泡沫混凝土实用生产技术及其应用

泡沫混凝土实用生产

技术及其应用主要内容

一、泡沫混凝土的定义及生产二、泡沫混凝土的发展历史三、泡沫混凝土物理力学特性四、泡沫混凝土对泡沫的技术要求五、影响泡沫混凝土生产质量的主要因素六、泡沫混凝土的应用七、泡沫混凝土质量控制和检测八、泡沫混凝土在浙江省的应用实例

一、泡沫混凝土的定义

及生产

泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆和其他外掺材料按一定的比例充分均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的轻型填筑材料。

泡沫混凝土是加气混凝土中的一个特殊品种,它的孔结构和材料性能都接近于加气混凝土,他们二者的差别,只是在气孔形状和加气手段之间的差别。加气混凝土气孔一般是椭圆形的,而泡沫混凝土受毛细孔作用的影响,产生变形,形成多面体。加气混凝土是利用化学发气,通过化学反应,由内部产生气体而形成气孔,泡沫混凝土则是通过机械制泡的方法,先将发泡剂制成泡沫,然后再将泡沫加入水泥形成泡沫浆体,再经自然养护而成。二、泡沫混凝土发展历史

泡沫混凝土很早以前在房建领域已经得到广范的应用，主要用于屋面的防水保温隔热和地面辐射供暖工程。用于交通建设则是引进日本、韩国、德国等国家的先进技术和成熟经验后于2003年开始试验施工，先后在中江高速公路、京珠高速公路、301国道内蒙古自治区段、武汉长江大桥桥头堡加固工程、国家奥林匹克体育场(鸟巢)外围地下连续通道工程、河北西部沿海高速、唐津高速公路河北段项目上得到应用。随着人类对环境保护问题的重视和国家对建筑节能的拉动，泡沫混凝土这一集新技术、环境保护、资源合理利用为一身的产品前景将会十分广阔。

