氣泡混合輕質(zhì)土簡(jiǎn)介

它屬于氣泡狀絕熱材料，突出特點(diǎn)是在混凝土內(nèi)部形成封閉的泡沫孔，使混凝土輕質(zhì)化和保溫隔熱化。

1) 輕質(zhì)性：干體積密度為300-1600KG/M3，相當(dāng)于普通水泥混凝土的1/5～1/8左右，可減輕建筑物整體荷載。

2) 整體性：可現(xiàn)場(chǎng)澆注施工，與主體結(jié)合緊密，不需留界隔縫和透氣管。

3) 低彈減震性：氣泡混合輕質(zhì)土的多孔性使其具有低的彈性模量，從而使其對(duì)沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。

4) 抗壓性：抗壓強(qiáng)度為0.6-25.0MPA。

5) 耐水性：現(xiàn)澆氣泡混合輕質(zhì)土吸水性較小，相對(duì)獨(dú)立的封閉氣泡及良好的整體性，使其具有一定的防水性能。

6) 耐久性：與主體工程壽命相同。

7) 施工速度快：只需使用簡(jiǎn)單的機(jī)器可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)800米的遠(yuǎn)距離輸送，工作量為150—300M3/工作日。

8) 環(huán)保性：氣泡混合輕質(zhì)土所需原料為水泥和起泡劑，起泡劑為中性，不含苯、甲醛等有害物質(zhì)，避免了環(huán)境污染和消防隱患。

9) 經(jīng)濟(jì)性：綜合造價(jià)低。

1．上翻梁基坑填充；

2．墻體澆注；

3．要用作擋土墻、修建動(dòng)場(chǎng)和田徑跑道、作夾芯構(gòu)件、也可用作與復(fù)合墻板、管線回填、儲(chǔ)罐底腳的支撐，也可用于防火墻的絕緣填充，隔聲樓面填充、隧道襯管回填；以及供 電、　水管線的隔離等方面。

4、 地窖、地下室和拱頂填充

5、 下水道填充（大和小孔皆行）、暴雨排水道的填充

6、 橋體加固、填充、橋面修補(bǔ)

7、 水平地板的加高、地底填充

8、 儲(chǔ)水池修筑、燃料水槽修筑

9、 火車(chē)站臺(tái)的填充和修補(bǔ)

10、路面軟路基的回填2100433B

氣泡混合輕質(zhì)土就是在原料土中按照一定的比例添加固化劑、水和預(yù)先制作的氣泡群，進(jìn)行充分的混合、攪拌后所形成的輕型土工材料，圖-1.1簡(jiǎn)要地說(shuō)明了氣泡混合輕質(zhì)土的制作流程。

氣泡混合輕質(zhì)填土1.1 原料土

原料土可以是工程廢棄土，也可以是細(xì)砂，但為了達(dá)到與固化劑及氣泡的充分混合，并確保氣泡混合輕質(zhì)土的流動(dòng)性，原料土的直徑宜小于5mm，對(duì)于不滿(mǎn)足要求的原料土，應(yīng)先期進(jìn)行解泥及必要的篩分處理。

氣泡混合輕質(zhì)填土1.2 固化材料

固化材料可以分為主劑和輔劑兩種，主劑是主要起固結(jié)、加強(qiáng)土體骨架的作用，而輔劑是以催化、早凝為目的的固化材料；主劑以水泥類(lèi)為主，常用的有火山灰水泥、普通硅酸鹽水泥、高爐硅酸鹽水泥等，這些材料加入土中后與水之間發(fā)生水和作用產(chǎn)生Ca(OH)2產(chǎn)物，Ca(OH)2與粘土顆粒發(fā)生離子交換形成固化物，達(dá)到加固土體骨架的作用，實(shí)踐證明，使用高爐水泥的效果更佳；輔劑是指石膏粉、硅粉等輔助材料，加入這些材料的目的在于減少主劑的用量，達(dá)到降低造價(jià)的目的。

