泡沫輕質(zhì)土充填技術(shù)的應(yīng)用研究

侯宏新

在科技時代的快速發(fā)展下，各類新型工程材料被越來越多的運用到實際工程中，泡沫輕質(zhì)土就是其中一種。泡沫輕質(zhì)土具備高強(qiáng)度、低密度、環(huán)保性等優(yōu)勢，能夠有效提升工程質(zhì)量，而且適用范圍十分廣泛。本文基于對泡沫輕質(zhì)土性能全面了解的前提下，以實際工程項目為例，研究了泡沫輕質(zhì)土的實際應(yīng)用，以供相關(guān)人士參考。

泡沫輕質(zhì)土作為一種輕質(zhì)材料，屬于新科技研發(fā)下的新型工程材料。與一般土體相比較，泡沫輕質(zhì)土擁有高強(qiáng)度、表觀低密度等特點，也因此而擁有更優(yōu)質(zhì)的性能以及更強(qiáng)的施工性。再加上泡沫輕質(zhì)土的水硬性以及流動性也優(yōu)于一般土體，使其擁有了更加廣泛的使用范圍。在進(jìn)行現(xiàn)場施工時，施工單位在工程中需要使用泡沫輕質(zhì)土?xí)r，應(yīng)該擁有對泡沫輕質(zhì)土的基本認(rèn)識和了解，包括材料、性能、優(yōu)勢、缺點等各個方面，之后要進(jìn)行配合比強(qiáng)度試驗，并按照正確的施工方法進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土的應(yīng)用，這樣既可以保證項目工程的質(zhì)量，也可以有效發(fā)揮泡沫輕質(zhì)土的作用，進(jìn)而實現(xiàn)工程項目的效益最大化。

一、相關(guān)概念簡述

1.泡沫輕質(zhì)土的概念

發(fā)泡劑生成泡沫后，混合到水泥砂漿中，再添加一定劑量的添加劑，比如硅質(zhì)、鈣質(zhì)等，在經(jīng)過自然養(yǎng)護(hù)后逐漸形成高強(qiáng)度的輕質(zhì)材料，就是泡沫輕質(zhì)土。泡沫可以通過空壓機(jī)生成，也可以借助對發(fā)泡劑水溶液的快速攪動實現(xiàn)泡沫的生成。與普通混凝土以及水泥砂漿，成型之后的泡沫輕質(zhì)土在內(nèi)部會產(chǎn)生較多氣孔，也具備了更多優(yōu)良性能，比如高強(qiáng)度、高抗震、環(huán)保等諸多優(yōu)點。正是泡沫輕質(zhì)土具備的優(yōu)良性能，使泡沫輕質(zhì)土被廣泛運用在各種工程項目中。

2.泡沫輕質(zhì)土的特點

區(qū)別于一般土體和混凝土，泡沫輕質(zhì)土在原料的選擇上沒有包含粗集料，而且成型后在內(nèi)部會形成較多氣孔，所以泡沫輕質(zhì)土具備的性能也較一般土體和混凝土擁有更多優(yōu)勢，這也正是其受到眾多工程項目青睞的原因。泡沫輕質(zhì)土所具備的基本特性主要由以下幾點：

（1）輕質(zhì)高強(qiáng)

由于泡沫輕質(zhì)土的內(nèi)部形成了較多氣孔，所以比一般土體和混凝土的密度要更低，其密度處于300kg/m3—1600kg/m3 的區(qū)間內(nèi)。正是泡沫輕質(zhì)土所具有的密度低、強(qiáng)度高的優(yōu)勢，使用在工程項目中可以有效降低項目自重，最高可達(dá)40%，并且，其具備的強(qiáng)度能夠達(dá)到一般混凝土LC15—LC50 區(qū)間內(nèi)的強(qiáng)度等級。

（2）抗震性能強(qiáng)

泡沫輕質(zhì)土所具有的低質(zhì)量、高強(qiáng)度等多種性能，使其擁有較強(qiáng)的抗震能力。在發(fā)生地震時，泡沫輕質(zhì)土?xí)行p弱地震力，同時加上其較長的自震周期，震動波的傳播速度也會隨之減慢，減少沖擊波造成的危害，所以說，泡沫輕質(zhì)土的減震效果要比普通混凝土更好。

