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泡沫輕質(zhì)土充填技術(shù)及應(yīng)用

文檔作者：陳忠平1 孫仲均2 錢(qián)爭(zhēng)暉3 文檔來(lái)源： 1．廣州大學(xué)工程材料研究所 2．中國(guó)建筑科學(xué)研究院 3．北京市熱力集團(tuán)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年11月16日
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74
施工技術(shù)
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2011年5月下
第40卷第341期
泡沫輕質(zhì)土充填技術(shù)及應(yīng)用
陳忠平1，孫仲均2，錢(qián)爭(zhēng)暉3
(1．廣州大學(xué)工程材料研究所，廣東廣州511440；2．中國(guó)建筑科學(xué)研究院，北京100013；
3．北京市熱力集團(tuán)，北京100026)
[摘要]試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明，泡沫輕質(zhì)土具有穩(wěn)定物理力學(xué)性能和良好施工性，目前已在采空區(qū)充填、道路
加寬、軟弱地基處理、基坑及管線(xiàn)回填和工程應(yīng)急搶險(xiǎn)等方面得到廣泛應(yīng)用。詳細(xì)介紹了泡沫輕質(zhì)土的原材料與
制作，及其優(yōu)點(diǎn)和特性，最后提出在某些實(shí)際工程中應(yīng)用效果顯著。
[關(guān)鍵詞】泡沫；輕質(zhì)土；充填材料；地基處理
[中圖分類(lèi)號(hào)】TU521．3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)】1002-8498(2011)10-0074-03
Filling Technology and Application of Foamed Light-weight Soil
Chen Zhongpin91，Sun Zhongjun2，Oian Zhenghui3
(1．Institute ofMaterials Engineering，Gnangzhou Unwe船蚵，Guangzhou，Guangdong 511440，China；
2．China Academy ofBuilding Research，Beijing 100013，China；3．Beijing Dbtrwt Heating Group，Being 100026，China)
Abstract：The project experience and test research show that foamed light-weight soil has a stable
physical，mechanical properties and good workability．For the good characteristics of foamed light—weight
soil，many projects such a8 goat"filling，road widening，soft foundation treatment，foundation excavation and
pipes backfilling，project emergency treatment choose this material．The making and raw materials of
foamed light·weight soil and its advantages and characteristics are introduced in detail．Some examples
are cited to show that foamed light-weight soil has a good effect．
Key words：foam；light·weight soil；filling material；foundation treatment
l 泡沫輕質(zhì)土的原材料與制作
泡沫輕質(zhì)土是用物理方法將發(fā)泡劑水溶液制備
成泡沫，與必須組分水泥基膠凝材料、水及可選組分
骨料、摻和料、；,b／Jn劑等按一定比例混合攪拌，并經(jīng)
物理化學(xué)作用硬化形成的一種輕質(zhì)材料。制作泡沫
輕質(zhì)土的膠凝材料應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：①硅
酸鹽水泥應(yīng)符合《通用硅酸鹽水泥》GBl75—2007
規(guī)定；②快硬硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥應(yīng)符合
<快硬硫鋁酸鹽水泥、快硬鐵鋁酸鹽水泥》JC933—>GB／T1596—2005規(guī)
定；②磨細(xì)礦渣粉應(yīng)符合<用于水泥和混凝土中的 ?；郀t礦渣粉="?；郀t礦渣粉">GB／T18046--2008規(guī)定。外加劑
應(yīng)符合<混凝土外加劑>GB8076--2008規(guī)定。
【收稿日期】201l旬3旬2
[作者簡(jiǎn)介】陳忠平，廣州大學(xué)工程材料研究所所長(zhǎng)．高級(jí)工程師．廣
州市番禺區(qū)石樓鎮(zhèn)官橋村清華科技園廣州創(chuàng)新基地5樓D座
511440，電話(huà)：13302255948，E—mail：ezp0301290 163．Ⅲ
拌合水不應(yīng)含有影響泡沫穩(wěn)定性、泡沫輕質(zhì)土
強(qiáng)度及耐久性的有機(jī)物、油污等雜質(zhì)。
發(fā)泡劑應(yīng)符合下列要求：①對(duì)環(huán)境應(yīng)無(wú)不良影
響，宜采用界面活性類(lèi)發(fā)泡劑；②在0。C以上的溫度
環(huán)境，發(fā)泡劑不應(yīng)出現(xiàn)離析現(xiàn)象；③稀釋倍率不宜小
于100；④標(biāo)準(zhǔn)泡沫密度宜為40一60kg／m3；⑤發(fā)泡
劑所制作的泡沫應(yīng)細(xì)密，經(jīng)消泡試驗(yàn)確定的濕密度
增加率不應(yīng)超過(guò)10％。
泡沫輕質(zhì)土制作流程：膠凝材料+摻和料+骨料
+水制成水泥(砂)漿，加入泡沫得到泡沫軟質(zhì)土。
2。泡沫輕質(zhì)土的優(yōu)點(diǎn)