氣泡混合輕質(zhì)填土1.3 起泡劑

起泡劑主要有界面活性類(lèi)、蛋白類(lèi)、樹(shù)脂類(lèi)材料等，通過(guò)將適量倍率稀釋后的起泡劑定量泵送到發(fā)泡裝置后，與壓縮空氣充分混合而產(chǎn)生大量的微小氣泡群。在這里，壓縮空氣是通過(guò)空壓機(jī)加壓，用減壓閥控制輸氣壓力，以穩(wěn)定的壓力和氣量向發(fā)泡裝置供氣；氣泡是由致密、直徑為30～300μ左右的氣泡群體組成，要求氣泡具有一定的穩(wěn)定性，與土混合后可在土中形成多量的微小孔隙。

氣泡混合輕質(zhì)土是人工制作的土工材料，其容重可以做得比一般的土體小得多，而其強(qiáng)度和變形特性可以達(dá)到甚至超過(guò)良好的土體，且便于施工等。其主要特性如下：

（1) 輕質(zhì)性

氣泡混合輕質(zhì)土內(nèi)含有大量的微小氣泡群，其容重不但比一般的土體要小得多，而且通過(guò)調(diào)整土體中的氣泡和固化劑的含量，可以按照需要對(duì)氣泡混合輕質(zhì)土的容重在5~16kN/m內(nèi)進(jìn)行必要的調(diào)整。

（2）強(qiáng)度的可調(diào)節(jié)性

和容重的可調(diào)節(jié)性原理一樣，通過(guò)改變各種成分的配合比，氣泡混合輕質(zhì)土的強(qiáng)度的可以在300~1500kN/m的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

（3）高流動(dòng)性

氣泡混合輕質(zhì)土具有良好的流動(dòng)性，可通過(guò)管道泵送，其最大輸送距離可達(dá)到1500米，最大泵送高度可達(dá)到30米。為防止泄漏，在進(jìn)行氣泡混合輕質(zhì)土的澆筑施工時(shí)，通常不得不砌一些必要而簡(jiǎn)單的擋墻。

（4）固化后的自立性

由于使用水泥作為固化劑，通常在澆筑5個(gè)小時(shí)后就會(huì)開(kāi)始固化，且固化后可以自立，可進(jìn)行垂直填土，且對(duì)擋土結(jié)構(gòu)物幾乎沒(méi)有推擠力。

（5）良好的施工性

由于其具有良好的流動(dòng)性和固化后的自立性，且不需振搗和碾壓作業(yè)，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離或在小空間內(nèi)施工。此外，氣泡混合輕質(zhì)土中混有大量的氣泡群，成品的體積可達(dá)到材料體積的3倍以上。

（6）耐久性

屬水泥類(lèi)材料，與高分子材料相比，其耐久性，耐熱及抗油污能力強(qiáng)，具有水泥材料同等的耐久性。

（7）隔熱性

氣泡混合輕質(zhì)土中含有大量的氣泡，具有良好的隔熱性。

氣泡混合輕質(zhì)填土技術(shù)在公路建設(shè)中有著非常廣泛的應(yīng)用，它為解決高等級(jí)公路軟基路堤中的橋涵跳車(chē)、公路路基加寬時(shí)新老路基的差異沉降、高填土路堤的穩(wěn)定性等世界性難題提供了一種極好的技術(shù)手段。運(yùn)用這種技術(shù)能節(jié)省昂貴的用地、減少拆遷，充分有效地利用土地資源等。它主要應(yīng)用于以下一些領(lǐng)域：

氣泡混合輕質(zhì)填土路基加寬

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、車(chē)流量的不斷增加，常需對(duì)已通車(chē)的道路進(jìn)行擴(kuò)幅改造。與傳統(tǒng)的施工法相比，氣泡混合輕質(zhì)填土技術(shù)主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：

