泡沫混凝土研究方法论文

发泡聚苯乙烯(EPS)是一种轻质泡沫材料,将其掺入砂浆或混凝土中能制备出不同表观密度的轻质混凝土。早在1973年,Cook就对EPS作为混凝土的集料进行了研究.经过多年的研究与尝试,EPS轻质混凝土可以用于诸多建筑结构方面,如EPS保温涂层、EPS砂浆、EPS密封腻子、EPS轻质灰浆、EPS混凝土内外墙板等.此外,EPS轻集料混凝土还在路面回填与找平、防冻路基、保温屋面、楼面隔音以及海洋漂浮结构等领域应用,特别是其具有较强的吸能功能,因而还可用于结构抗冲击保护层[8].然而,EPS颗粒具有两大弱点:其一,EPS的表观密度只有12~20 kg/m3,在混凝土搅拌过程中易产生离析;其二,EPS与水泥浆体界面粘结力弱.这两大弱点严重制约了EPS混凝土技术的应用和推广.因此,需要对其表面进行化学处理.在以前的研究报道中,大多建议采用一些界面添加剂,如环氧树脂或水溶性乙烯丙酸脂,但这大大提高了EPS混凝土。聚苯乙烯泡沫塑料(Expanded Polystyrene,简称EPS)是一种轻质材料,并具有良好的耐水性、绝热性、绝缘性、低吸湿性、较强的抗震性等特点。以EPS颗粒部分或全部取代混凝土中的砂、石,可配制不同密度和强度的混凝土。EPS混凝土具有保温隔热和隔震、减震、大变形及超轻等工程特性,受到建筑行业关注。因此,EPS混凝土结构材料的开发与性能研究及其工程应用探讨,不仅在建筑领域,而且在减轻环境污染和固体废弃物回收利用方面,均具有十分重要的科技和社会效益。迄今为止,国内外的学者已经研制出一些强度较高的EPS轻质混凝土。本文在总结国内外既有成果的基础上,采用了实验和数值分析的方法开展相关研究工作,主要内容包括：(1)以经典堆积理论为基础,通过自编程序计算比较了几种堆积模型,分析了它们的适用范围,并以此作为EPS混凝土配合比设计的依据。(2)测试了EPS混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和收缩等力学性能指标。

聚苯乙烯泡沫(EPS)混凝土是一种轻质而具有良好吸能功能的新型建材。然而 ,由于聚苯乙烯泡沫颗料质轻以及其表面的亲油性 ,使得EPS混凝土在成型过程中易于离析和工作性差 ,最终导致强度偏低。试验通过采用类似“裹砂”工艺的预拌方法拌制EPS混凝土并测试了力学性能。研究表明 ,通过部分取代粗集料和细集料 ,可以制得表观密度在800kg/m3～1800kg/m3、抗压强度为10MPa～25MPa的EPS混凝土。试验结果同时表明 :微硅粉和氯丁胶乳在适当的养护条件下能显著改善聚苯乙烯泡沫颗粒与水泥浆体的粘结性能 ,提高EPS混凝土的抗压强度.

谈谈公路工程施工中泡沫混凝土的应用

导语：公路工程改造的工程量较大，尤其是在一些居民数量庞大的城市中，由于其整个施工路段空间狭小，周边行驶车辆以及行人非常多，对整个施工区域的机械使用情况以及材料运输都有较高的要求。

1引言

泡沫混凝土是近年来新出现的建筑工程材料，被大量应用在公路建设过程中。该种材料不仅具有良好的隔热保温性能，同时还具备材料轻、抗震性能好等优势，在进行高填方施工时，具有绝对的优势。由于其良好的综合性能，以及能大大地起到缓解地基压力的作用，有效降低地基差异性沉降，更好的缓解来自于公路表面的冲击力。因而，在公路软路基施工、扩宽以及高寒地区应用最为广泛[1]。

