1、材料性能
氣泡混合輕質(zhì)土是采用發(fā)泡劑制出泡沫,再將泡沫加入水泥基膠凝材料漿體中,混合制成泡沫料漿,然后將泡沫漿料現(xiàn)澆入作業(yè)面,經(jīng)養(yǎng)護(hù)而成的輕質(zhì)微孔現(xiàn)澆混凝土材料。
氣泡混合輕質(zhì)土管槽填充技術(shù),即是利用現(xiàn)澆泡沫漿料的高流動、自密實、輕質(zhì)、固化自立等特性,在管線安裝后對管槽進(jìn)行現(xiàn)澆填充恢復(fù),保護(hù)
管線,預(yù)防管線施工后沉降的發(fā)生。
氣泡混合輕質(zhì)土填充材料的特性:
1.輕質(zhì)性2保溫、隔熱、防腐3.未成型前的高流動性4.填充自密實5.密度和強度可調(diào)節(jié)6.固化后的直立性7.低彈抗震8.耐久性好等
幾種主要土建材料容重的比較
輕質(zhì)
氣泡混合輕質(zhì)土含有大量氣泡,較一般的土建材料要輕,其容重范圍可在5~13kN/m3之間調(diào)成都發(fā)泡混凝土節(jié)。
輕質(zhì)性的應(yīng)用核心在于減輕荷載,降低工后沉降和不均勻沉降。傳統(tǒng)填充材料經(jīng)常為覆土及混凝土,其自重較大;輕質(zhì)的氣泡混合輕質(zhì)土材料質(zhì)量輕,荷載小,對工程其他結(jié)構(gòu)層擾動小,使用氣泡混合輕質(zhì)土可達(dá)到結(jié)構(gòu)減荷的目的。
保溫、隔熱、防腐
氣泡混合輕質(zhì)土內(nèi)部含有大量封閉的氣孔,空氣與其它材料相比熱惰性能最佳,大大降低了氣泡混合輕質(zhì)土材料的導(dǎo)熱性能。所以在建筑節(jié)能領(lǐng)域,氣泡混合輕質(zhì)土經(jīng)常被用作保溫、隔熱材料。氣泡混合輕質(zhì)土為硅酸鹽水泥制品,具有極好的耐久、防腐蝕性能。保溫、防凍、防腐,有效地延長結(jié)構(gòu)物的使用壽命。
國家產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《JG/T266-2011 泡沫混凝土》中對泡沫混凝土熱工性能的規(guī)定:
高流動性、填充成都發(fā)泡混凝土壓力小
由于氣泡混合輕質(zhì)土不含水泥混凝土的粗集料,其流動性遠(yuǎn)較水泥混凝土高(當(dāng)水灰比為0.5時,流值為180mm左右),施工中具有自流平的特性;實際施工時可通過軟管泵送:最大水平泵送距離可達(dá)900m。
填充自密實
由于氣泡混合輕質(zhì)土的制作點與現(xiàn)場施工澆筑點可分離,且澆注點占的施工空間極小,可在狹小空間內(nèi)施工;結(jié)合氣泡混合輕質(zhì)土自流平的特性,填充自密實,無須振搗碾壓,施工便捷高效。是狹窄空間及地下空洞填筑的極好材料。
密度和強度可調(diào)節(jié)性
通過調(diào)整氣泡混合輕質(zhì)土中氣泡的含有率,可控制氣泡混合輕質(zhì)土干密度在300~1200kg/m3之間,控制強度在0.3~5Mpa范圍內(nèi)調(diào)節(jié)(工程上強度主要應(yīng)用范圍為0.3~1成都發(fā)泡混凝土.5Mpa)。
固化后的自立性
氣泡混合輕質(zhì)土采用水泥為固化劑,故在水泥初凝后形成超固結(jié)狀態(tài),固化后具有自立的特性,對其他結(jié)構(gòu)物沒有側(cè)壓力。
可壓縮、低彈抗震:
深埋隧洞在施工完成后仍會產(chǎn)生蠕變變形,易因變形壓力過大而對結(jié)構(gòu)體發(fā)生破壞。由于氣泡混合輕質(zhì)土具有較高壓縮性和良好延性,使其在發(fā)生較大的變形之后,不發(fā)生整體破壞。因此氣泡混合輕質(zhì)土作為隧洞的填充材料,可承擔(dān)、吸收變形壓力,改善結(jié)構(gòu)體受力大小。
地震發(fā)生時,氣泡混合輕質(zhì)土密度低,受到的水平慣性力?。煌瑫r氣泡混合輕質(zhì)土彈性模量低,沖擊能量吸收性能好,對結(jié)構(gòu)的具有很好的軟墊特性,保護(hù)結(jié)構(gòu)體不受到地震破壞。
靜水壓縮破壞試驗,試樣中部的壓縮量略大于兩端。
試成都發(fā)泡混凝土驗后氣泡混合輕質(zhì)土進(jìn)入塑性屈服狀態(tài),體積壓縮明顯,但沒有發(fā)生整體破壞,承受吸收了變形壓力,充分說明氣泡混合輕質(zhì)土:高壓縮性、良好延性和低彈性的特性。
耐久性
氣泡混合輕質(zhì)土屬水泥類材料,使用壽命與水泥混凝土同等,具備極好的耐久性。
優(yōu)越的環(huán)保特性
氣泡混合輕質(zhì)土對土壤、水、空氣等自然環(huán)境均無污染作用;同時氣泡混合輕質(zhì)土應(yīng)用于填充工程施工中,可避免高填高挖等對環(huán)境的破壞,對保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境意義重大,環(huán)保優(yōu)勢明顯。
2、針對該項目材料性能設(shè)計指標(biāo)
根據(jù)氣泡混合輕質(zhì)土填筑工程技術(shù)規(guī)程要求,該項目設(shè)計要求容重400—600kg/m3,抗壓強度大于等于0.6Mpa。
3、常規(guī)做法與泡沫土性能對比
常規(guī)的回填方式:
管線施成都發(fā)泡混凝土工采用放坡開挖的方式成本低,但土方開挖、回填量大,對環(huán)境影響較大;
市政管線工程工期短、環(huán)境控制嚴(yán)格,放坡開挖的方式不太適用,市政施工應(yīng)盡量減小開挖作業(yè)面的大小,以減小對環(huán)境的影響及縮短工期;
但作業(yè)面減小后,無法采用重型機械對沙、土等常規(guī)回填材料進(jìn)行壓實,易因回填材料的壓實度不夠而發(fā)生工后沉降。
管槽回填工后沉降病害原因:
對即有道路進(jìn)行開挖、管線敷設(shè)、回填施工后,易形成工后沉降病害;
沉降發(fā)生后不僅路面需要重新維修,下方管道也隨之出現(xiàn)位移;
傳統(tǒng)的處理方法是:在沉降發(fā)生后加鋪路面結(jié)構(gòu)層,不但很難從根本上解決問題,還存 在反復(fù)維修、地下管道易受壓破壞、經(jīng)濟(jì)性不強等問題。
分析工后沉降的成因,主要有以下成都發(fā)泡混凝土兩點:
① 回填的沙、石、土等材料密實度不夠,工后自然壓縮或遇水壓縮造成沉降;
② 填料容重過大,造成地基荷載增加,地基沉降從而造成路面沉降。
管槽回填工后沉降原理示意圖
氣泡混合輕質(zhì)土管槽填充技術(shù)解決管槽回填工后沉降病害的基本原理
澆注后初凝前,具有很好的流動性,填充自密實,無需夯實、碾壓可避免常規(guī)填料充填不飽滿、不密實的缺陷,施工性強。
泡沫混凝土具有密度小、質(zhì)量輕、強度大于常規(guī)回填土;避免由于填料容重過大引起的地基沉降發(fā)生。
4、針對該項目泡沫土應(yīng)用效果
該工程為國內(nèi)首例國道干線公路管線回填用泡沫混凝土項目。與普通混凝土相比,采用泡沫混凝土回填灌漿具有施工簡便、回填速度快、回填充實度高、管道上浮力小、減少工后沉降、綜合成本低等特點。