优化泡沫轻质土配合比及检测技术.docx

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优化泡沫轻质土配合比及检测技术

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1．内容提要（含关键词）

泡沫轻质土是一种新材料，是指用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，与水泥基胶凝材料、水及可选组分集料、掺和料、外加剂按一定比例混合搅拌，经过物理化学作用硬化形成的一种轻质材料。该材料可以形象地理解为水泥浆或水泥砂浆与泡沫均匀混合而成，其主要特点是表观密度比一般的土体小，而强度和变形特性可以达到甚至超过良好土体。泡沫水泥轻质土具有良好的流动性、水硬性、施工性及经济性等特点,其应用范围越来越广。

但国内对于泡沫轻质土的配合比的设计及检测，尚缺少相关的规范及文献，也没有专业的技术设备，和完善的检测体系。基于这样的背景,我们展开了对泡沫轻质土配合比和检测技术的研究。

关键词：泡沫轻质土；配合比；湿密度；抗压强度

2.概述

最近几年在我国道路建设的发展非常迅速。伴随中国经济的发展和公路网建设的进一步完善,国家对国土资源利用、环境保护、工程造价以及工程质量的要求更为严格,我国的高级公路建设正处于“质量”与“数量”同时发展的重要阶段。目前桥头跳车以及高填方段、填挖结合部等位置因地基差异沉降对路面结构造成的不良影响己引起公路建设、设计、监理、施工等部门的日益重视,传统的设计、施工技术以及施工工艺一直没有使其得到良好改善,这就要求我们不断地开发新材料,使用新技术及新工艺去解决这些难题,以达到提高工程质量,降低工程造价的目的。

泡沫轻质土是一种新材料，是指用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，与水泥基胶凝材料、水及可选组分集料、掺和料、外加剂按一定比例混合搅拌，经过物理化学作用硬化形成的一种轻质材料。该材料可以形象地理解为水泥浆或水泥砂浆与泡沫均匀混合而成，其主要特点是表观密度比一般的土体小，而强度和变形特性可以达到甚至超过良好土体。泡沫水泥轻质土具有良好的流动性、水硬性、施工性及经济性等特点,其应用范围越来越广。

但国内对于泡沫轻质土的配合比的设计及检测，尚缺少相关的规范及文献，也没有专业的技术设备，和完善的检测体系。基于这样的背景,我们展开了对泡沫轻质土配合比和检测技术的研究。

3.研究内容及成果

3.1原材检测

通过对国内外外文献等参考资料，根据《现浇泡沫轻质土技术规程》CECS249:2008和相关性能指标，同时对水泥、发泡剂等原材进行各项指标的检测。

主要原材料：泡沫轻质土的原材料包括胶凝材料、发泡剂、减水剂等

3.1.1胶凝材料原材检测

水泥：试验中所用水泥为山东山水水泥厂生产的P·O42.5硅酸盐水泥。

检测项目

技术指标

检测结果

结果判定

凝结时间

(min)

初凝

≥45

195.00

合格

终凝

≤390

250.00

合格

安定性(雷氏法)mm

≤5

4.3

合格

抗折强度

(Mpa)

3d

≥3.5

4.3

合格

28d

≥6.5

7.0

合格

抗压强度

(Mpa)

3d

≥16

18.4

合格

28d

≥42.5

44.8

合格

备注：该试样所检指标符GB?175-2007?规范要求

3.1.2发泡剂性能检验

现在比较公认的发泡倍数测定方法是：将制成的泡沫液注满容积为250ml，直径为60mm的无底玻璃桶内，两端刮平，称量重量。

发泡剂

技术指标

检测结果

结果判定

发泡倍数

＞20

21

合格

1h沉陷距（mm）

＜10

8

合格

1h泌水量（ml）

＜80

75

合格

3.1.3减水剂性能检测

本次试验所采用ZX—II聚羧酸高性能减水剂。

检测项目

技术指标

检测结果

结果判定

减水率

≥12

15.1

合格

PH值

应在生产厂家控制值的±1之内

8.4

合格

抗压强度比（%）

3天

≥130

138

合格

28天

≥120

123

合格

3.2初始配合比设计确定

3.2.1配合比设计原则

设计原则和基本参数配合比的基本原则如下:

（1）按轻质土湿密度的要求，确定水泥的用量;

（2）通过水泥及粉煤灰的用量，确定轻质土的用水量;

（3）按照胶凝材料、用水量，确定水泥净浆体积;

（4）通过水泥净浆体积，确定泡沫剂体积;

（5）按照泡沫体积、实测泡沫密度，确定泡沫质量;

（6）根据泡沫质量、泡沫剂稀释倍数，确定泡沫剂用量。

泡沫轻质土配合比设计在满足抗压强度、湿密度、流值要求的同时，必要时还应考虑材料性能的其他特殊要求(如弹性模量、抗冻性等)。

根据《现浇泡沫轻质土技术规程》CECS249:2008和相关性能指标完成泡沫轻质土配合比的优化设计。

泡沫轻质土配合比设计应满足抗压强度、湿密度、流值的要求。

泡沫轻质土试配强度应满足下式要求：

qu≥1.05qc

qu——泡沫轻质土试配抗压强度（MPa）；

qc——泡沫轻质土设计抗压强度（MPa）。

3.2.2配合比适配：

泡沫轻