陕西泡沫混凝土

陕西泡沫混凝土

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       泡沫混凝土又称发泡水泥、轻质混凝土，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。泡沫混凝土是通过化学或物理的方式根据应用需要将空气或氮气、二氧化碳气、氧气等气体引入混凝土浆体中，经过合理养护成型，而形成的含有大量细小的封闭气孔，并具有相当强度的混凝土制品。泡沫混凝土的制作通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。

泡沫混凝土的路桥应用

       泡沫混凝土因其轻质高强、不可压缩、高流动性等特点应用于道路桥梁换填，为道路桥梁设计施工中的一些难题提供了新的解决方案，泡沫混凝土能够有效地吸收冲击能量，并且在施工中可根据设计要求选择相应的密度和强度，大大地增加了施工的便捷性，缩短了施工周期。

用于道路桥台背路基换填

       在桥台与路基结合部之间填充的泡沫轻质土体可达到使桥台与路基结合部附近沉降曲线的梯度变化缓慢化、均匀化目的。其优点主要体现在以下方面：

• 可大幅度地降低填土荷载，减少软基的附加应力，抑制软基的沉降和侧移，提高路堤的稳定性。
• 缓解桥台与路基结合部材料的刚性突变；
• *消除填料自身的工后沉降；
• 填土自身能够自立，对桥台结构物几乎没有推挤作用；
• 施工工期短。

用于桥梁减跨

       采用现浇泡沫轻质土填筑桥台台背，可解决土压力和台前锥坡放坡问题，将桥台优化为简单的单排桩式桥台并减少因锥坡放坡而增加的桥跨，大幅降低工程造价。

用于道路加宽

       泡沫混凝土具有容重小，流动性好，固化后可以自立等特性。这种材料应用于道路加宽时，主要有以下一些优点：

• 可垂直填土，节省用地、减少拆迁，节省投资。
• 在软基路段进行扩幅填土时，可大幅度地降低填土荷重，减少新老路堤的沉降差异。
• 施工时不需机械振捣和碾压。
• 通过配管泵送泡沫混凝土，作业面小，几乎不影响现有交通。
• 施工工期短，可使工程提前投入使用，给投资者带来超前收益。

泡沫混凝土屋面保温、找坡

       泡沫混凝土屋面保温、找坡，是指通过机械将泡沫剂制备成泡沫，再将泡沫加入到由水泥、骨料、掺合料、外加剂和水制成的料浆中，经混合搅拌、浇注于屋面，经自然养护形成的具有规定的密度等级、强度等级和相应的导热系数的保温层（含找坡层的构造层）。 

       泡沫混凝土保温、找坡材料利用水泥等胶凝材料，可添加粉煤灰、矿渣、石粉等工业废料，是一种利废、环保、节能的新型屋顶保温、找坡材料。泡沫混凝土保温、找坡层一般采用现场施工直接浇筑，机械化施工省时、省力、降低工程成本，具有轻质高强、保温隔热、物美价廉、施工速度快等显著特点。

泡沫混凝土屋面保温、找坡材料具有以下特性：

     （1）轻质高强：泡沫混凝土密度小，屋面常用泡沫混凝土密度等级为A300、A400、A500级，密度280～500KG/m3，强度大于0.30～1.00MPa，作为屋面保温、找坡材料质量轻、强度高，减轻建筑物自重、承载能力强。

     （2）良好的保温、隔热性能：由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，热工性能优良，屋面常用泡沫混凝土密度等级导热系数在0.06～0.12W/（M.K）之间，具有良好的保温节能效果，满足65%的建筑节能要求。 

     （3）保温、找坡一体化：泡沫混凝土屋面保温、找坡层主要原料采用普通水泥，现场制作、机械化生产、泵送，保温、找坡一体化施工，与基层材质相同，整体性能优良。

     （4）物美价廉：泡沫混凝土主要原料为：水泥、发泡剂、水，现场施工制作，生产方便、综合施工成本低，节约工程造价，物美价廉。

     （5）施工速度快：现浇泡沫混凝土屋面保温、找坡层，作业注入能力强、机械化程度高、流动性强，可远距离输送，进行大面积施工，施工作业快，工期短，省工，省时。

       气泡混合轻质土是由制备的泡沫群、水泥、水以及其它添加材料按一定配合比例混合凝结成的微孔类材料，常用容重范围4.0kN/m -8.0kN/m 强度范围为0.4MPa-2.5MPa。具有质量轻、抗压强度高、整体性好、凝结自立性以及保温隔热等特点，可用于道路加宽、桥梁台背回填、桥梁减跨、陡坡路堤、软土路基减荷、地下结构物减荷、隧道空洞注浆、冻土路基保温隔热、房屋结构减荷和保温隔热层等工程。

       气泡混合轻质土经过多年的研究应用已逐渐发展为一项成熟的技术，在原材料生产、机械设备、材料性能、设计方法、施工技术和质量检验方面形成了完善的技术体系。实践证明，气泡混合轻质土技术可成功解决桥头跳车、减小新旧路基沉降差异、控软土路基沉降、提高陡坡路堤稳定性、地下空洞填充等问题。气泡混合轻质土具有良好的流动性，施工过程中不需振捣和碾压，输送距离远，适用于施工场地受限、隧道空洞充填工程；气泡混合轻质土施工工期短，施工对周边环境影响小，人工用量少，与普通路基填料相比具有明显技术优势。

       随着研发、设备成本的逐渐降低和应用规模不断扩大，气泡混合轻质土材料单价呈下降趋势，而普通路基的人工成本和征地拆迁费用却在不断增加，轻质土路基经济优势逐渐显现，尤其用于道路加宽、桥梁台背回填、地下结构物减荷、软土路基填筑、陡坡路堤、桥梁减跨和施工受限路段，具有良好的经济指标。轻质土路基整体好、沉降小，对路面起到有效的保护作用，还可减少后续运营养护费用，综合效益显著。

