氣泡混合輕質(zhì)土及其應(yīng)用

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1、氣泡混合輕質(zhì)土及其應(yīng)用?0.概要????輕質(zhì)填土材料是人工制作的土工材料。其主要特點(diǎn)是容重比一般的土體小，而強(qiáng)度和變形特性可以達(dá)到甚至超過良好的土體，是工程界近年開發(fā)并在推廣的土建新技術(shù)。輕質(zhì)材料的種類很多，按其容重可分為準(zhǔn)輕質(zhì)材料（如粉煤灰）；輕質(zhì)材料（如氣泡混合輕質(zhì)材料）及超輕質(zhì)材料（如EPS）等。最早是使用粉煤灰、礦渣等材料制作輕質(zhì)土；1972年挪威率先在公路填土中使用了泡沫塑料塊體，此后輕質(zhì)材料得到了較為廣泛的應(yīng)用。1980年代，日本又相繼將廢棄的泡沫塑料制成一定大小的顆粒，并按一定的比例與工程廢棄土混合制成了容重可自由調(diào)整的輕質(zhì)土，而現(xiàn)在最新的輕質(zhì)土材料是

2、向土中混入一定比例的氣泡和固化材料制成容重和強(qiáng)度都可自由調(diào)整的氣泡混合輕質(zhì)土。????1，氣泡混合輕質(zhì)土的概念及制作????氣泡混合輕質(zhì)土就是在原料土中按照一定的比例添加固化劑、水和預(yù)先制作的氣泡群，進(jìn)行充分的混合、攪拌后所形成的輕型土工材料，圖-1.1簡要地說明了氣泡混合輕質(zhì)土的制作流程。????1.1?原料土????原料土可以是工程廢棄土，也可以是細(xì)砂，但為了達(dá)到與固化劑及氣泡的充分混合，并確保氣泡混合輕質(zhì)土的流動(dòng)性，原料土的直徑宜小于5mm，對于不滿足要求的原料土，應(yīng)先期進(jìn)行解泥及必要的篩分處理。??圖-1.1?氣泡混合輕質(zhì)土的制作流程????1.2?固化材料

3、????固化材料可以分為主劑和輔劑兩種，主劑是主要起固結(jié)、加強(qiáng)土體骨架的作用，而輔劑是以催化、早凝為目的的固化材料；主劑以水泥類為主，常用的有火山灰水泥、普通硅酸鹽水泥、高爐硅酸鹽水泥等，這些材料加入土中后與水之間發(fā)生水和作用產(chǎn)生Ca(OH)2產(chǎn)物，Ca(OH)2與粘土顆粒發(fā)生離子交換形成固化物，達(dá)到加固土體骨架的作用，實(shí)踐證明，使用高爐水泥的效果更佳；輔劑是指石膏粉、硅粉等輔助材料，加入這些材料的目的在于減少主劑的用量，達(dá)到降低造價(jià)的目的。??????1.3?起泡劑????起泡劑主要有界面活性類、蛋白類、樹脂類材料等，通過將適量倍率稀釋后的起泡劑定量泵送到發(fā)泡裝置

4、后，與壓縮空氣充分混合而產(chǎn)生大量的微小氣泡群，圖-1.2簡要地說明了氣泡的制作流程。在這里，壓縮空氣是通過空壓機(jī)加壓，用減壓閥控制輸氣壓力，以穩(wěn)定的壓力和氣量向發(fā)泡裝置供氣；氣泡是由致密、直徑為30～300μ左右的氣泡群體組成，要求氣泡具有一定的穩(wěn)定性，與土混合后可在土中形成多量的微小孔隙。圖-1.2?氣泡的制作流程????2，氣泡混合輕質(zhì)土的主要特性????氣泡混合輕質(zhì)土是人工制作的土工材料，其容重可以做得比一般的土體小得多，而其強(qiáng)度和變形特性可以達(dá)到甚至超過良好的土體，且便于施工等。其主要特性如下：????（1)?輕質(zhì)性????氣泡混合輕質(zhì)土內(nèi)含有大量的微小氣泡

5、群，其容重不但比一般的土體要小得多，而且通過調(diào)整土體中的氣泡和固化劑的含量，可以按照需要對氣泡混合輕質(zhì)土的容重在5~16kN/m3內(nèi)進(jìn)行必要的調(diào)整。????（2）強(qiáng)度的可調(diào)節(jié)性????和容重的可調(diào)節(jié)性原理一樣，通過改變各種成分的配合比，氣泡混合輕質(zhì)土的強(qiáng)度的可以在300~1500kN/m2的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。????圖-2.1定性地說明了氣泡混合輕質(zhì)土、混泥土及各種土的容重與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之間的變化關(guān)系。????（3）高流動(dòng)性????氣泡混合輕質(zhì)土具有良好的流動(dòng)性，可通過管道泵送，其最大輸送距離可達(dá)到1500米，最大泵送高度可達(dá)到30米。為防止泄漏，在進(jìn)行氣泡混合輕質(zhì)

6、土的澆筑施工時(shí)，通常不得不砌一些必要而簡單的擋墻。????（4）固化后的自立性????由于使用水泥作為固化劑，通常在澆筑5個(gè)小時(shí)后就會(huì)開始固化，且固化后可以自立，可進(jìn)行垂直填土，且對擋土結(jié)構(gòu)物幾乎沒有推擠力。????（5）良好的施工性????由于其具有良好的流動(dòng)性和固化后的自立性，且不需振搗和碾壓作業(yè)，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離或在小空間內(nèi)施工。此外，氣泡混合輕質(zhì)土中混有大量的氣泡群，成品的體積可達(dá)到材料體積的3倍以上。????（6）耐久性????屬水泥類材料，與高分子材料相比，其耐久性，耐熱及抗油污能力強(qiáng)，具有水泥材料同等的耐久性。????（7）隔熱性????氣泡混合輕質(zhì)土中含

7、有大量的氣泡，具有良好的隔熱性。?圖-2.1??常用的土工材料的容重與????無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系????3，氣泡混合輕質(zhì)土的主要應(yīng)用????氣泡混合輕質(zhì)填土技術(shù)在公路建設(shè)中有著非常廣泛的應(yīng)用，它為解決高等級(jí)公路軟基路堤中的橋涵跳車、公路路基加寬時(shí)新老路基的差異沉降、高填土路堤的穩(wěn)定性等世界性難題提供了一種極好的技術(shù)手段。運(yùn)用這種技術(shù)能節(jié)省昂貴的用地、減少拆遷，充分有效地利用土地資源等。它主要應(yīng)用于以下一些領(lǐng)域：????（1）路基加寬????隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、車流量的不斷增加，常需對已通車的道路進(jìn)行擴(kuò)幅改造。與傳統(tǒng)的施工法相比，氣泡混合輕質(zhì)填土技術(shù)主要有以下幾