气泡混合轻质土(轻质泡沫混凝土)填充是采用专用机械将发泡剂制成泡沫,再将泡沫与胶凝材料浆体中混合成泡沫料浆,通过机械泵送浇注到基坑或开挖好的基槽中,经干固、养护而成多孔轻质混凝土材料。它的突出特点就是在混凝土内形成泡沫孔,将重质的水泥混凝土轻质化、功能化,是迄今为止功能最多的大宗无机轻质材料之一。目前轻质泡沫混凝土在国内又被称为:泡沫轻质土,气泡混合轻质土,气泡轻质土等名称。
轻质泡沫混凝土材料的轻质性、强度的可调节性、高流动性、固化后的自立性、良好的施工性、耐久性,良好的隔热、隔音效果及抗冻融性能等诸多优点,在基础建设过程中应用于道路立式路基、路提、减荷填充、软土层换填、桥台填充、桥梁桥背填充、桥面减荷填充、高速隔音带等领域,可有效降低高填方段、隧道、地下连续通道等的回填荷载,降低地基应力,减小地基差异沉降,吸收路面冲击能量,有效解决软基路堤的桥头跳车、道路拓宽以及高寒地区路堤隔热保温等问题,增大工程的稳定与安全系数。同时还可以降低工程造价,减少维修费用。
日本轻质泡沫混凝土(FCB)技术在建设工程轻质填充领域的应用已有多年历史,为基础建设的施工解决了大量技术性难题。但近年来我国通过大量的技术研究和应用研究,已将泡沫混凝土应用到多个项目上并取得了圆满成功。
在轻质填充项目应用中,轻质泡沫混凝土主要体现出以下特性:
1、轻质性:
轻质性的应用核心在于减轻荷载,减荷可降低工后沉降和不均匀沉降;传统填充材料经常为覆土及混凝土,其自重较大,易发生沉降,对工程其他结构层会造成连带质量问题,通过轻质泡沫混凝土减荷可满足结构设计要求;
2、自立性:
固化后的自立性意味着轻质泡沫混凝土可垂直添筑,其垂直临空面侧压力为零。根据轻质泡沫混凝土的自立性特性,泡沫混凝土可用于道路路基,如果道路地基质层较软,直接在软基层上施工,施工完成后道路易出现开裂下沉现象,如果采用泡沫混凝土置换软基层,可有效避免此类现象发生。
3、强度特性:
在填充工程应用中,轻质泡沫混凝土表观密度可在300~1600kg/m3之间控制调节,强度范围一般为0.3~7.5MPa,在此强度范围内,一方面泡沫混凝土浇注施工容易,另一方面可固化自立,满足设计对强度的要求。
4、自流平特性:
轻质泡沫混凝土浆料具有流动性,施工时与基层结合度好,不会出现空鼓及空洞现象。
5、施工速度快:
轻质泡沫混凝土施工采用专业的泡沫混凝土生产设备,自动化生产,施工速度快,节约人工,缩短施工工期。
轻质泡沫混凝土填充材料主要性能指标:
轻质泡沫混凝土干密度和导热系数
干密度等级m3 | 干表观密度≤kg/m3 | 导热系数≤W/(m·k) |
A03 | 300 | 0.08 |
A04 | 400 | 0.10 |
A05 | 500 | 0.12 |
A06 | 600 | 0.14 |
A07 | 700 | 0.18 |
A08 | 800 | 0.21 |
A09 | 900 | 0.24 |
A10 | 1000 | 0.27 |
A12 | 1200 | —— |
A14 | 1400 | —— |
A16 | 1600 | —— |
注:干表观密度不应大于表中规定的指标,其容许误差应为+5%。
轻质泡沫混凝土强度等级
强度等级 | 强度MPa每组平均值 ≥ | 单块最小值 ≥ |
C0.3 | 0.30 | 0.225 |
C0.5 | 0.50 | 0.425 |
C1 | 1.00 | 0.850 |
C2 | 2.00 | 1.700 |
C3 | 3.00 | 2.550 |
C4 | 4.00 | 3.400 |
C5 | 5.00 | 4.250 |
C7.5 | 7.50 | 6.375 |
轻质泡沫混凝土填应用范围:
轻质材料减荷换填 基坑填充 软基路堤的桥头跳车
公路、铁路、高速、高铁路基 泡沫混凝土在回填灌浆中的应用
地铁隧道减荷、衬砌 地下连续通道减荷回填 管