日本名神高速公路的滑塌修复照片江鹤高速公路路软基桥台台台背回填国道301内蒙古海拉尔尔公铁立交桥桥台背减荷回填填奥林匹克公园园市政配套工工程----成府路隧道工工程泡沫混凝凝土回填工程程武汉长江大桥桥桥头堡减载载换填甘肃金川集团团公司的井下下充填照片三、泡沫混凝凝土物物理力学特性性1、轻质性在泡沫混凝土土内均匀分布布着大量的独独立闭合胶质质气泡，气泡泡膜是一种具具有较强韧性性的物质，气气泡之间互不不通水，从而而使材料的容容重可以控制制在3—18kN/m3。2、强度的可调调节性通过调整水泥泥的种类、掺掺量和气泡含含有率，泡沫沫混凝土的强强度可在0.3-5.0Mpa的范围内调节节。3、高流动性泡沫混凝土具具有良好的流流动性，可通通过管道泵送送，实现垂直直高度100米、水平距离离500米的远距离输输送。4、固化后的自自立性泡沫混凝土由由于使用水泥泥作为固化剂剂，通常在水水泥初凝后就就会开始固化化自立，固化化后对挡土结结构物几乎没没有推挤力，，因而可进行行垂直填筑,从而可以简化化防护、桥台台等的设计。。5、低弹减震性性好泡沫混凝土的的多孔性使其其具有低的弹弹性模量，从从而使其对冲冲击载荷具有有良好的吸收收和分散作用用。6、防水性能强强泡沫混凝土具具有相对独立立的封闭气泡泡及良好的整整体性，其透透水系数为10-5cm/s量级，吸水率率较低，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属属水泥类材料料，具有与水水泥砼材料同同等的耐久性性。8、良好的隔热热、隔音效果果及抗冻融性性能泡沫混凝土含含有大量的气气泡，其气泡泡体积含有率率可达40-70%，导热系数小小，具有良好好的隔热、隔隔音效果及抗抗冻融性能。。9、环保性能好好泡沫混凝土所所需原料为水水泥和发泡剂剂，发泡剂大大都接近中性性，不含苯、、甲醛等有害害物质，避免免了环境污染染和消防隐患患。四、泡沫混凝凝土对泡沫的的技术要要求泡沫是形成泡泡沫混凝土气气孔的基础，，要获得符合合技术要求的的气孔结构，，就必须得先先有符合技术术要求的泡沫沫。对泡沫的的基本技术要要求有以下5个方面，缺一一不可：1、泡沫稳定性性越高越好，，稳泡时间越越长越好稳定性好的泡泡沫，其液膜膜坚韧、机械械强度好，另另外，它有自自我保水性，，可长时间保保持泡沫液膜膜的厚度和完完整性。2、泡沫越均匀匀越好，泡径径应大小一致致最大泡径和最最小泡径之间间相差不能太太大，可以避避免压应力在在大泡孔处集集中而降低抗抗压强度。3、泡径越小越越好，应以0.1～1mm为主相同的原料和和配方，相同同的设备和工工艺，1mm泡径的泡沫混混凝土的抗压压强度，要比比3mm泡径的泡沫混混凝土，至少少高20%。4、泡沫泌水率率越低越好，，避免使用乳乳状泡沫主要是保证泡泡沫中的气泡泡数量和泡沫沫混凝土的气气孔率，也就就是保证泡沫沫混凝土的密密度。5、泡沫对胶凝凝材料没有负负作用胶凝材料是泡泡沫混凝土强强度的主要来来源，泡沫的的加入不能影影响其胶凝性性，也就是不不产生胶凝负负作用。五、影响泡沫沫混凝土生生产质量的的主要因素发泡剂、发泡泡机、搅拌机机和胶凝材料料这四个要素素是决定泡沫沫混凝土生产产质量的主要要因素。1、发泡剂发泡剂就是能能使其水溶液液在机械作用用力引入空气气的情况下，，产生大量泡泡沫的一类物物质，发泡剂剂是影响泡沫沫混凝土浇注注稳定性的第第一因素，主主要决定了泡泡沫量（发泡泡倍数）、泡泡沫的稳定性性，和发泡机机共同决定泡泡沫的泌水率率。2、发泡机发泡机决定了了发泡剂能否否制成泡沫，，制成的泡沫沫泡径的大小小和泡沫的均均匀性。3、搅拌机搅拌机是水泥泥浆体与泡沫沫混合成为泡泡沫混凝土的的场所，他决决定了施工过过程中混泡的的速度和均匀匀性，影响泡泡沫的稳定性性和泡沫存留留率。4、胶凝材料胶凝材料决定定了泡沫混凝凝土的强度，，当然和泡沫沫掺量也有很很大关系。同同时也影响稳稳定性，快凝凝胶凝材料的的浇筑稳定性性好。六、泡沫混凝凝土的应用（一）、用于于软基路堤的的填筑

