新型泡沫混凝土材料研究论文

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.

聚苯乙烯泡沫混凝土

聚苯乙烯泡沫混凝土，很多人对聚苯乙烯的印象就是用的一次性餐盒，其实聚苯乙烯不仅能做饭盒，还能用来建房子，聚苯乙烯泡沫混凝土可以用作打地基，以下是我整理的相关内容，一起来看看吧。

泡沫混凝土用于公路回填

一、用于软基路堤的填筑其主要优点如下：

1、可大幅度地降低填土荷载，减少软基的附加应力，抑制软基的沉降和侧移，提高路堤的稳定性。

2、可简化甚至取消软基处理，简化软基路堤中地下结构物的结构设计。

3、施工工期短。特别是对于低填土路堤(即使地基为深厚软基)，利用泡沫混凝土的轻质性，通过适当的力学计算，确定软基的换填深度、泡沫混凝土的容重和强度，在确保换填后的路堤及各种交通荷载对地基的作用力不超过地基的'自然极限承载能力的条件下，可对原软土地基直接进行换填处理，缩短软基处理所需要的工期。

二、用于桥台台背填土

采用泡沫混凝土技术缓解桥头跳车问题就要使桥台与路基结合部附近沉降曲线的梯度变化缓慢化、均匀化，即应在桥台与路基结合部之间填充满足连续、均匀沉降要求的过度段。根据桥头跳车产生的原因，结合轻土的主要特性，在桥台与路基结合部之间填充的楔形泡沫混凝土体则可达到上述目的。其优点主要体现在以下方面：

1、可大幅度地降低填土荷载，减少软基的附加应力，抑制软基的沉降和侧移，提高路堤的稳定性。

2、缓解桥台与路基结合部材料的刚性突变

3、彻底消除填料自身的工后沉降

4、填土自身能够自立，对桥台结构物几乎没有推挤任用；

5、施工工期短。

三、用于道路加宽

泡沫混凝土加宽道路的主要优点：

1、可垂直填土，节省用地、减少拆迁，节省投资。在旧路基础上加宽，几乎不需重新征地。

2、在软基路段进行扩幅填土时，可大幅度地降低填土荷重，减少新老路堤的沉降差异避免路堤附近建筑物因附加沉降产生的破坏，大幅度地降低了公路运营后的维修养护费用；

3、通过配管泵送泡沫混凝土，作业面小，几乎不影响现有交通；

4、施工工期短，可使工程提前投入使用，给投资者带来超前收益。

泡沫混凝土是用物理方法将泡沫剂制备成泡沫，再将泡沫加入到由水泥、骨料、掺合料、外加剂和水制成的浆料，经混合搅拌、浇筑成型、养护而成轻质微孔混凝土。

泡沫混凝土具有以下性能和优点：

1、保温、隔热、防腐

泡沫混凝土内部含有大量封闭的气孔，空气与其它材料相比热惰性能，大大降低了泡沫混凝土材料的导热性能。所以在节能领域，泡沫混凝土经常被用作保温、隔热材料。泡沫混凝土为硅酸盐水泥制品，具有极好的耐久、防腐蚀性能。保温、防冻、防腐，有效地延长结构物的使用寿命。

由于泡沫混凝土良好的施工便捷性，保温防火，在铺设好得管道回填泡沫混凝土，利用其高流动性对管道外侧进行包裹，保持的温度，具有较好的抗压强度和抗老化性。传统有机隔热材料的耐压强度和抗老化性能较差，泡沫混凝土试块的抗压强度可达到以上，可提高保温层的稳固性能和寿命。

2、高流动性、填充压力小

由于泡沫混凝土不含水泥混凝土的粗集料，其流动性远较水泥混凝土高（当水灰比为时，流值为180mm左右），施工中具有自流平的特性；实际施工时可通过软管泵送：水平泵送距离可达900m。

废弃的矿井、坑、油柜、管线（内装粗油、 化学品）、污水管及其它空穴容易导致火灾或塌方，采用泡沫混凝土回填可解决这些后患，费用也少。泡沫混凝土采用的密度取决于管子的直径及地下水位，一般为500～1100kg/m3。