1)輕質(zhì)性容重可控制在5—15kN／m3，其無(wú)
側(cè)限抗壓強(qiáng)度與容重之間的關(guān)系如圖l所示。
2)密度和強(qiáng)度可調(diào)節(jié)性根據(jù)不同材料的組
成用量和氣泡率，按工程需要調(diào)整密度和強(qiáng)度。
3)良好的施工性采用管路泵送方式現(xiàn)澆，可
在狹小空間澆筑、自流平、自硬化、無(wú)需碾壓或振搗。
4)硬化性能好硬化后可自立，可垂直填筑。
5)耐久性好泡沫輕質(zhì)土屬于水泥類(lèi)材料，與
聚苯乙烯泡沫相比，具有更好的耐久性。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
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目I *■mR5％＆；g■∞4
Fig I Curvdq or?rt镕lve
stMngth add bulk densily
6)良好的環(huán)保特性塒環(huán)境無(wú)污染．且可利用
粉攥灰等T業(yè)廢溘。
3泡沫輕質(zhì)土的特性
^J密度
泡誅輕質(zhì)土一方面顯示出較明顯的輕質(zhì)性，另
一方面．qT根揩工程需要在大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。工
程中常用的密度范圍為500—1 300kg／m 3．其他各材
料密度分別為：混凝土2 500k∥m3．基層2 300ke,／
m’．常規(guī)填土l 800～2 000kr／m’，粉煤灰l 200一
I 6。0k∥m 3．蔡苯乙烯抱凍200一j00k∥m’。
當(dāng)泡誅輕質(zhì)土單層澆筑厚度較大時(shí)，萁底部園
泡誅的壓縮變形，表觀密度會(huì)出現(xiàn)增大趨勢(shì)．敞施工
中，埔常控制單屢澆筑厚度不超過(guò)Im。單層澆筑
厚艟與溫密度的關(guān)系如圖2所示。
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Slnllle llyer and wct de_slty
3 2強(qiáng)度
鼬苻’C泡牢豹增?．泡沫輕壓I強(qiáng)艇連漸降低。
在。t泡書(shū)棚刪的情況下．陟的含打書(shū)越大．泡淋輕質(zhì)
上強(qiáng)度越低、控制其強(qiáng)艘的技心Ⅲ索為配合比
灰此，氣袍牙有畢與抗托強(qiáng)度置東如閣3所州
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～75
水
與抗壓強(qiáng)度g。關(guān)系為：撫折強(qiáng)度為0 33q。；抗
托強(qiáng)度為0 20q。；抗彎強(qiáng)度為0 35q．；劈裂強(qiáng)度
0 209。；CBR為25 06q．一0 646；彈性攘量為?30q．．
3．3應(yīng)力應(yīng)變
泡誅輕質(zhì)上無(wú)側(cè)限破壞特性以瞻性破壞為主，
破壞前，臆力與應(yīng)變?cè)巛^好的線(xiàn)彈性芫系。
3．4耐九性
體現(xiàn)在賦存環(huán)境對(duì)其物理力學(xué)性能的影響。
I)干濕的影響干濫訌￡驗(yàn)表明．歷經(jīng)干濕循環(huán)
lO墩，泡沫輕質(zhì)土抗壓強(qiáng)度基本不變(見(jiàn)圈4)。
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Fig 4 Cu?口r dry-wn cycle?k^and
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泡誄輕質(zhì)上長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)表明．與最高強(qiáng)度相
比．室外臻薛養(yǎng)護(hù)強(qiáng)腰降低30％～50％，浸水養(yǎng)擴(kuò)
為20％一40％，室內(nèi)暴露為IO％一20％；溫密度越
大．其強(qiáng)廈降低幅度越小。養(yǎng)護(hù)條件與抗壓強(qiáng)度的
鼉系如圖5所示。泡洙輕質(zhì)土作為寬填材料．】．程
上應(yīng)避免血接暴露。在地下水位以下使用時(shí)，成果
JI】【挺高水混用蜃鋒卅施．
2)凍融影響泡誅輕質(zhì)土的珠融循環(huán)試驗(yàn)柱
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明．所擇誅融循環(huán)【o趺，抗佧強(qiáng)度基本不變．凍融
循環(huán)坎數(shù)與抗壓強(qiáng)度的是系n“圖6所示．
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time and comp涮Ye stRngth
3)滲透性和吸水性泡沫輕質(zhì)土具有較低的
滲透性和吸水性．其滲透系數(shù)～10 3～10’cm／s，
最大穩(wěn)定吸水率《10％。
4)外部循環(huán)荷敲的影響疲勞壽命一般可用
直接拉伸試驗(yàn)、問(wèn)接拉伸試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)3種方法
確定。從材料的受山特性和試驗(yàn)的復(fù)雜程度米看，
彎曲試驗(yàn)是比其他2種試驗(yàn)更加可行和合理的試驗(yàn)
方法。試驗(yàn)中采用3分點(diǎn)加載法．主要足為保證梁
底面能有一段彎矩相等的均勻拉區(qū)。加載模式有：
應(yīng)打和直塵控制。對(duì)于泡沫輕質(zhì)土采用應(yīng)力控制模
式，這土要考慮其是脆性破壞．極限應(yīng)變鞍小外部
循環(huán)茼載與應(yīng)力比的羔系如圖7所幣。
對(duì)于一般T程而言泡沫輕質(zhì)土承受的動(dòng)荷載
與其強(qiáng)度麻力比通常小十O 3根據(jù)疲勞方程．接
應(yīng)力比0 3計(jì)算，泡沫輕質(zhì)土的疲勞壽命可選10 2‘
次完全可u埔足一般工程需要
4泡沫輕質(zhì)土的應(yīng)用
由于其良好性能．?huà)D前E在采空E充填等許多
j二程領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。圖8為具體工程實(shí)蒯。 </混凝土外加劑></用于水泥和混凝土中的>

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