（二二）、用于桥桥台台背填土土

（三）、、用于道路加加宽

（四））、滑坡路段段路堤的填筑筑

（五）、、陡峭及急转转弯地段的填填筑

（六））、隧道坑口口的填筑（（七）、作为为溶岩覆盖层层表面路堤的的填料

（八八）、作为寒寒冷地区道路路的隔热层（（九）、地地下空洞的填填充

（十））、隧道空隙隙的填充（一）用于软软基路堤的填填筑各种软基处理理技术的比较较泡沫混凝土技技术的开发及及在公路建设设中的成功应应用将为软基基处理提供一一种新的技术术手段。其主主要优点如下下：（（1）可大幅度地地降低填土荷荷载，减少软软基的附加应应力，抑制软软基的沉降和和侧移，提高高路堤的稳定定性。（（2）可简化甚至至取消软基处处理，简化软软基路堤中地地下结构物的的结构设计。。（（3）施工工期短短。（二）、用于桥台台背背填土1、桥头跳车产产生的原因①①不不良地基引起起的沉降②②台台背填料自身身压缩引起的的沉降③③刚柔突突变引起的沉沉陷跳车2、采用泡沫混混凝土技术缓缓解桥头跳车车问题在桥台与路基基结合部之间间填充的楔形形泡沫混凝土土体则可达到到使桥台与路路基结合部附附近沉降曲线线的梯度变化化缓慢化、均均匀化目的。。其优点主要要体现在以下下方面：①①可可大幅度度地降低填土土荷载，减少少软基的附加加应力，抑制制软基的沉降降和侧移，提提高路堤的稳稳定性。②缓解桥台与路路基结合部材材料的刚性突突变；③③彻彻底消除填填料自身的工工后沉降；④④填土自自身能够自立立，对桥台结结构物几乎没没有推挤任用用；⑤⑤施施工工期短。。使用泡沫轻质质土后的桥基基差异沉降曲曲线（三）、用于道路加宽宽1、在公路的道道路加宽工程程中，大多采采用原路基两两侧拼接加宽宽的方式。①①公路加宽就就需要新征土土地。②新加宽的路基基与原路基沉沉降差异，会会导致路面及及路堤两侧附附近的结构物物被拉裂破坏坏，增加公路路运营后的维维修养护费用用。③③路基加加宽施工，需需要运入大量量的施工设备备及材料，会会对已经超负负荷运行公路路交通带来更更大的压力。。④④公路加宽宽施工环境受受限，因而施施工工期长。。2、泡沫混凝土土加宽道路的的主要优点泡沫混凝土具具有容重小，，流动性好，，固化后可以以自立等特性性。这种材料料应用于道路路加宽时，主主要有以下一一些优点：①①可垂直填土土，节省用地地、减少拆迁迁，节省投资资。以5米高的填土路路堤为例，假假设路堤坡度度为1:1.5，如果从路堤堤坡角内侧开开始垂直填土土，单幅路堤堤可增加7.5米的宽宽度，，即单单幅加加宽两两个车车道而而不需需重新新征地地。②在软基基路段段进行行扩幅幅填土土时，，可大大幅度度地降降低填填土荷荷重，，减少少新老老路堤堤的沉沉降差差异。。③③施工工时不不需机机械震震捣和和碾压压。④④通通过配配管泵泵送泡泡沫混混凝土土，作作业面面小，，几乎乎不影影响现现有交交通。。⑤⑤施工工工期期短，，可使使工程程提前前投入入使用用，给给投资资者带带来超超前收收益。。（四））、滑坡路路段路路堤的的填筑筑当公路路路线线经过过山区区滑坡坡体时时，常常规工工法通通常会会增加加滑坡坡体荷荷重，，使滑滑坡体体可能能再次次失稳稳（如如上图图），，需要要对滑滑坡体体进行行额外外的抗抗滑处处治；；当滑滑坡体体规模模较大大时，，设计计上一一般采采用调调整线线路避避开滑滑坡体体的方方法来来解决决抗滑滑处理理难题题。如采用用泡沫沫混凝凝土对对滑坡坡体进进行部部分换换填，，利用用轻质质性，，使路路基路路面总总荷载载小于于换填填部分分的重重量，，则可可确保保滑坡坡体的的稳定定（如如上图图），，无需需对滑滑坡体体进行行处治治，即即使滑滑坡体体规模模很大大，亦亦无须须调整整线路路而增增加公公路里里程长长度，，可取取得显显著的的技术术经济济效益益和社社会效效益。。（五））、陡峭及及急转转弯地地段的的填筑筑1、可减减少填填挖工工程量量2、避免免对原原地形形、地地貌的的破坏坏，消消除工工程的的安全全隐患患3、可缩缩短施施工工工期。。（六））、隧道进进出口口的处处理隧道进进出口口的处处理对对环境境、景景观的的影响响较大大，应应尽量采用用零开开挖洞洞口，，淡化化洞口口处理理的方方式。。