012(08)
[2]闭祖彰.泡沫轻质土在公路工程中的应用[J].中国新技术新产品.2012(03)
[3]杨良雄.泡沫轻质土技术在某公路扩建工程路基施工中的应用[J].中国新技术新产品,2016(23)
论文作者:陈三政
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/10
标签:轻质论文; 泡沫论文; 混凝土论文; 材料论文; 气泡论文; 发泡剂论文; 建筑工程论文; 《基层建设》2017年第15期论文;