① 可進(jìn)行垂直填土，節(jié)省昂貴的用地、減少拆遷，在舊路基礎(chǔ)上加寬幾乎不需征地（參照?qǐng)D-3.1）；

② 在軟基路段進(jìn)行擴(kuò)幅填土?xí)r，可大幅度地降低填土荷重，減少新老路基的差異沉降及路基附近建筑物的沉降破壞

③ 施工性好。不需震搗，不需機(jī)械碾壓作業(yè)，振動(dòng)、噪音低；

④ 施工時(shí)間短，不影響現(xiàn)有交通。

特別是在施工周期短、在用地昂貴的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)、在建筑物及人口相對(duì)密集的地區(qū)進(jìn)行道路加寬改造、增建公路或輕軌線路時(shí)，采用這種技術(shù)能最大限度地節(jié)省用地，降低工程整體造價(jià)，具有顯著的綜合經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

氣泡混合輕質(zhì)填土滑坡路段的路基填筑

修建通過(guò)滑坡地段的公路時(shí)，為了防止土塊的滑動(dòng)，傳統(tǒng)的方法常常需要花費(fèi)大量的費(fèi)用和時(shí)間。氣泡混合輕質(zhì)填土技術(shù)主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)（參照?qǐng)D-3.4 ~ 圖-3.5）：

① 可降低填土荷重、減少土塊所承受的滑動(dòng)力矩，提高路基的抗滑穩(wěn)定性；

圖-3.4 滑坡地段的填土原理圖

② 簡(jiǎn)化擋土結(jié)構(gòu)；

③ 避免原有地形、地貌的破壞，保護(hù)環(huán)境；

④ 施工性好。不需震搗，不需機(jī)械碾壓作業(yè)，振動(dòng)、噪音低；

⑤ 提高工程質(zhì)量，縮短工期，降低造價(jià)。

氣泡混合輕質(zhì)填土陡峭及急轉(zhuǎn)彎地段的路基填筑

修建通過(guò)陡峭及急轉(zhuǎn)彎地段的公路時(shí)，傳統(tǒng)的施工法常常不得不進(jìn)行大量的挖填方處理，原有的地形、地貌的破壞大；邊坡特別是高邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題突出，邊坡的防護(hù)難度大；高填土的擋墻要求高，既費(fèi)工又費(fèi)時(shí)。采用氣泡混合輕質(zhì)填土技術(shù)主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)（參照?qǐng)D-3.6 ~ 圖-3.7）：

① 可降低填土荷重、減少填土路基自身的滑動(dòng)力矩，提高路基的抗滑穩(wěn)定性；

② 簡(jiǎn)化擋土結(jié)構(gòu)；

③ 避免原有地形、地貌的破壞，保護(hù)環(huán)境；

④ 施工性好。不需震搗，不需機(jī)械碾壓作業(yè)；

⑤ 邊坡及擋墻的穩(wěn)定性問(wèn)題??；

⑥ 施工工期短。

氣泡混合輕質(zhì)填土隧道坑口的填筑

在開(kāi)挖隧道時(shí)，隧道的入口處通常存在著偏土壓，山體容易坍塌等問(wèn)題，給施工帶來(lái)極大的不便。由于氣泡混合輕質(zhì)土具有容重小，強(qiáng)度及穩(wěn)定性好，且便于開(kāi)挖等特點(diǎn)，如果使用氣泡混合輕質(zhì)土在隧道的入口處構(gòu)筑一定形狀的人造山后，再進(jìn)行隧道的開(kāi)挖，則可較好的解決上述困難。它主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)

① 減少隧道入口處的地形、地貌的破壞；

② 緩解隧道坑口偏土壓力的影響；

② 防止隧道坑口的山體坍塌，且便于施工。

氣泡混合輕質(zhì)填土橋（涵）背的填土

通過(guò)軟基路段的公路中的橋（涵）跳車(chē)問(wèn)題是一直未能解決的世界性難題，其主要原因可歸結(jié)為以下三個(gè)方面：

① 由于填土所產(chǎn)生的附加應(yīng)力的作用，不良地基發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間而緩慢的沉降；

② 臺(tái)背填料自身的壓縮引起的沉降；

③ 橋頭與路基間的剛?cè)嵬蛔儭?

