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泡沫轻质土充填技术的应用研究

2020-06-24侯宏新

中华建设 2020年1期
关键词:轻质泡沫工程项目

侯宏新

在科技时代的快速发展下,各类新型工程材料被越来越多的运用到实际工程中,泡沫轻质土就是其中一种。泡沫轻质土具备高强度、低密度、环保性等优势,能够有效提升工程质量,而且适用范围十分广泛。本文基于对泡沫轻质土性能全面了解的前提下,以实际工程项目为例,研究了泡沫轻质土的实际应用,以供相关人士参考。

泡沫轻质土作为一种轻质材料,属于新科技研发下的新型工程材料。与一般土体相比较,泡沫轻质土拥有高强度、表观低密度等特点,也因此而拥有更优质的性能以及更强的施工性。再加上泡沫轻质土的水硬性以及流动性也优于一般土体,使其拥有了更加广泛的使用范围。在进行现场施工时,施工单位在工程中需要使用泡沫轻质土时,应该拥有对泡沫轻质土的基本认识和了解,包括材料、性能、优势、缺点等各个方面,之后要进行配合比强度试验,并按照正确的施工方法进行泡沫轻质土的应用,这样既可以保证项目工程的质量,也可以有效发挥泡沫轻质土的作用,进而实现工程项目的效益最大化。

一、相关概念简述

1.泡沫轻质土的概念

发泡剂生成泡沫后,混合到水泥砂浆中,再添加一定剂量的添加剂,比如硅质、钙质等,在经过自然养护后逐渐形成高强度的轻质材料,就是泡沫轻质土。泡沫可以通过空压机生成,也可以借助对发泡剂水溶液的快速搅动实现泡沫的生成。与普通混凝土以及水泥砂浆,成型之后的泡沫轻质土在内部会产生较多气孔,也具备了更多优良性能,比如高强度、高抗震、环保等诸多优点。正是泡沫轻质土具备的优良性能,使泡沫轻质土被广泛运用在各种工程项目中。

2.泡沫轻质土的特点

区别于一般土体和混凝土,泡沫轻质土在原料的选择上没有包含粗集料,而且成型后在内部会形成较多气孔,所以泡沫轻质土具备的性能也较一般土体和混凝土拥有更多优势,这也正是其受到众多工程项目青睐的原因。泡沫轻质土所具备的基本特性主要由以下几点:

(1)轻质高强

由于泡沫轻质土的内部形成了较多气孔,所以比一般土体和混凝土的密度要更低,其密度处于300kg/m3—1600kg/m3 的区间内。正是泡沫轻质土所具有的密度低、强度高的优势,使用在工程项目中可以有效降低项目自重,最高可达40%,并且,其具备的强度能够达到一般混凝土LC15—LC50 区间内的强度等级。

(2)抗震性能强

泡沫轻质土所具有的低质量、高强度等多种性能,使其拥有较强的抗震能力。在发生地震时,泡沫轻质土会有效减弱地震力,同时加上其较长的自震周期,震动波的传播速度也会随之减慢,减少冲击波造成的危害,所以说,泡沫轻质土的减震效果要比普通混凝土更好。

(3)环保性能好

泡沫轻质土的原材料为无机材料,长时间分解之后都是对环境没有伤害的物质,进行建筑物、地基、路面等工程部分的填充时也不会造成环境污染,是目前为止较为合适的环保建筑材料,可以在工程中进行广泛使用。

(4)其他性能

泡沫轻质土流动性较好,工程项目施工时泵送方便,现场浇筑也十分方便,对于规模较大的工程浇筑以及地下采空区的填充项目都很适用。并且,泡沫轻质土的原材料可以使用工业废渣,有效降低了制作成本,有利于工程项目实现经济最优化。

3.泡沫轻质土的应用——以淮安市快速路工程项目为例

介于泡沫轻质土区别于其他工程材料的优良性能,高强度、低密度、良好的耐久性、抗震性等,在各类工程中都有较为广泛的应用。对于不同类型的工程项目,所需泡沫轻质土的实际配比也会存在差异,所以,施工技术人员需要全面了解泡沫轻质土的特性、用途、制作等各个方面,根据施工现场的具体情况,采用合适的泡沫轻质土进行施工,从而实现施工质量的有效保障。

(1)项目工程概况

淮安市快速路一期建设工程HA-KSL-9 标段分为黄河路、宁连路两段。本标段液化等级为轻微,根据设计文件,主线桥头、上下匝道桥头路基段,其工后沉降不满足要求,综合考虑采用泡沫轻质土换填处理。

黄河路上下匝道桥LD7、RU7 作为首个泡沫轻质土施工段进行施工,LD7 匝道泡沫轻质土区段长度36m,RU7 匝道泡沫土区段长度44m,匝道桥平均处理宽度8.5m。

