泡沫混凝土在公路拓宽工程中的应用
一、 随着交通量日益增长,车辆的越来越多,以前修筑的公路,微硅粉大都已经不能满足使用要求,需要进行拓宽。常见的公路拓宽法存在的主要难题有:
1、公路拓宽带网需要新征公路附近土地,需要大量拆迁,耗时耗力,付出高额的征地补偿费,时常发生经济纠纷,引起不必要的麻烦。
2、部分地区软基分布广`,地基承载能力低,拼接拓宽后,新老地基沉降差异明显,大幅增加后期维护养护费用。
3、路基拓宽施工,需要投入大量施工设备及材料,对周围产生污染,一定范围内封闭交通,造成拥挤,增加原路基负荷。
二、 将泡沫混凝土技术用公路拓宽工,具备以下可行性:
1、轻质性
泡沫混凝土内分布着大量的封闭式气泡,这些气泡结构在胶凝材料支撑下,具有较强韧性, 干密度可控制在300-1800kg/m3。
2、强度的可调节性
通过调整水泥的种类、掺量和气泡比率,可将泡沫混凝土的强度在0.3-5.0MPa的范围内调节,同时通过掺入细砂等材料提高泡沫混凝土最终强度。
3、高效快捷,施工简单。
现场施工,场地要求不大;原料成分简单;原材料广泛,可以就地取材;使用泡沫混凝土设备泵送,水平输送距离达1000米以上,垂直距离可达150以上;单台设备施工每天200立方米以上。
4、硬化后自立性好,具有较好的抗拉与抗剪强度
泡沫混凝土大掺量使用水泥作为胶凝材料,通常在水泥初凝后就会开始固化自立,硬化后对挡土结物几乎没有推挤力或土压力,因而可进行垂直填筑。
5、吸水率低
吸水率低,使其相对具有一定的防水性能。
6、耐久性能好
泡沫混凝土属水泥类材料同,具有与水泥混凝土等同寿命。
7、环保性能好
三、参考施工方案
根据拓展公路地基要求,将半幅分成长约10米,宽约6米浇筑区,浇筑区与浇筑区之间设置施工缝,施工缝采用模板固定,施工外围采用模板或砌块类固定牢固。
根据拓展公路的高度分多次浇筑,每次厚度为30cm或以上。浇筑前可先安装钢筋片。单个浇筑区待初步硬化后方能进行上层的浇筑施工。
四、注意事项
1、为控制成本,增加强度,必要时可掺入粉煤灰、细砂、砂性土、外加剂。
2、做好排水措施,施工面不得有过多积水。当遇大雨、暴雨或持续较长的雨水天气,避开作业,已施工未硬化的泡沫混凝土表面应采取遮雨措施。
3、相比于硬质混凝土,泡沫混凝土又具有易风化、吸湿性、易风干等,施工完成周边需采用封闭措施,避免泡沫混凝土直接露出坡表,否则易受风化,雨水侵蚀。
泡沫混凝土形成原理
一、泡沫混凝土里泡沫的封闭性和数量化决定泡沫混凝土保温隔热性能,封闭率越高隔热保暖性能越好。泡沫混凝土里面含有数以亿计直径在0.1-1mm左右封闭式气孔,孔与孔之间孔壁共用又相对封闭独立,互不相通,封闭气体在不流动时导热性能极低。目前优质的泡沫混凝土存在的气孔高达50%~80%,气孔圆形封闭,气孔内空气不产生对流交换,温度在泡沫传递中逐层大幅度减弱达到绝热、隔热、保温、隔声效果,
二、泡沫混凝土的强度在保温隔热工程中有着很关键的作用。泡沫混凝土除有良好的保温隔热性能还必须具备相对应的抗压强度,采用优质复合水泥发泡剂制备的泡沫混凝土,可以随意制得容重为280kg/m3~1500kgm3,相应抗压强度在0.4MPa~15Mpa,也就是说抗压强度最低也应在0.4MPa以上。
所以抗压强度要好第一要选用优质的胶凝材料,对于胶凝材料的技术要求有以下几个:
1、 胶凝材料的大掺量,一般要求大于50%;
2、 高效凝固力;
3、 早强性好,凝固时间快。
这些特点也是泡沫混凝土与蒸压加气块的主要区别。蒸压加气块采用蒸压,高温加速凝固,相对水泥用量少,一般只有7%,主要靠粉煤灰蒸压下产生的胶结力产生强度。泡沫混凝土则相反,要在自然条件下凝固,则以大掺量的水泥、菱镁、石膏作主要胶凝材料,使用粉煤灰也是起填充作用。
第二选用优质的发泡剂(起泡剂、泡沫剂)以及它在泡沫混凝土中掺合量(或配合比)非常关键。泡沫必须是稳定不易消泡的、接近圆形并封闭的、气孔大少均匀细腻的、孔间壁密实的浓泡集群。具备以下特性:
1、 稳泡时间大于60分钟,甚至理想达到3小时以上;
2、 气泡孔径在0.1-1mm,混入浆料前呈多边形或不规型,细密均匀,但变形较小,大体仍保持圆形。
这些形成泡沫混凝土的泡沫,完全不同于例如没有加入表面活性剂的纯水等形成的单个气泡或者稀泡群体,这些稀泡稳定性极差,大小不一,泡壁薄弱极易被破坏或受力破裂,寿命极短。
泡沫混凝土风靡推广的起因
我国建筑外墙保温经历如下几个历程:
a、2007年1月,建设部第554号——建设部关于发布国家标准《建筑节能工程施工质量验收规范》的公告。正式宣布了GB50411-2007为强制标准。从此中国民用建筑必须做保温。
b、2009年9月,公安部、住房和城乡建设部第46号文——关于印发《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》的通知。规定了外墙保温材料最好是A级,但不得低于B2级。
c、2011年3月,公安部消防总局出台第65号文——《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防建筑管理有关要求的通知》。文件指出"在新标准出台之前,从严执行46号文",即强制规定民用建筑外保温材料必须达到A级。此文件被行业喻为史上最严厉、最不讲道理的文件。保温行业重新洗牌,无机类材料开始谈出市场。各类有机类材料纷纷登场,各地方也五花八门推荐不同材料。
传统保温材料基本都是有机材料,耐火等级基本是B1、B2级;阻燃级聚苯板、挤塑板、防火性能最好的酚醛板只能达到B1级;各个生产厂家更是偷减阻燃剂、降低容重,给材料造成重大隐患。有机板另一个致命缺点是拉拔强度非常低、和砂浆粘接性差,做完装饰层的墙面经常出现大面积垮塌、断面破坏等;而且寿命15~20年,需要重复建设,极大浪费国家财力、物力、人力。
传统无机类材料只有岩棉板可选,但是岩棉板吸水率太高、无拉拔强度(纵丝结构)、施工复杂、生产重污染、刺激皮肤等缺点,无法挑起新材料大梁。
新型水泥发泡板是优质无机类保温材料,A1级防火,除了自重大之外(粘接性能好弥补了这个缺点),其他性能均优于有机材料,而且是唯一能与建筑同寿命的保温材料。