一文详解泡沫混凝土

你知道泡沫混凝土是什么吗？相信大家都对它很感兴趣，我想今天跟大家聊一聊它，下面一起来看看吧。

利用发泡机器的发泡和泵送系统，将发泡剂机械地发泡，然后将泡沫与水泥浆和其他外掺材料按照一定比例充分混合均匀，最后进行现场浇注施工。经过自然条件下的养护后，泡沫混凝土成为了一种轻型填筑材料，它含有许多密封气孔。它具有轻质、高流动和底弹减震等特点，可通过配合比设计来满足工程的适当强度、轻质、高流动和环保等需求。

泡沫混凝土的特点在于发泡剂会形成泡沫，这些泡沫是构成泡沫混凝土气孔的基础。在泡沫混凝土内，会均匀地分布很多独立闭合胶质气泡，这保证了它的轻质性。由于泡沫混凝土没有骨料，所以其混凝土抗压强度较低。由于材料的特殊性，它被广泛应用于软基路堤、桥台台背填土、滑坡路段路堤的填筑、隧道坑口的填筑和寒冷地区道路的隔热层等部位。句子结构和成分与原句相同。泡沫混凝土因其能够减少重量和环境负荷而备受关注，越来越多的人开始研究和应用它。

1、应用泡沫混凝土的实例。

在宁波绕城高速和蒲都高速工程中，笔者参与了施工工作。为了在有限的时间内解决不良地基、填充自身收缩的台背填料等因素导致的沉降问题，我们在桥台和路基的结合处填充泡沫混凝土。这样做的目的是发挥泡沫混凝土的优势，使结合部及其周围的沉降曲线变化更加缓慢、更加均匀。泰顺段的235国道改建工程中，在施工设计图纸中明确规定了要使用泡沫混凝土。根据图纸设计要求，该工程将使用3万立方米的泡沫混凝土，要求干重度为5.5～6.5千牛/立方米，抗压强度不低于1.0兆帕，流动度为160～200毫米，并且还需要符合浙江省地方标准《公路工程泡沫混凝土应用技术规范》DB33/T996-2015的其它技术指标。根据自己的标准和规范要求，作者进行了泡沫混凝土材料的选择和配合比的设计。

2、泡沫混凝土的配合比进行设计和调整。

选择和用量是关于原材料的。

（1）这是关于水泥的话题。在泡沫混凝土中，水泥是主要的强度来源和首要的影响因素。由于泡沫混凝土大多数在常温下养护并掺入大量泡沫，使用过少的水泥会导致强度偏低。为了保证泡沫混凝土的合理密度，应在满足产品性能的前提下尽量减少水泥用量。通常情况下，水泥占干物料总量的70%至100%。因此需要适量增加水泥用量以提高泡沫混凝土的强度。

本工程选用乐清海螺水泥厂生产的海螺牌42.5级普通硅酸盐水泥，并且按照图纸要求，其终凝时间不得超过10小时。经过检测，其物理性能指标合格，符合普通硅酸盐水泥技术指标的要求。

(2) 泡沫剂。根据图纸的要求，稀释倍率必须达到40或以上，发泡率必须达到20或以上。气泡应该是均匀而微小的。泡沫剂的特点是产生气泡泌水率低、稳定性好且互不连通。虽然有很多能产生泡沫的物质，但并非所有均适合作为泡沫剂。凡是用于制备泡沫剂的物质，必须具备稳定性并且不影响胶凝材料凝结硬化，只有这样才能保证在净浆混合时产生的泡沫不会破裂。要获得符合技术要求的气孔结构，提高泡沫混凝土的强度并保持气孔的均匀性是重要的技术指标。而形成泡沫混凝土气孔的基础是泡沫，因此必须使用符合技术要求的泡沫。

我们根据指标选择了温州国大土木工程技术有限公司生产的复合型发泡剂，并对其进行了检测。结果显示该发泡剂的沉降距离、泌水量和发泡倍数符合《公路工程泡沫混凝土应用技术规范》中的技术要求，而且泡沫混凝土的实测密度为48kg/m3。

（3）水。采用山涧溪水拌合,经过检测符合适用于素混凝土,钢筋混凝土,预应力混凝土的技术要求,包括《混凝土用水标准》和《公路桥涵施工技术规范》。

设计配合比为2.2。

2.2.1液泡剂的比例配备

泡沫混凝土具有较低的抗压强度是由泡沫本身的性能所决定的。在泡沫混凝土的配合比设计中，可以通过控制泡沫混凝土的干密度来确定其强度，进而确定水泥的用量。确定泡沫混凝土用水量的方法是基于水泥用量。根据所用的胶凝材料以及加水量来确定水泥净浆的体积。可以通过水泥净浆体积来确定泡沫体积。通过测量泡沫体积和实测泡沫密度，来确定泡沫剂的质量。根据这一原则，初步确定泡沫混凝土的配比。

