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泡沫混凝土在浙江省公路应用实例

主要内容

一、泡沫混凝土的定义及生产

二、泡沫混凝土物理力学特性

三、泡沫混凝土对泡沫的技术要求

四、影响泡沫混凝土生产质量的主要因素

五、泡沫混凝土的应用

六、泡沫混凝土质量控制和检测

七、泡沫混凝土经济指标

八、泡沫混凝土拓展研究

一、泡沫混凝土的定义及生产

⚫ 泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用

机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆和其他外

掺材料按一定的比例充分均匀混合，然后经过发

泡机的泵送系统进行现浇施工，经自然养护所形

成的一种含有大量封闭气孔的轻型填筑材料。

泡沫混凝土定义

泡沫混凝土生成流程

➢

气泡制作流程图

泡沫混凝土微观结构

二、泡沫混凝土物理力学特性

⚫ 轻质性

在泡沫混凝土内均匀分布着大量的独立闭合胶质气泡，气

泡膜是一种具有较强韧性的物质，气泡之间互不贯通，从

而使材料的容重可以控制在3—18kN/m3

。

公路建设上使用的泡沫混凝土湿容重约为500-800kg/m3

，

其饱和容重仅为常规土石填方容重的1/4~1/3。

泡沫混凝土物理力学特性

⚫ 强度的可调节性

通过调整水泥的种类、掺量和气泡含有率，泡沫混凝土的强度可在

0.3-5.0Mpa的范围内调节。

泡沫混凝土物理力学特性（续）

⚫ 高流动性

泡沫混凝土具有良好的流动性，可通过管道泵送，实现垂直高度100米、

水平距离500米的远距离输送。

泡沫混凝土物理力学特性（续）

⚫固化后的自立性

泡沫混凝土由于使用水泥作为固化剂，通常在水泥初凝后就会开始固

化自立，固化后对挡土结构物几乎没有推挤力，因而可进行垂直填筑,

从而可以简化防护、桥台等的设计。

泡沫混凝土物理力学特性（续）

⚫ 低弹减震性好

泡沫混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有

良好的吸收和分散作用。

⚫ 具有与混凝土相当的防水性能

泡沫混凝土具有相对独立的封闭气泡及良好的整体性，其透水系数为

10-5cm/s量级，吸水率较低，使其具有一定的防水性能。

⚫ 强度耐久性能好

有试验表明泡沫混凝土通过10的5次方的反复荷载，其无侧限抗压

强度基本没有下降。同时耐久性与泡沫混凝土质量有关，吸水率低

的泡沫混凝土耐久性就好。

泡沫混凝土物理力学特性（续）

⚫ 良好的隔热、隔音效果及抗冻融性能

泡沫混凝土含有大量的气泡，其气泡体积含有率可达

40-70%，导热系数小，具有良好的隔热、隔音效果及

抗冻融性能。

⚫ 环保性能好

泡沫混凝土所需原料为水泥和发泡剂，发泡剂大都接近

中性，不含苯、甲醛等有害物质，避免了环境污染和消

防隐患。

三、泡沫混凝土对泡沫的技术要求

⚫ 泡沫是形成泡沫混凝土气孔的基础，要获得符合技术要

求的气孔结构，就必须得先有符合技术要求的泡沫

⚫ 对泡沫的基本技术要求有以下5个方面，缺一不可

➢1.泡沫稳定性越高越好，稳泡时间越长越好环保性能

好

稳定性好的泡沫，其液膜坚韧、机械强度好，另外，

它有自我保水性，可长时间保持泡沫液膜的厚度和完

整性。

泡沫混凝土对泡沫的技术要求

➢2.泡沫越均匀越好，泡径应大小一致

最大泡径和最小泡径之间相差不能太大，可以避免压

应力在大泡孔处集中而降低抗压强度。

➢3.泡径越小越好，应以0.1～1mm为主

相同的原料和配方，相同的设备和工艺， 1mm泡径

的泡沫混凝土的抗压强度，要比3mm泡径的泡沫混

凝土至少高20%

泡沫混凝土对泡沫的技术要求（续）

泡沫混凝土对泡沫的技术要求（续）

➢4.泡沫泌水率越低越好，避免使用乳状泡沫

主要是保证泡沫中的气泡数量和泡沫混凝土的气孔率

，也就是保证泡沫混凝土的密度。

➢5.泡沫对胶凝材料（水泥）没有负作用

胶凝材料是泡沫混凝土强度的主要来源，泡沫的加入

不能影响其胶凝性，也就是不产生胶凝负作用。

四、影响泡沫混凝土生产质量的主

要因素

⚫ 发泡剂

发泡剂就是能使其水溶液在机械作用力引入空气的情况下

，产生大量泡沫的一类物质，发泡剂是影响泡沫混凝土浇

注稳定性的第一因素，主要决定了泡沫量（发泡倍数）、

泡沫的稳定性，和发泡机共同决定泡沫的泌水率。

影响泡沫混凝土生产质量的主要因素

影响泡沫混凝土生产质量的主要因素（续）

⚫ 发泡机

发泡机决定了发泡剂能否制成泡沫，制成的泡沫泡径的

大小和泡沫的均匀性。

⚫ 搅拌机

搅拌机是水泥浆体与泡沫混合成为泡沫混凝土的场所，

他决定了施工过程中混泡的速度和均匀性，影响泡沫的

稳定性和泡沫存留率。

⚫ 胶凝材料（水泥）

胶凝材料决定了泡沫混凝土的强度，当然和泡沫掺量也

有很大关系。同时也影响稳定性，快凝胶凝材料的浇筑

稳定性好。

五、泡沫混凝土在公路方面的应用

（一） 用于软基路堤的填筑

（二） 用于桥台台背填土

（三） 用于道路加宽

（四） 滑坡路段路堤的填筑

（五） 陡峭及急转弯地段的填筑

（六） 隧道坑口的填筑

（七） 作为溶岩覆盖层表面路堤的填料

（八） 作为寒冷地区道路的隔热层

（九） 地下空洞的填充

（十） 隧道空隙的填充

泡沫混凝土的应用

泡沫混凝土的应用

⚫ 各种软基处理技术的比较

泡沫混凝土的应用（续）

⚫ 泡沫混凝土技术的开发及在公路建设中的应用为软基处

理提供一种新的技术手段。其主要优点如下：

➢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。

➢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。

➢施工工期短。

（一）、用于软基路堤的填筑

（二）、用于桥台台背后填筑缓建桥头跳车

（三）、用于道路加宽

（四）、滑坡路段路堤的填筑

（五）、陡峭及急转弯地段的填筑

（六）、隧道坑口的填筑

（七）、作为溶岩覆盖层表面路堤的填料

（八）、作为寒冷地区道路的隔热层

（九）、地下空洞的填充

（十）、隧道空隙的填充

泡沫混凝土的应用

⚫ 采用泡沫混凝土技术缓解桥头跳车问题

➢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。

➢泡沫混凝土自身能够自立，对桥台结构物几乎没有推

挤任用；

➢缓解桥台与路基结合部材料的刚性突变；

➢施工工期短。

泡沫混凝土的应用