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泡沫轻质土充填技术及应用分析

2018-03-29

四川水泥 2018年1期
关键词:铝酸盐发泡剂轻质

(中交三航二公司金山G320-1标项目部, 上海 200122)

引言

泡沫轻质土是一种新型科技工程材料,属于轻质材料的一种。由于其表观密度较低、强度较高,相对于良好的土体来说,泡沫轻质土性能更优,且可施工性更强。同时,由于泡沫轻质土具有良好的水硬性和流动性,在实际施工过程中运用十分广泛。随着技术的进步,泡沫轻质土的应用前景必将十分广泛。在实际施工过程中,施工企业首先应该对泡沫轻质土的原材料以及基本性能进行一定的了解,明确其优缺点,然后熟悉泡沫轻质土在实际施工过程中的运用,在确保施工质量的同时,也充分发挥泡沫轻质土的功效。

1.泡沫轻质土原材料及制作

所谓泡沫轻质土就是指利用发泡剂溶液制备泡沫,然后将这些泡沫与水、水泥基胶凝材料以及其他骨料、外加剂等混合在一起,形成硬化材料的一种物理轻质材料。国家对于泡沫轻质土的制作制定了相关的规范和标准。首先,泡沫轻质土制作过程中运用的硅酸盐水泥必须符合国家颁布的《通 用 硅 酸 盐 水 泥》GB175—2007规定,确保硅酸盐水泥的质量,从而保证泡沫轻质土质量。其次,泡沫轻质土制作过程中运用的铁铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥必须符合国家颁布的《快硬硫铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥》JC933—2003 规定,确保铁铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥的质量,从而保证泡沫轻质土质量。第三,在矿山采空区填充时,需要用到一些特殊的水泥基胶凝材料,施工人员在进行材料的选取过程中,应该充分参考当地掺合料、骨料以及水质情况,对选取的材料进行试验,确保材料质量能够符合施工要求。第四,制作泡沫轻质土的骨料应该保证其粒径,通常情况下需要保证在5mm以下。

除了上述这些材料,掺合料也是制作泡沫轻质土的重要材料,因此,泡沫轻质土的掺合料也应该满足相关标准。首先,粉煤灰是泡沫轻质土当中的重要掺合料,在材料的选取方面必须符合国家颁布的《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596—2005 规定。其次,磨细矿渣粉。磨细矿渣粉是泡沫轻质土当中的重要掺合料,在材料的选取方面必须符合国家颁布的《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB /T18046—2008规定。

外加剂是保证泡沫轻质土质量的重要添加剂,其选用标准应该根据《混凝土外加剂》GB8076—2008 规定的相关条例,选取质量过关,不会对泡沫轻质土性能产生影响的优良外加剂。

发泡剂是泡沫轻质土制作的重要原材料,也是制备泡沫的主要材料。发泡剂的质量对泡沫轻质土的质量有着至关重要的影响,因此,在发泡剂的选择过程中,应该符合相关标准。首先,发泡剂应该环保健康,不会对环境产生污染。通常情况下应该采用界面活性类发泡剂。其次,当温度上升至 0摄氏度以上时,发泡剂不会出现离析现象从而影响泡沫轻质土的质量。第三,在进行发泡剂稀释时,倍率应该大于一百。第四,在使用发泡剂制备泡沫时,应该充分考虑泡沫的密度,一般情况下,泡沫的密度可以保持在每立方米40千克到60千克之间。第五,在制备泡沫时,应该保证泡沫的细密,在经过消泡实验后,泡沫的湿密度应该小于10%。

综上所述,想要制作泡沫轻质土,首先应该加入胶凝材料、骨料、掺合料、水泥砂浆,然后加入泡沫进行混合,得到泡沫轻质土。

2.泡沫轻质土的优点

相较于普通土体来说,泡沫轻质土具有许多优点,能够在施工过程中发挥巨大的作用。首先,泡沫轻质土具有轻质性。其容重可以控制在每立方米 5千牛到15千牛之间。其次,强度和密度的可调节性。泡沫轻质土主要是通过泡沫和胶凝材料、骨料、掺合料等混合而成,因此其密度和强度可以根据工程的需求,通过调节不同材料的混合比来实现强度和密度的调节。第三,良好的施工性。泡沫轻质土可以采用管路泵送的方式进行现场浇筑,对浇筑空间要求不高,因此施工性十分好。第四,硬化性能好。当泡沫轻质土硬化后,可以垂直填筑,具有较强的硬化性。第五,良好的耐久性。泡沫轻质土是水泥类材料的一种,具有环保耐久等优点。