2.2.2中所指的是水料比。

水料比是泡沫混凝土的重要技术参数之一，它是各种干料质量与总用水量的比值。水料比的设定不仅应满足水泥水化反应的需要，还应满足搅拌和浇注成型过程的需要。其目的在于既能使浇注容易进行，又不会对浇注的稳定性产生影响。

2.3初步配合比的计算。

2.3.1确定泡沫混凝土配制的强度需要进行计算。

（1）确定泡沫混凝土立方体的抗压强度标准值为fcu,k=1.0MPa。

（2）根据《公路工程泡沫混凝土应用技术规范》的规定，实施配合比试验后，对于28天的抗压强度，应该以目标设计值的1.05倍来确定混凝土配制强度，即fcu,o=1.05MPa。

2.3.2确定泡沫混凝土材料的使用量需要进行计算和确认，操作步骤为2.3.2。

（1）根据《公路工程泡沫混凝土应用技术规范》中附录D的混凝土试验配合比推荐值经验数据，选择水泥用量为每立方米450千克，用水量为每立方米270千克。

（2）根据《公路工程泡沫混凝土应用技术规范》5.2.2的要求，可以通过已知的水泥用量和水用量来计算单位体积泡沫混凝土所需的泡沫体积Vf。

Vf的计算公式为1-mc/pc-mw/pw=0.584m3。

（3）确定泡沫用量时，使用的公式为mf=pf×Vf，并计算得出泡沫用量为28.03kg/m3。

2.303确定不同材料的用量以制定基准配合比。

m、cm、fmw三者之间的比例为450∶28.03∶270。

经过试拌发现泡沫混凝土的流动度为216mm，但无法满足设计要求。于是对配合比进行了用水量调整，将用水量调整至每立方米258kg。经过测量发现泡沫混凝土的流动度为196mm，这样就满足了设计要求。最终确定的基准配合比为：每450份矿渣粉，配合28.03份水泥和258份调整后的水。

2.4配合比调整

（1）保持泡沫用量不变，以基准配合比水泥用量可分别减少和增加10%进行配合比调整。

配合比1：水泥用量为405kg/m3，各材料为：

m∶cm∶fmw=450∶28.03∶258经试拌流动度为224mm，不满足设计要求，对配合比用水量调整，调整为240kg/m3，测得流动度为192mm，满足设计要求，其配合比1掺配为：m∶cm∶fmw=450∶28.03∶240。

配合比2：水泥用量为495kg/m3，各材料为：

m∶cm∶fmw=495∶28.03∶258经试拌流动度为173mm，满足设计要求。

泡沫混凝土抗压强度与干重度之间具有良好的相关性，即在组成、配比和制备工艺相同的条件下，抗压强度与干重度具有对应关系。因此，在泡沫混凝土配合比设计时，应该以干重度为基础，在保证干重度的前提下来设计符合结构所要求的强度值，强度应以满足这一密度等级产品的使用性能为标准。

（3）性能测试。测试试件采用28d龄期的抗压强度、干重度，试验方法参考DB33/T996-2015《公路工程泡沫混凝土应用技术规范》进行。成型试件尺寸为100mm×100mm×100mm。

泡沫混凝土浇筑横断面可采用到梯形、矩形或者结合工程功能需要而确定，浇筑宜分层浇筑，单层厚度宜0.3m～0.8m，基础底部应设置排水垫层并结合现场情况设置排水盲沟或泄水孔，当浇筑厚度大于一定程度时，应与常规填土路基的纵向、横向衔接宜设置台阶式过渡，当泡沫混凝土单体长度超过15m或结构物截面形态发生变化时应设置沉降缝，可用一定厚度的聚苯乙烯板、沥青麻絮等进行填塞。

泡沫混凝土的材料组成是影响强度的首要因素，包括水泥种类和强度等级、发泡剂种类和发泡倍数。在施工中，严格控制材料用量及搅拌工艺要求。泡沫混凝土可用于新建路堤、拓宽路堤、特殊部位处治等工程，经在本工程中应用后观察，泡沫混凝土大幅度降低了桥台及其附近荷载，对其他结构物几乎没有任何推挤作用，具有较高的稳定性，经业主和设计等单位现场观摩，均认为达到了应有的效果。随着科研的进一步深入，原材料的改进，泡沫混凝土在工程中的应用前景会更加广阔。

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