2泡沫混凝土的概念及其基本性能

泡沫混凝土形成的关键设备是发泡系统，用机械的方式将发泡与水泥砂浆均匀拌和，再使用发泡机泵，将所有材料输送至现场进行浇筑，或使用成型工具进行成型处理，然后经过自然环境的养护，形成具有较多封闭气孔的轻质保温性材料。通过与传统水泥的比较，泡沫混凝土的综合性能较为突出，具有不少优点和良好性能。

1)成本较低。从材料的成本与使用量来看，泡沫混泥土在施工过程中，能更好的符合工程质量要求，并且还能根据成型模具的形状制作各种施工用材，该技术技术较成熟，能够完全进行自动化生产和施工，且能有效的节约能源以及人力、物力;从施工成本来看，其成本非常低，200～300kg/m3的平均成本在100元左右，所以，受到广大施工单位的青睐[2]。

2)具有良好的保温、隔热效果。其整体性能指标非常好，比其他混凝土的质量都轻，密度也比较小，施工中可以与其他混凝土进行互换;同时，泡沫混凝土的隔热性能非常好，密度等级在300～1200kg/m3，导热系数为～(m•K)，约比普通混凝土高10～20倍，因此，具有非常良好的节能性能[3]。另外，此种材料具有非常好的耐火性能，且其性质属于无机材料，使用年限非常长，可以提高工程的整体保温能力。

3)具备良好的抗震性。无论是从结构还是受力变化而言，该种材料的负荷能力非常强，对路基的冲击力比较大，由于泡沫混凝土是一种软性材料，所以其承受能力比较强，能够承受较多来自地面的冲击力。4)制作过程节能环保。泡沫混凝土制作过程主要应用的是发泡剂和水泥，大大地减少水泥使用量，发泡剂不含对环境有害的物质，所以对环境的影响非常小，经济效益和环保效益都能实现。

3泡沬混凝土的质量控制

原材料质量控制

在公路施工过程中，必须对原材料采取严格控制，不但要保证水泥材料与外添加剂产品符合施工要求，同时原材料还必须满足泡沫混泥土的流动性、抗压强度、稳定性等特点。

发泡剂的性能要求

在施工过程中，泡沫混泥土产生的气泡必须均匀、细密，发泡率需要>20%，稀释率需要满足40%，同时，必须控制产生的气泡不能相通，要具备独立性。

施工工艺的控制

在建模阶段，如果泡沫混泥土模板出现水平差或倾斜度，需要对其进行调整，要保证其水平率能够满足设计标准，保证模板工程具备平整性、稳定性。

注重浇筑养护

在泡沫混泥土浇筑的过程中，需控制出料口与浇筑面的平衡性;施工过程中混泥土在初凝之前，需要完成浇筑施工，在该阶段的浇筑层终凝后，方可进行下层浇筑;在顶层浇筑施工完毕后，需要采用养生塑料膜进行覆盖养生，养生时间5h左右;如果在浇筑过程中遇到雷雨天气，需要采取避雨措施，保证混凝土不受到雨水的影响。

4泡沫混凝土的应用研究

公路拓宽中的应用

公路工程改造的工程量较大，尤其是在一些居民数量庞大的城市中，由于其整个施工路段空间狭小，周边行驶车辆以及行人非常多，对整个施工区域的机械使用情况以及材料运输都有较高的要求。如果要想实现公路施工中最小变形量，必须要从施工技术以及材料入手进行分析，将各个环节有效进行衔接。由于泡沫混凝土具有非常好的自立性，在固化完成后，便可以直接用于现场浇筑施工，其临空测压为零，因此其在公路扩宽工程中有着非常重要的'作用。公路施工过程中，在对路基、路堤以及挡土进行施工，这些结构都对临空测压有着非常高的要求，而泡沫混凝土的主要优势在于能够防止，由于公路路基变形而造成的冲击力较大的情况，与此同时，对公路周边建筑物造成最小的冲击。比如，某道路进行施工时，扩宽宽度为10m，高度为4m，延长线为450m，如果施工中使用泡沫混凝土进行扩宽，能够有效的提高施工速度，保证工期的前提下有效降低施工成本，从而提高整个施工的效果。具体应用主要有：1)路基开挖施工时，要将原路基台阶一次性挖除，下台阶的高度应该在1m左右，上台阶在2m左右，两边边坡开挖在2m左右，在保证整个施工路段质量的同时，降低二次挖掘时，造成施工材料的损害。2)雨天时，必须对上台阶进行覆盖处理。进行扩宽施工时，通常使用车载式或者固定式进行施工，如果道路非常宽，则一般选择的是车载式，才能够保证泡沫混凝土能够快速施工;对材料配合比，必须根据工程的实际要求，从浇筑的性能角度出发，不断优化材料性能，保证最终的浇筑效果符合实际要求。

