现浇泡沫轻质土施工技术研究

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摘 要：本文主要介绍了新型填筑材料泡沫轻质土的优势，并说明了其在实际应用过程中需要注意的关键环节，并针对施工工艺对设备提出要求，最终提出施工质量控制要素。

关键词：泡沫轻质土、浇筑、施工

中图分类号： TU74文献标识码：A 文章编号：

现浇泡沫轻质土是近年开发的一种新型轻质填土材料，它是指用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，与水泥基胶凝材料、水、外加剂按照一定的比例混合搅拌，并经物理化学作用硬化形成的一种轻质材料。泡沫轻质土与传统的土路基相比较具有沉降量很小的特点，能很好的解决因新老路基沉降不均匀引起的纵向裂缝。

上世纪七、八十年代，日本开始将泡沫轻质土大规模应用于替代填土的工程领域：1987年横滨市内的公路桥维修工程中首次把泡沫轻质土作为填充材料来使用；次年作为道路工程的填土材料使用。此后，随着施工设备及技术标准的不断完善，应用范围迅速扩大，并出版了相关的技术规范。我国于2002年引进并发展了泡沫轻质土技术，目前已在包括北京奥运鸟巢、北京地铁奥运支线、京珠高速公路、汕头中山东路改造、广佛、佛开高速公路拓宽、河北沿海高速公路、广州亚运工程清河东路扩建改造等大量的基础设施建设工程中得到了成功的应用。

泡沫轻质土的优势

泡沫轻质土又称为发泡水泥、泡沫混凝土等，是一种利废、环保、节能、低廉且具有不燃性的新型建筑节能材料。现浇泡沫轻质土由多种介质组成，包括了气体、液体和固体。它属于多孔介质材料，轻质土的轻质性是由其中大量的泡沫空隙形成的，故多孔性是泡沫轻质土最主要的结构特性。从制备到使用的过程中，具有所有水泥类材料的共性即凝结特性。所谓凝结特性，系指该材料具有初凝、终凝时间，属水硬性材料，其强度随龄期的增长而增长。泡沫轻质土在桥台台背回填工程中的优势主要体现在以下几个方面：

（1）可大幅降低填土荷载，减少地基的附加应力，抑制地基的不均匀沉降和侧移，提高路基的稳定性。

（2）可缓解桥台与台背路基的刚性突变。

（3）有效消除填料自身的工后沉降问题。

（4）填料具有自立性，对桥台结构物几乎没有推挤作用。

（5）施工时自动密实，无需振捣和碾压，能有效解决台背压实难问题。

（6）采用泵送施工，不需设置临时便道，几乎不影响现有交通。

（7）施工工期短，对环境无污染，社会经济效益好。

泡沫轻质土制备关键技术

现浇泡沫轻质土制备工艺的各个环节，其共同点在于混合，体现为多种介质、多步骤、多比例的混合特性。

发泡剂稀释

发泡剂稀释环节是根据发泡剂的稀释倍率将发泡剂稀释为发泡液，以便于进行发泡过程中的精确计量。该环节的混合表现为发泡剂与稀释水的混合。

水泥浆搅拌

水泥浆搅拌过程实际上是水泥与水的混合反应过程，控制该过程的是水泥浆配合比及搅拌时间。

泡沫制备

泡沫制备环节是发泡液与压缩空气混合的过程：压缩空气和发泡液在发泡装置中混合，并以发泡液和压缩空气的输送动力为动力，形成一定的泡沫流。该环节的混合比例由发泡剂的发泡倍率或泡沫的标准密度值决定。由于混合介质为气液混合，其控制难度较高，由装备系统的发泡技术、发泡剂性能决定其控制质量，表现为制备的泡沫流是否细腻、泡沫密度是否稳定。

泡沫与水泥浆混合

该过程的混合比例由轻质土的湿密度目标值或者轻质土气泡率决定。该环节的控制，由于包含了气、液、固三种介质，是最难控制的环节；其控制质量是由装备系统的混合技术决定，表现为制备的轻质土密度是否稳定、是否均匀。

综上所述，泡沫轻质土的关键技术为发泡技术、混合技术。

发泡剂

泡沫轻质土的发泡剂性能直接影响泡沫质量，进而影响泡沫轻质土质量。衡量发泡剂性能的检验方法主要有泌水试验和消泡试验，前者表征了泡沫在空气中的稳定性，后者表征了泡沫在水泥浆中的稳定性，两者共同反应了发泡剂的性能。性能优良的发泡剂，其在空气中和水泥浆中的稳定性高，表现为泌水率低，、消泡试验确定的湿密度增加率低。只有低泌水率、湿密度低增加率的发泡剂，制备的泡沫轻质土才有可能实现质量稳定性和均匀性。

泡沫轻质土设备的要求

泡沫轻质土由水泥浆和气泡两大系统组成，两种组分在出料系统中混合最终形成泡沫轻质土。工艺流程如下：

泡沫轻质土的现场制作、输送与浇筑，应采用专用施工设备，且应满足以下要求：

（1）电控系统具有发泡剂、发泡液、压缩空气、泡沫、水泥浆、泡沫轻质土流量实时数显功能，且应集中显示于触摸屏或平板电脑上。

（2）泡沫制备、水泥浆输送、泡沫轻质土制备与输送的产能应满足下表要求：

表1 设备产能要求表

（3）发泡装置应具有发泡剂自动稀释功能。

（4）水泥浆输送泵必须为定流量泵。

（5）严禁采用泡沫混凝土或发泡水泥设备替代泡沫轻质土专用设备施工。

质量控制

（1）泡沫轻质土浇筑施工前，应确保基底无积水、无松软土；基底土层应进行必要的碾压处理，压实度应不低于85%。

（2）泡沫轻质土单层浇筑厚度按2/3m控制；同意区段上下相邻浇筑层，当施工气温不低于15℃，最短浇筑间隔时间可按8~12小时控制，否则，浇筑间隔时间不低于2d。

（3）泡沫轻质土单个浇筑层的浇筑施工时间应控制在水泥浆初凝时间内。

（4）浇筑过程中，当需要移动浇筑管时，应沿浇筑管放置的方向前后移动，而不宜左右移动浇筑管；如确实需要左右移动浇筑管，则应将浇筑管尽可能提出当前已浇筑轻质土表面再移动，

（5）进行扫平表面时，应尽量使浇筑口保持水平，并使浇筑口离当前浇筑轻质土表面尽可能低。

（6）尽量减少在已浇完尚未固化的轻质土里来回走动。

（7）对于路床部分的轻质土，每层浇筑完毕后应采用塑料薄膜进行覆盖保湿养护；最后一层浇筑完毕后，养护龄期不低于7d。

（8）泡沫轻质土外侧包边土施工仅当路床部位泡沫轻质土强度不低于0.4MPa时方可展开。

（9）在施工过程中，发现泡沫轻质土一次浇筑长度过长，容易导致泡沫轻质土表面出现裂缝。项目部通过对模板支设方式的调整，将泡沫轻质土一次浇筑区间从20m缩短至10m，部分桥头高差较大段落缩短至5m。通过对模板的调整使泡沫轻质土表面的裂缝得到很好的改善。

参考文献

[1]《现浇泡沫轻质土技术规程》（CECS 249），中国工程建设协会标准，2008.

[2]郝万喜，杨波，吴立坚等.气泡混合轻质土在寒区道路中的应用[J].内蒙古公路与运输，2005

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[4]平，气泡轻质填土新技术[M].北京:人民交通出版社，2004年10月.