（3）環(huán)保性能好

泡沫輕質(zhì)土的原材料為無機(jī)材料，長時間分解之后都是對環(huán)境沒有傷害的物質(zhì)，進(jìn)行建筑物、地基、路面等工程部分的填充時也不會造成環(huán)境污染，是目前為止較為合適的環(huán)保建筑材料，可以在工程中進(jìn)行廣泛使用。

（4）其他性能

泡沫輕質(zhì)土流動性較好，工程項目施工時泵送方便，現(xiàn)場澆筑也十分方便，對于規(guī)模較大的工程澆筑以及地下采空區(qū)的填充項目都很適用。并且，泡沫輕質(zhì)土的原材料可以使用工業(yè)廢渣，有效降低了制作成本，有利于工程項目實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化。

3.泡沫輕質(zhì)土的應(yīng)用——以淮安市快速路工程項目為例

介于泡沫輕質(zhì)土區(qū)別于其他工程材料的優(yōu)良性能，高強(qiáng)度、低密度、良好的耐久性、抗震性等，在各類工程中都有較為廣泛的應(yīng)用。對于不同類型的工程項目，所需泡沫輕質(zhì)土的實際配比也會存在差異，所以，施工技術(shù)人員需要全面了解泡沫輕質(zhì)土的特性、用途、制作等各個方面，根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，采用合適的泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行施工，從而實現(xiàn)施工質(zhì)量的有效保障。

（1）項目工程概況

淮安市快速路一期建設(shè)工程HA-KSL-9 標(biāo)段分為黃河路、寧連路兩段。本標(biāo)段液化等級為輕微，根據(jù)設(shè)計文件，主線橋頭、上下匝道橋頭路基段，其工后沉降不滿足要求，綜合考慮采用泡沫輕質(zhì)土換填處理。

黃河路上下匝道橋LD7、RU7 作為首個泡沫輕質(zhì)土施工段進(jìn)行施工，LD7 匝道泡沫輕質(zhì)土區(qū)段長度36m，RU7 匝道泡沫土區(qū)段長度44m，匝道橋平均處理寬度8.5m。

（2）泡沫輕質(zhì)土施工

①施工配合比強(qiáng)度試驗

1）正式施工前要設(shè)計配合比，設(shè)計要符合工程對抗壓強(qiáng)度、流值、消泡試驗等各個方面的要求。

2）配合比強(qiáng)度試驗使用0.1×0.1×0.1m3 的立方體試塊。具體的試驗方法與一般混凝土的抗壓強(qiáng)度試驗方法相同，但需要改用小量程砂漿壓力機(jī)進(jìn)行試驗，同時試驗結(jié)果不進(jìn)行尺寸折減。

3）在試驗中，兩個試驗組都安排6 個試塊，第一個試驗組測量7 天的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，第二個試驗組測量28 天的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。當(dāng)試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)7 天測量值≥0.5 倍設(shè)計強(qiáng)度或28 天測量值≥設(shè)計強(qiáng)度的時候，此時的配合比即符合施工要求。

②施工設(shè)施

1）在施工現(xiàn)場進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土的制作過程中，要使用預(yù)發(fā)泡水泥裝置進(jìn)行發(fā)泡處理，不得使用攪拌發(fā)泡方式進(jìn)行發(fā)泡。

2）泡沫輕質(zhì)土使用的施工設(shè)備需要符合以下要求：各種裝置必須齊全，通過調(diào)節(jié)以確保泡沫輕質(zhì)土的濕密度數(shù)值處于合格范圍內(nèi)；每臺泵送設(shè)施需要達(dá)到90m3/h 的現(xiàn)場泵送流量，使每個澆筑區(qū)澆筑層的水泥漿在澆筑過程中不會凝結(jié)。

（3）施工質(zhì)量的控制

1）澆注區(qū)及澆注層的劃分

第一，要通過施工現(xiàn)場的實際情況繪制澆注區(qū)及澆注層的劃分圖，根據(jù)合格的劃分圖進(jìn)行施工；泡沫輕質(zhì)土的每層澆注厚度要處于0.3 ～1.0m 的區(qū)間內(nèi)，本工程可以將0.4m 作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；要參考設(shè)施的產(chǎn)能對澆注區(qū)面積展開劃分，在每個澆筑方量低于200m3的澆筑層內(nèi)，可以實現(xiàn)在水泥漿開始初凝之前完成該面積內(nèi)泡沫輕質(zhì)土的澆注，這個澆注面積需要保證在400m2以內(nèi)。