3、填充自密实

由于泡沫混凝土的制作点与现场施工浇筑点可分离，且浇注点占的施工空间极小，可在狭小空间内施工；结合泡沫混凝土自流平的特性，填充自密实，无须振捣碾压，施工便捷高效。是狭窄空间及地下空洞填筑的极好材料。

4、密度和强度可调节性

通过调整泡沫混凝土中气泡的含有率，可控制泡沫混凝土干密度在300～1200kg/m3之间，控制强度在～5Mpa范围内调节（工程上强度主要应用范围为～）。

5、可压缩、低弹抗震：

深埋隧洞在施工完成后仍会产生蠕变变形，易因变形压力过大而对结构体发生破坏。由于泡沫混凝土具有较高压缩性和良好延性，使其在发生较大的变形之后，不发生整体破坏。在管道和道路交汇地方采用泡沫混凝土作为管道内的填充材料，可承担、吸收变形压力，改善结构体受力大小。

地震发生时，泡沫混凝土密度低，受到的水平惯性力小；同时泡沫混凝土弹性模量低，冲击能量吸收性能好，对管道的具有很好的软垫特性，保护管道体不受到地震破坏。

6、耐久性

泡沫混凝土属水泥类材料，使用寿命与水泥混凝土同等，具备极好的耐久性。

7、优越的环保特性

泡沫混凝土对土壤、水、空气等自然环境均无污染作用；同时泡沫混凝土应用于填充工程施工中，可避免高填高挖等对环境的破坏，对保护自然生态环境意义重大，环保优势明显

泡沫混凝土的最佳配合比：在一般情况下，水泥的用量要占干物料总量的50%～100%，50%应是其常温养护的最低极限用量。现场浇筑时，水泥配比量应占干物料总量的80%以上。600 kg/m3以下密度常温泡沫混凝土，水泥的配比量也不能低于物料总量70%。当密度在400 kg/m3以下时，其常温配比量应约占干物料总量的90%以上，最好100%。1、水泥配比，泡沫混凝土的主要原材料就是水泥。因为泡沫混凝土常温养护居多，且又大量掺入泡沫，这两点决定其水泥配比量较高。这是它与加气混凝土的根本不同。加气混凝土因采用蒸压，主要依靠粉煤灰和石灰在高热高压下的水化反应产生胶凝性，水泥是辅助的。而泡沫混凝土在常温下生产，活性微集料不会很快产生水化反应，其固泡仍要靠水泥的胶凝作用，因此，泡沫混凝土的配合比必须以水泥为主体，采用高水泥配比量。2、低水泥配比必须以保证产品强度为前提，在满足产品性能的基础上来降低水泥配比量，能降多少就降多少，并应考虑浇注（浇筑）时的稳定性，过低的水泥用量是会造成塌模的。不能脱离技术要求去降低水泥配比量。3、水泥配比量设计，应考虑以下几个因素：①水泥的品种。早期和后期强度均高的水泥品种（如双快硅酸盐水泥）可适当降低配比量，后期强度低或早期强度低的水泥品种应提高水泥配比量；②水泥的强度等级。高强度等级的水泥可降低配比量，低强度等级的水泥应提高其配比量；③水泥的质量状况。大厂名牌新型干法回转窑水泥，配比量可适当降低，而小厂立窑水泥或混合材掺量大的水泥应适当提高配比量；④产品的密度和强度要求。低密度或强度要求较高的应提高水泥配比量，高密度或强度要求较低的可降低水泥配比量；⑤初养温度。在浇注（浇筑）后的初养温度较低（＜25℃)。应提高水泥的配比量，在初养温度较高时（25℃～45℃），可适当降低其配比量。若采用蒸养或蒸压，还强以再降低水泥的配比量；⑥活性微集料（掺合料）的品种和活性。采用高活性的微集料，可降低水泥配比量（如超细矿渣），而采用低活性的微集料（如二级粉煤灰），可提高水泥的配比量。

泡沫混凝土的最佳配合比是1:4

泡沫混凝土