回填灌浆工程中的应用

泡沫混凝土的材料强度在～之间，满足固化自立的同时，还能有效发挥出其支护的能力，尤其是在山区或者隧道施工时，由于挖掘会造成较为严重的边坡支护问题，使用此种材料进行施工时，能够有效防止山体由于变形造成的塌方，稳定性极高，且非常环保。比如在进行地下水连接工程中，必须要对施工区域的山体进行支护，通常会使用1200kg/m3的泡沫混凝土，同时使用普通运输机械进行材料的输送，距离必须要保证250m，回填距离必须保证40m以上[4]。从施工结果检测数据来看，如果施工过程必须要穿过非常长的管道，可以对接缝处进行有效的回填，并且保证回填符合质量要求，回填部分抗压强度必须保证以上，保证工程质量符合标准。同时在进行回填施工时，由于回填的速度非常快，所以必须要保证材料的密实度，为以后施工提供便利，同时还能降低整个工程成本，能实现较大的经济效益。

在软基路堤中的应用

在公路施工过程中，只有提升路基的性能,才能够有效的防止桥头跳车现象的出现。以某桥施工现场为例，由于其紧邻河道，地基下部含水量较高，压缩性良好，能够满足软地基的强度部分非常少，渗透性能也比较差，所以,在施工中必须对匝道处进行优化施工，避免出现较大程度的沉降。如果使用泡沫混凝土进行施工，则能有效增强桥的负荷能力，提升整个桥体的质量，避免桥基间因出现较大程度的沉降现象而出现跳车问题。

在地下连续通道中的应用

在某地下公路施工中，由于采用的是明挖施工方式，挖掘深度必须要保证在以上，并且地形条件非常复杂，对施工区域周边建筑造成很大影响，横向宽度高达，通道覆盖超过7m，并且还需设置应急通道。经过对工程结构以及承载力的综合分析，为了实现整体通过性，也避免对周边建筑的影响，所以设计中规定顶板的承载力不大于80kPa，即需符合4m覆土要求[5]。基于工程实际情况，选择符合要求的施工材料，通常会选择陶粒混凝土、EPS或者轻质水泥，经过反复比对最终选择泡沫混凝土进行施工，才能实现经济效益合格环保效益。

5结语

总之，泡沫混凝土在公路建设中使用范围非常广，不仅因为其造价低，更重要的是其具有非常好的性能，能够最大限度地满足工程各方面的要求。

【参考文献】

【1】管连众,朱益军,许家培.轻质泡沫混凝土在傍河路堤拓宽工程中的应用[J].山西建筑，2016(16)：59-61.

【2】袁克阔.高强防寒保温泡沫混凝土研制与工程应用[J].冰川冻土，2016(2)：39-41.

【3】杨海林.泡沫混凝土技术在公路建设中的应用[J].中国公路，2016(13)：139-130.

【4】徐建坤,朱益军,王浩.浅谈泡沫混凝土在公路工程中的应用[J].浙江建筑，2015(6)：29-31.

【5】豆前线.泡沫混凝土在桥头工程中的应用[J].科技与企业，2015(11)：290-291.