泡沫混凝土的地铁隧道应用

       泡沫混凝土具有轻质高强、节能利废、保温隔热、隔声等优良特性，可用于降低高填方段、地铁隧道、地下连续通道等的回填荷载。这种新型材料的应用，可以有效降低地基应力，减小地基差异沉降，降低工程造价，提升社会效益等，具有很大的发展前景。

泡沫混凝土在隧道减荷中的应用

       广州新光快速路在番禺区部分路段与广州地铁三号线重叠。

       由于地铁建设先行，为确保地铁隧道结构的安全，要求重叠区新光快速路路堤荷载不超过60KPa，如不做任何处理，实际路堤部分路段荷载将达90KPa以上。为满足荷载要求，需要对路堤进行减荷处理；设计上则采用了现浇泡沫混凝土路堤。现浇泡沫混凝土目前在高速公路加宽扩建工程中已逐步推广应用，但应用于广州地铁三号线与快速路的重叠区尚属*，该工程用现浇泡沫混凝土对路堤进行了减荷处理，抽芯试验结果表明，现浇泡沫混凝土在地铁隧道减荷是*可行的。

       采掘工作面顶板冒顶后会形成一定范围和高度的空洞，若不及时处理及充填，将会造成支护体无法发挥其支撑作用，可能造成更大范围的顶板事故及经济损失，也可能造成瓦斯积聚。

       传统的处理这些冒顶空洞的方法是用人工搭设木垛或采用聚胺脂类材料化学加固。木垛施工速度慢，材料消耗大，木垛与顶板接触面小，控制作用差，且作业十分危险。化学加固存在成本高、易发热着火等弊端。

       采用泡沫混凝土充填冒顶空洞可克服这些缺点。通过调节发泡倍数以及改变水灰比来调节泡沫混凝土抗压强度，大可以提高到13MPa左右。当材料单向受压达到屈服极限后，随着变形的增加，材料仍能保持较高的承载能力。因材料结构是闭孔型的，故具有良好的气密性。这种利用泡沫水泥充填冒落空洞的方法可使处理冒顶空洞的工作实现机械化，施工安全，速度快，能增大对空洞壁的支撑，防止冒顶范围继续扩大，改善支架与围岩的相互作用，并可防止空洞内有害气体积聚，防止发火，是一项有许多优点的新技术。

泡沫混凝土在隧道衬砌中的应用

       铁峰山2号隧道工程中在膏盐段为了抵抗膏盐吸水膨胀后产生的膨胀压力，要求在隧道初衬与二次衬砌间设置一层泡沫混凝土。根据隧道围岩的地质状况,由于主要为白云岩、膏岩互层,膨胀压力不大,加之要求施工过程中严格防水,所以要求的泡沫混凝土应具有一定的性能指标：抗压强度为0.4～0.7MPa,孔隙率68%,堆密度800kg/m3 。

泡沫混凝土的管线回填应用

       气泡混合轻质土管槽填充技术，即是利用现浇泡沫浆料的高流动、自密实、轻质、固化自立等特性，在管线安装后对管槽进行现浇填充恢复，保护管线，预防管线施工后沉降的发生。

气泡混合轻质土填充材料的特性：

轻质性

保温、隔热、防腐

未成型前得高流动性

填充自密实

密度和强度可调节

固化后的直立性

低弹抗震

耐久性好

气泡混合轻质土管线填充早年在国内的应用

       低密度气泡混合轻质土的保温、隔热性能特别突出，在地表浅层管槽内，铺设管道完成后，使用气泡混合轻质土进行回填，施工简单、速度快、成本低，保温效果突出；

       早在1979年，北京动物园暖气外线工程中，对1000米直埋敷设暖气管道保温即采用了气泡混合轻质土材料，取得了良好的效果。既解决了路面工后沉降问题，又对暖气管道进行了保温处理，经多年使用实践验证表现良好。

泡沫混凝土制品具有以下显著特点：

    ①轻质高强
       泡沫混凝土密度小，常用泡沫混凝土的密度等级为300—1200kg/m3，相当于普通混凝土的1/5—1/10.抗压强度大于0.25Mpa，可根据建筑物设计要求生产出不同强度的泡沫混凝土产品。在建筑物的内外墙体、层面、露面、立柱等建筑结构中采用该种材料，一般可使建筑物自重降低25%左右，有些可达结构物总重的30%-40%。近年来，密度为 160 kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于泡沫混凝土的密度小，可显著降低建筑物自重，提高构建的承载能力，增强建筑物的抗震能力。因此，在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。
    ②保温隔热
       由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，热工性能良好，密度等级300—1200kg/m3范围的泡沫混凝土，导热系数为0.06—0.3W（M.K）之间，采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料，具有良好的保温节能效果。
    ③隔音、防火性能佳
       泡沫混凝土属多孔材料，吸音能力0.09-0.19%，具有良好的隔音性能，在建筑楼层和高速公路隔音板、地下建筑顶层等领域，均可采用该材料作为隔音层。泡沫混凝土区别于传统隔音材料，无机、不燃，从而具有良好的防火性，可提高建筑物的安全防火性能。
    ④低弹抗震   
       泡沫混凝土的多孔性使其具有较低的弹性模量，从而使其对载荷具有良好的吸收和分散作用。同时泡沫混凝土轻质高强的特性，可有效减低建筑物的荷载20%–40%，建筑物荷载越小，抗震能力越强。
    ⑤施工速度快
       现场浇注，机械化施工，其施工速度比聚苯乙烯泡沫塑料板快1/3。