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泡沫轻质土质量控制研究

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摘要:

泡沫轻质土以自身特有的结构特征,广泛适用于软基处理、桥头台背回填等工程部位。泡沫轻质土将路基工程逐步引向工厂化生产方向发展,以先进的生产设备保证工程质量,工艺过程实现自动化控制。

关键词:

泡沫轻质土;发泡剂稳定性

1泡沫轻质土组分结构的特性

现浇泡沫轻质土具有如下组分及结构特性:(1)由多相介质组成:包括了气体、液体和固体(见图1);(2)属多孔介质材料:轻质土的轻质性是由其中大量的泡沫空隙形成的,故多孔性是泡沫轻质土最主要的结构特性(见图2);(3)凝结特性:泡沫轻质土属水泥类材料,故其制备到使用的过程中,具有所有水泥类材料的共性即凝结特性。所谓凝结特性,系指该材料具有初凝、终凝时间,属水硬性材料,其强度随龄期的增长而增长。

2泡沫轻质土制备关键技术

现浇泡沫轻质土制备工艺的各个环节,其共同点在于混合,体现为多相介质、多步骤、多比例的混合特性。各个环节的混合分别为:(1)发泡剂稀释。发泡剂稀释环节是根据发泡剂的稀释倍率将发泡剂稀释为发泡液,以便于进行发泡过程中的精确计量。该环节的混合表现为发泡剂与稀释水的混合;(2)水泥浆搅拌。水泥浆搅拌过程实际上是水泥与水的混合反应过程,控制该过程的是水泥浆配合比及搅拌时间;(3)泡沫制备。泡沫制备环节是发泡液与压缩空气混合的过程:压缩空气和发泡液在发泡装置中混合,并以发泡液和压缩空气的输送动力为动力,形成一定的泡沫流。该环节的混合比例由发泡剂的发泡倍率或泡沫的标准密度值决定。由于混合介质为气液混合,其控制难度较高,由装备系统的发泡技术、发泡剂性能决定其控制质量,表现为制备的泡沫流是否细腻、泡沫密度是否稳定;(4)泡沫与水泥浆混合。该过程的混合比例由轻质土的湿密度目标值或者轻质土气泡率决定。该环节的控制,由于包含了气、液、固三相介质,是最难控制的环节;其控制质量由装备系统的混合技术决定,表现为制备的轻质土密度是否稳定、是否均匀(见图3)。综上,泡沫轻质土制备的关键技术为发泡技术、混合技术及发泡剂技术。

3泡沫轻质土质量控制关键环节分析

泡沫轻质土的组分结构特性、制备工艺的关键环节决定了泡沫轻质土质量控制的关键环节为:如何实现轻质土密度的稳定性和均匀性。材料组分结构特性的形成、质量控制目标的实现与关键工艺(关键设备)过程控制有着非常紧密的关系:材料组分结构特性要求轻质土密度实现均匀性和稳定性,而发泡技术、混合技术及发泡剂技术则在技术实现上对轻质土密度的均匀性和稳定性起决定作用。在一些实例中,因泡沫轻质土施工密度控制不均匀,出现了粉状夹芯层,严重影响了路基质量。出现该种现象的原因主要在于:施工设备的发泡技术、混合技术不过关。当发泡剂技术不过关时,已经浇注的泡沫轻质土,很容易在终凝前出现消泡沉陷。泡沫轻质土的凝结特性在很多场合也会显著影响质量均匀性,最主要的体现是,当设备产能不够时,同一浇注区浇注层,因设备产能制约,未能在初凝时间内完成浇注,导致已经初凝的泡沫轻质土受后续浇注泡沫轻质土流动和挤压的影响而形成剪切裂缝及内部结构破坏。故泡沫轻质土的凝结特性,对装备技术提出了高产能化的要求。各类工程实践表明,实现泡沫轻质土施工质量的稳定性和均匀性,关键在于包含发泡技术和混合技术在内的先进装备技术及拥有良好性能的发泡剂。

4施工设备对泡沫土施工质量的保证

(1)移动便捷,实现施工时的快速转场移动;(2)施工产能保证。泡沫轻质土制备输送站可带两条施工线,其单条施工线的产能根据配合比的不同,需达60~90m3/h,整个输送站实现120~180m3/h的施工能力;(3)设备运行稳定,施工质量可靠度高。设备采用了泡沫与水泥浆或水泥砂浆事后混合的方式,实现泡沫轻质土施工配合比的高度稳定,施工质量高度稳定可靠;(4)采用软管管道泵送的方式,可实现长距离输送浇注,近水平输送距离达300m左右。

作者:于建国 庄伟 谭奎 单位:江苏金领建设发展有限公司 泰州市城市基础设施建设发展有限公司

泡沫轻质土质量控制研究责任编辑:杨雪    阅读:人次