(2)泡沫轻质土施工

①施工配合比强度试验

1)正式施工前要设计配合比,设计要符合工程对抗压强度、流值、消泡试验等各个方面的要求。

2)配合比强度试验使用0.1×0.1×0.1m3 的立方体试块。具体的试验方法与一般混凝土的抗压强度试验方法相同,但需要改用小量程砂浆压力机进行试验,同时试验结果不进行尺寸折减。

3)在试验中,两个试验组都安排6 个试块,第一个试验组测量7 天的强度数据,第二个试验组测量28 天的强度数据。当试验结果发现7 天测量值≥0.5 倍设计强度或28 天测量值≥设计强度的时候,此时的配合比即符合施工要求。

②施工设施

1)在施工现场进行泡沫轻质土的制作过程中,要使用预发泡水泥装置进行发泡处理,不得使用搅拌发泡方式进行发泡。

2)泡沫轻质土使用的施工设备需要符合以下要求:各种装置必须齐全,通过调节以确保泡沫轻质土的湿密度数值处于合格范围内;每台泵送设施需要达到90m3/h 的现场泵送流量,使每个浇筑区浇筑层的水泥浆在浇筑过程中不会凝结。

(3)施工质量的控制

1)浇注区及浇注层的划分

第一,要通过施工现场的实际情况绘制浇注区及浇注层的划分图,根据合格的划分图进行施工;泡沫轻质土的每层浇注厚度要处于0.3 ~1.0m 的区间内,本工程可以将0.4m 作为设计标准;要参考设施的产能对浇注区面积展开划分,在每个浇筑方量低于200m3的浇筑层内,可以实现在水泥浆开始初凝之前完成该面积内泡沫轻质土的浇注,这个浇注面积需要保证在400m2以内。

2)浇注前的基底检查

在开始泡沫轻质土的浇注之前,需要详细检查浇筑范围内的路段基底,一方面,基底的施工要符合图纸的设计要求,另一方面,要通过检查将基底清理干净,使基底确定没有任何杂物和积水。

3)浇注施工控制要点

对于同一区段内的浇注层来说,相邻浇注层的浇筑时间应该相距6h 以上,以保证下层浇注层能够完成凝结和硬化;对每一区域每个浇注层的浇筑时间要有效去报在3h 内完成,使该浇筑层的水泥浆不会发生初凝现象;同时,水泥浆在完成制作后,要在3h 之内开始进行泡沫轻质土的制备;在浇筑过程中,需要站在宽边沿着长边从一头向另一头对浇筑层进行浇筑;如果需要同时使用多条浇注管进行浇注,这些浇筑管需要在同一个宽边并排沿着长边进行浇注,也可以站在对角进行浇注。在进行浇注时,会遇到移动浇注管的情况,这时需要顺着浇注管的朝向进行前后拖动;如果必须进行左右移动,需要将浇注管抬起脱离当前泡沫轻质土后再进行左右移动;在进行泡沫轻质土的浇注时,要避免在当前浇注层中进行走动,防止由于走动造成浇筑层走样;在即将完成某个浇注层的浇注工作时,一定要按照规定定期对浇注层进行湿密度取样测量,一旦发现某处湿密度不在合格数据范围内,需要对该处及时进行局部处理。

二、案例总结

通过对具体案例进行分析。将泡沫轻质土作为一种回填材料应用到淮安市快速路工程项目的改造回填中,按照配合比和质量要求进行严格的施工,并在工程结束后进行沉降观测和分析得到轻质土在管沟回填时遵循的一般规律,并在施工后对本工程所产生的环保效益、经济效益、工期缩短时间等进行具体的量化计算和总结。

要对泡沫轻质土在时间上和空间上进行质量控制,即:施工前的原材料进场,设备检验,浇筑前的基地验收等施工前质量控制。浇筑过程中对轻质土流值,湿密度的检测,和通过对同一试块不同部位的容重随浇筑高度变化试验来确定在轻质土施工时应控制的浇筑高度,来进行施工中质量控制。浇筑完工以后通过对泡沫轻质土的养护,其他附属工程和衔接工程的要求和措施,进行事后质量控制。通过采用事前,事中,事后对现饶泡沫轻质土进行质量控制,确保轻质土在工程中的质量安全。

三、结语

通过对国内外现浇泡沫轻质土的相关文献研究,深入了解泡沫轻质土的生产工艺以及泡沫轻质土的相关信息后,结合自身的工程经验,得知泡沫轻质土具有以下特点和优势:抗震性能强、轻质高强、环保性能好以及其他优势性能。

总的来说,泡沫轻质土是一种具有良好性能的新型工程材料,与一般材料相比具备较多优势,其适用性之广、发展前景之大,都是已有建筑材料所不能及的。在科技时代的飞速发展中,泡沫轻质土也会在不断升级改良中实现更大范围内的应用。

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