隧道进进出口口附近近通常常存在在着偏偏土压压、山山体容容易坍坍塌，，给施工工带来来较大大的不不便。。通常采采用人人工化化的洞洞门结结构处处理方方式对对进出出口进进行较大面面积的的处理理。工期长长，所所需人人力、、财力力多，，对进进出口口附近近的环环境景观破破坏较较大。。在隧道道的进进出口口处先先期浇浇筑一一定形形状尺尺寸的的泡沫沫混凝凝土土土块，，在此此基础础上进进行隧隧道的的进出出口开开挖处处理。。1、缓解解隧道道进出出口开开挖的的偏围围压压，避避免山山体坍坍塌。。2、避免免破坏坏自然然山体体形态态。尽尽可能能维持持自然然地质质地理理环境境平衡衡，环环保优优势明明显。。3、泡沫沫混凝凝土填填筑体体可作作为隧隧道进进出口口的附附属构构造景景观。。4、施工工便捷捷高效效而安安全。。（七））、作作为溶溶岩覆覆盖层层表面面路堤堤填料料在溶岩岩分布布地区区，地地下溶溶洞多多，溶溶洞的的覆盖盖层的的情况况较为为复杂杂。在在这些些地段段覆盖盖层上上直接接进行行路堤堤的填填筑时时，由由于填填土荷荷载的的作用用（特特别是是高填填土路路堤）），有有可能能出现现溶洞洞覆盖盖层的的承载载力不不足的的问题题，如如将这这些路路堤改改为桥桥梁，，同样样存在在着桩桩基施施工等等难题题。如如果将将原路路堤填填料改改用泡泡沫混混凝土土，则则可为为解决决上述述难题题提供供一种种新的的技术术手段段。（八）、、作为寒寒冷地地区道道路的的隔热热层在泡沫沫混凝凝土中中，气气泡的的体积积含有有率可可高达达40%～70%，气泡泡的含含有率率大，，不但但容重重小，，减震震性能能好，，而且且导热热系数数小，，隔热热、隔隔音效效果好好，抗抗冻融融性能能强。。当用用作寒寒冷地地区冻冻土与与填土土路堤堤之间间的隔隔热层层时，，可较较好地地切断断原冻冻土与与外界界的能能量交交换，，起到到隔热热保温温的效效果，，为解解决寒寒冷地地区道道路的的冻胀胀病害害提供供一种种新的的技术术手段段。（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、机机械设设备无无法进进入但但又不不得不不充分分填充充的特特殊空空间，，如各各种原原因形形成的的地下下空洞洞，形形状不不规则则、狭狭窄、、矮小小的建建筑空空隙，，桥头头搭板板下的的空洞洞等，，常规规的施施工法法常无无法确确保空空洞的的充分分填充充，给给工程程质量量带来来较大大的安安全隐隐患。。泡沫沫混凝凝土具具有良良好的的流动动性、、自硬硬性、、施工工过程程中不不需震震捣和和机械械碾压压作业业、施施工后后不需需要养养生等等特点点，为为一些些特殊殊的地地下空空洞的的填充充提供供了一一种较较好的的、新新的技技术手手段（（图5）泡沫混混凝土土在涵涵洞背背部填填筑上上应用用典型型纵断断面（十））、隧道空空隙的的填充充七、质质量控控制和和检测测（一））浇注注方式式（二））、单单层浇浇注厚厚度一次浇浇注厚厚度过过大时时，由由于泡泡沫混混凝土土自身身重量量的影影响，，深处处的气气泡受受到压压缩而而使轻轻泡沫沫混凝凝土的的湿容容重有有所增增加。。故原原则上上单层层次浇浇注厚厚度不不宜超超过1.0m，同时时考虑虑到单单层浇浇注厚厚度太太薄时时消泡泡对泡泡沫混混凝土土容重重的影影响，，原则则上单单层浇浇注厚厚度不不应小小于25cm。（三））、浇浇注时时间为避免免泡沫沫混凝凝土初初凝后后受到到外力力干扰扰，初初凝固固化后后气泡泡出现现破裂裂现象象，单单次浇浇注时时间应应以不不超过过水泥泥初凝凝时间间为控控制标标准：：上下下相邻邻层位位之间间的浇浇注间间隔时时间以以下层层泡沫沫混凝凝土顶顶面可可行人人且不不留脚脚印为为标准准，一一般这这个间间隔时时间均均大于于水泥泥终凝凝时间间。（四））、原原材料料的计计量精精度（五））、施施工时时的质质量管管理（六））、固固化后后的质质量管管理八、泡沫混混凝土土在浙浙江省省的应应用实实例练杭高高速软软基处处理-泡沫混混凝土土施工工现场场09省道软软基台台背回回填诸永高高速K120+030～K120+200段高高边坡坡坡脚脚滑坡坡（2005年11月16日滑坡坡）诸永高高速公公路滑滑坡路路基填填筑设设计计断