由于橋梁是支撐在巖層上的剛性結(jié)構(gòu)，幾乎不發(fā)生沉降，而路堤是建在軟基上的柔性體，沉降穩(wěn)定所需要的時(shí)間長(zhǎng)，兩者連接后不可避免地會(huì)產(chǎn)生差異沉降，長(zhǎng)期以來(lái)只著眼于軟基的處理，忽視了減輕填土重量的研究，使問(wèn)題得不到解決。采用氣泡混合輕質(zhì)填土技術(shù)則可較好地解決上述困難。它主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：

① 在橋（涵）背部設(shè)置適當(dāng)形狀的楔形輕質(zhì)土體，可大大緩減橋（涵）與路基間差異沉降的變化梯度，使橋基間差異沉降的變化緩慢化、均勻化，從根本上消除高速公路中的橋（涵）與路基間的跳車(chē)問(wèn)題；

② 雖然氣泡混合輕質(zhì)土的剛性比混凝土的小，但比優(yōu)質(zhì)土的大得多，采用這種填料可在一定程度上緩解橋（涵）與路基間材料的剛性突變；

③ 徹底消除了填料自身的工后沉降問(wèn)題；

④ 對(duì)地下結(jié)構(gòu)物幾乎沒(méi)有土壓力的作用,可適度地簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)物的擋土結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)物的使用壽命。

⑤ 施工性好，不需震搗和機(jī)械碾壓作業(yè)；

⑥ 施工工期短。

氣泡混合輕質(zhì)填土低填土路堤中軟基的換填

對(duì)于低填土路堤，通過(guò)適當(dāng)?shù)暮奢d設(shè)計(jì)計(jì)算，確定出氣泡混合輕質(zhì)土的容重、強(qiáng)度及軟基的換填厚度，使換填過(guò)后的軟基在各種荷載作用下均能保持超固結(jié)狀態(tài)。既不需要進(jìn)行任何其他的軟基處理，又能保證路堤的沉降穩(wěn)定，施工簡(jiǎn)單方便

氣泡混合輕質(zhì)填土地下空洞的填筑

在土建工程中，常常會(huì)遇到一些施工不便但又不得不填充的地下空洞。

由于氣泡混合輕質(zhì)土具有良好的流動(dòng)性、自硬性、施工過(guò)程中不需震搗和機(jī)械碾壓作業(yè)等特點(diǎn)，是狹窄空間及地下空洞填筑的極好材料。

氣泡混合輕質(zhì)填土溶巖地區(qū)路基的填筑

我國(guó)許多地區(qū)處于溶巖分布區(qū)，地下溶洞多，分布的范圍廣且深度不等，溶洞的表面覆蓋層多為軟土層，承載能力小。在這些路段修建公路時(shí)，傳統(tǒng)的施工法難于解決路堤基礎(chǔ)的承載力不足（特別是高填土路堤）及通過(guò)大溶洞的橋梁樁基施工等難題。

我省正在修建的某高速公路的某橋梁樁基處的鉆孔柱狀地質(zhì)圖，地表以下32.2~60.5米為溶洞，溶洞的上表面有近32米的覆蓋層，且為軟粘土與砂的夾層，原計(jì)劃在此處修建的一座大橋，因考慮到橋梁樁基施工的難度及施工過(guò)程中對(duì)其附近正在運(yùn)營(yíng)的公路橋梁樁基可能帶來(lái)的負(fù)面影響，原修建橋梁的方案不得不改為填筑路基，但由于填土較高，采用常規(guī)的填土施工法可能出現(xiàn)基礎(chǔ)的承載力不足及軟基的工后沉降大等問(wèn)題；如果利用氣泡混合輕質(zhì)土來(lái)進(jìn)行這段路基的施工，則可以較好地解決其它方法所無(wú)法解決的難題：

① 將橋梁改為輕質(zhì)路堤，原溶洞區(qū)域的樁基施工被取消；

② 氣泡混合輕質(zhì)土路堤的容重可調(diào)整到一般路堤的四分之一，可克服基礎(chǔ)的承載力不足的問(wèn)題；

③ 可大幅度的減少路堤的工后沉降問(wèn)題；

④ 施工工期大大縮短。