2）澆注前的基底檢查

在開始泡沫輕質(zhì)土的澆注之前，需要詳細(xì)檢查澆筑范圍內(nèi)的路段基底，一方面，基底的施工要符合圖紙的設(shè)計要求，另一方面，要通過檢查將基底清理干凈，使基底確定沒有任何雜物和積水。

3）澆注施工控制要點

對于同一區(qū)段內(nèi)的澆注層來說，相鄰澆注層的澆筑時間應(yīng)該相距6h 以上，以保證下層澆注層能夠完成凝結(jié)和硬化；對每一區(qū)域每個澆注層的澆筑時間要有效去報在3h 內(nèi)完成，使該澆筑層的水泥漿不會發(fā)生初凝現(xiàn)象；同時，水泥漿在完成制作后，要在3h 之內(nèi)開始進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土的制備；在澆筑過程中，需要站在寬邊沿著長邊從一頭向另一頭對澆筑層進(jìn)行澆筑；如果需要同時使用多條澆注管進(jìn)行澆注，這些澆筑管需要在同一個寬邊并排沿著長邊進(jìn)行澆注，也可以站在對角進(jìn)行澆注。在進(jìn)行澆注時，會遇到移動澆注管的情況，這時需要順著澆注管的朝向進(jìn)行前后拖動；如果必須進(jìn)行左右移動，需要將澆注管抬起脫離當(dāng)前泡沫輕質(zhì)土后再進(jìn)行左右移動；在進(jìn)行泡沫輕質(zhì)土的澆注時，要避免在當(dāng)前澆注層中進(jìn)行走動，防止由于走動造成澆筑層走樣；在即將完成某個澆注層的澆注工作時，一定要按照規(guī)定定期對澆注層進(jìn)行濕密度取樣測量，一旦發(fā)現(xiàn)某處濕密度不在合格數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，需要對該處及時進(jìn)行局部處理。

二、案例總結(jié)

通過對具體案例進(jìn)行分析。將泡沫輕質(zhì)土作為一種回填材料應(yīng)用到淮安市快速路工程項目的改造回填中，按照配合比和質(zhì)量要求進(jìn)行嚴(yán)格的施工，并在工程結(jié)束后進(jìn)行沉降觀測和分析得到輕質(zhì)土在管溝回填時遵循的一般規(guī)律，并在施工后對本工程所產(chǎn)生的環(huán)保效益、經(jīng)濟(jì)效益、工期縮短時間等進(jìn)行具體的量化計算和總結(jié)。

要對泡沫輕質(zhì)土在時間上和空間上進(jìn)行質(zhì)量控制，即：施工前的原材料進(jìn)場，設(shè)備檢驗，澆筑前的基地驗收等施工前質(zhì)量控制。澆筑過程中對輕質(zhì)土流值，濕密度的檢測，和通過對同一試塊不同部位的容重隨澆筑高度變化試驗來確定在輕質(zhì)土施工時應(yīng)控制的澆筑高度，來進(jìn)行施工中質(zhì)量控制。澆筑完工以后通過對泡沫輕質(zhì)土的養(yǎng)護(hù)，其他附屬工程和銜接工程的要求和措施，進(jìn)行事后質(zhì)量控制。通過采用事前，事中，事后對現(xiàn)饒泡沫輕質(zhì)土進(jìn)行質(zhì)量控制，確保輕質(zhì)土在工程中的質(zhì)量安全。

三、結(jié)語

通過對國內(nèi)外現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土的相關(guān)文獻(xiàn)研究，深入了解泡沫輕質(zhì)土的生產(chǎn)工藝以及泡沫輕質(zhì)土的相關(guān)信息后，結(jié)合自身的工程經(jīng)驗，得知泡沫輕質(zhì)土具有以下特點和優(yōu)勢：抗震性能強(qiáng)、輕質(zhì)高強(qiáng)、環(huán)保性能好以及其他優(yōu)勢性能。

總的來說，泡沫輕質(zhì)土是一種具有良好性能的新型工程材料，與一般材料相比具備較多優(yōu)勢，其適用性之廣、發(fā)展前景之大，都是已有建筑材料所不能及的。在科技時代的飛速發(fā)展中，泡沫輕質(zhì)土也會在不斷升級改良中實現(xiàn)更大范圍內(nèi)的應(yīng)用。