3.泡沫轻质土的特性

3.1 密度

泡沫轻质土是通过各种材料与泡沫混合制作而成,因此其密度可以根据增减混合料进行相应的调节。在实际施工过程中,施工技术人员可以根据现场施工需求对泡沫轻质土的密度进行调控。通常,实际施工过程中需要用到的密度在每立方米500千克到1300千克之间。其他各材料的密度分别是:基层每立方米2300千克、常规填土每立方米1800千克到2000千克、混凝土每立方米2500千克、聚苯乙烯泡沫每立方米200到300千克、粉煤灰每立方米1200千克到1600千克。如果实际施工过程中出现单层浇筑厚度比较大的情况,由于泡沫底部压缩变形,可能会出现表观密度增大的情况,需要根据实际情况进行调节。

3.2 强度

高强度是泡沫轻质土的另一重要特性,由于泡沫轻质土的制作原理,因此,其强度也可以进行相应的调节。当实际施工过程需要的轻度不大时,可以适当增加气泡率,相反,当实际施工过程中需要保证泡沫轻质土的强度时,应该适当减少气泡率。随着气泡率的增加,泡沫轻质土强度逐渐降低。当必须保证气泡率的情况下,还可以根据含砂率进行强度调节,通常情况下,其他条件一致,含砂率越高其强度越低。

3.3 耐久性

耐久性是泡沫轻质土的物理性质,通常情况下,检验泡沫轻质土耐久性的主要方法是列出影响耐久性的因素,进行一一验证。通常情况下,影响泡沫轻质土耐久性的因素包括干湿、冻融、渗透性、吸水性、外部循环荷载等,通过试验发现,干湿、冻融等对泡沫轻质土的抗压轻度基本无影响。但想要做好泡沫轻质土的养护,还应该保证其最适宜的干湿度。泡沫轻质土的渗透性和吸水性普遍偏低,一般来说,渗透系数为10-3~ 10-5cm / s,最大稳定吸水率不超过10% 。外部循环荷载是影响泡沫轻质土耐久性的重要因素,可以通过试验的方式,对泡沫轻质土的疲劳寿命进行测试,保证其满足施工要求。

4.泡沫轻质土的应用

由于泡沫轻质土具有良好的性能,相较于普通土体来说,不但强度、密度、可施工性较强,而且具备良好的耐久性,在日常生活中运用十分广泛。包括道路拓宽、管道周边充填、减荷换填施工、溶洞空洞填充等。在不同的工程领域,对于泡沫轻质土的要求自然有所不同,因此,施工技术人员应该充分掌握泡沫轻质土的性能、制作方式等,然后根据现场不同的施工环境,选取相应的泡沫轻质土进行浇筑,确保施工质量。

5.结语

综上所述,泡沫轻质土属于新型科技工程材料,具有较高的强度、水硬性以及施工性,是一种适用性广、发展空间大的新型科技工程材料。随着科学技术的发展,泡沫轻质土在实际施工过程中的运用越来越广泛。

[1]陈忠平,孙仲均,钱争晖. 泡沫轻质土充填技术及应用[J]. 施工技术,2011,10:74-76.

[2]庄伟,谭奎. 泡沫轻质土的应用和技术改进[J]. 江西建材,2016,10:100+102.

[3]陈忠平,孙仲均,钱争晖. 泡沫轻质土充填技术及应用[A]. 《施工技术》杂志社、宁波市土木建筑学会、浙江省二建建设集团有限公司、宁波建工股份有限公司.第二届全国地下、水下工程技术交流会论文集[C].《施工技术》杂志社、宁波市土木建筑学会、浙江省二建建设集团有限公司、宁波建工股份有限公司:,2011:3.

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