浅谈掺粉煤灰陶粒泡沫混凝土的施工工艺

盘万龙　郭瑞虎

[摘要]泡沫混凝土存在着轻质高强、隔热保温、防火隔音、抗水减震等一系列的优点，其在公路工程施工中能够得到非常良好的应用。本文简要介绍了泡沫轻质混凝土概念，结合其在供水管线减荷回填中工程中的应用，阐述了泡沫轻质混凝土的特性和施工工艺。

[关键词]粉煤灰；陶粒；泡沫混凝土；工艺

一、项目背景

郑州市陇海路快速通道工程地面道路常庄水库段，设计道路为双向8车道双幅道路，此段原属常庄水库下游贾峪河河槽，道路东西向横跨河槽。南水北调配套工程供水管道担负着向郑州市一级水源保护地常庄水库供水的任务，在XK4+450～XK4+650段自东北向西南方向斜跨地面道路（高架YP6-YP7墩之间），交点桩号XK4+495，挎距110米，管道直径1.8m，管顶覆土3～4m，斜跨段设计路基土方填筑在5～8m范围。

根据设计图纸要求，需要将填土范围内地基清表后对地基进行超载预压处理，预压期限为1年。为保证该段地面道路路基的填筑质量，经各单位沟通协调，拟对供水管道采取泡沫混凝土包封保护措施，施工时间为2015年3月1日至4月1日。

二、主要技术标准

泡沫混凝土干容重控制在800～900kg/m³左右：抗压强度不低0.75Mpa；强度等级C20.

三、施工顺序

对路基进行素土回填，待回填至底层泡沫混凝土设计标高顶部时，由人工进行开槽，分两层进行泡沫混凝土浇筑。

其施工工艺流程为：路基清表→地基承载力检测→测量桩位放点→土方分层回填→填至底层泡沫混凝土顶部标高→底层泡沫混凝土范围内土方开槽→底层泡沫混凝土浇筑、养护→管顶泡沫混凝土上方土方分层回填→填至上层泡沫混凝土顶部标高→上层泡沫混凝土范围内土方开槽→上层泡沫混凝土浇筑、养护→管顶泡沫混凝土上方土方分层回填→填筑路床标高。

四、施工工艺

泡沫砼应按基准配合比进行试拌制，测量其坍落度、扩展度是否符合基准配合比要求，否则应调整，直到坍落度、扩展度符合要求为止，严禁在浇筑过程中随意加水。根据试验及设备生产能力确定施工配合比如下表

（一）胶凝材料浆体的制备

因泡沫要与胶凝材料浆体中混合，泡沫混凝土生产前首先要制备胶凝材料浆体。浆体制备前，胶凝材料与填充料等称量后输送至拌和机；同时水称重后泵送入拌和机，拌制出近似于膏状浆体，为加入泡沫做准备。

（二）泡沫的制备

在胶凝材料制备的同时，发泡剂也要制备成泡沫，准备加入搅拌机拌和。在制泡沫前，应先将发泡剂计量后加水稀释，制咸水稀释液。原状发泡剂不能直接加入发泡机发泡。

（三）泡沫砼的混合生成流程

泡沫和胶凝材料浆体分别制好以后，将泡沫和浆料使用HT-18型泡沫混凝土自动化机械搅拌均匀，生产出泡沫浆体，打开泵体开关，直接输送至舱内卸料。泡沫砼拌制时应满足以下搅拌时间：无泡浆体应在全部材料投入搅拌机后，搅拌4-6分钟。有泡浆体应在全部材料投入搅拌机后，搅拌约4分钟，确保没有浮沫、浆料均匀。

（四）泡沫砼浇筑

泡沫混凝土按水平分层进行浇筑，当下层终凝后方可进行上层填筑。分层厚度控制在B0cm～80cm，太薄不利于单层泡沫混凝土的整体性，太厚容易引起下部泡沫混凝土中的气泡压缩影响容重，对施工操作也带来不便。泡沫砼填筑间隔12h浇筑一层为宜。浇筑时，需从软管的前端直接开始，且软管出料口需埋入泡沫中。

（五）泡沫砼的分缝

当浇筑面积较大，在泡沫砼初凝前不能完整层填筑时，必须分块。分块面积大小应参考沉降缝位置，并根据泡沫砼的初凝时间、设备能力及分层厚度确定。沉降缝每2.0米设置一道，伸缩缝采用聚乙烯泡沫板填充。

（六）特殊条件施工

1.避免在雨天填筑：在泡沫砼未凝结硬化时，雨水导致严重的消泡现象及水泥浆的流失，使泡沫砼容重和抗压强度难以控制。

2在高温天气施工时必须加强养生工作。

3.在负温的情况下施工时，应通过试验确定外加剂品种及配合比。

4发泡剂应避免在负温下使用，如必须使用时应用加热棒预热，液体温度达到5摄氏度以上时方可使用。

5.养护：泡沫砼采用常规的自然养护法，在保温保湿条件下进行后期养护。

五、主要性能总结

1.轻质性：轻质性是泡沫轻质土最主要的特性。根据不同的工程需要，其重度可在4～12kN/m³的范围选择。

2.密度和强度的可调节性：根据不同的材料组成用量、不同的气泡率，可按工程需要调整密度和强度。

3.良好的施工性：采用管路泵送的方式现浇，可在狭小空间浇筑，自流平，自硬化，无需碾压或振捣，无需汽车运输。

4.硬化后可自立，可垂直填筑。

5.属水泥类材料，与EPS轻质材料相比，具有更好的耐久性。

6.良好的环保特性：对环境无污染，且可利用粉煤灰等工业废渣，具有优越的环保特性。

六、泡沫轻质土工法与常规工法的比较

在与道路相交段的供水管线减荷回填中应用上，掺粉煤灰陶粒泡沫混凝土具有如下优势：

1.对土基沉降的控制较常规工法更有优势，尤其是高填方路基置换填筑时，可显著降低基底应力，有效控制工后沉降。

2.施工便捷高效，可大幅缩短施工工期。这主要体现在三个方面：（1）较常规路基土填筑，掺粉煤灰陶粒泡沫混凝土施工准备期短，如常规路基填筑经常需要大量修筑施工便道，而掺粉煤灰陶粒泡沫混凝土填筑施工通过管道泵送实现，可不修或少修施工便道；（2）掺粉煤灰陶粒泡沫混凝土施工可每天连续进行，无需因碾压问题而间断路基填筑；（3）无需做地基处理，最大限度保证管道维持原状；（4）掺粉煤灰陶粒泡沫混凝土高强轻质，有效降低管线荷载，路堤荷载小，可大幅降低管道承载的压力，大幅降低沉降，对管道起到了较好的保护作用；（5）施工工期短，就本工程项目而言，若对管道进行钢筋混凝土包封处理，因工序和等强等因素一般都需要2～3个月才能完成，掺粉煤灰陶粒泡沫混凝土施工时间较短。

3.可垂直填筑，节省永久占地或避免拆迁。

4.由于采用管道泵送浇筑，施工作業面小，可避免某些地段高压线、通讯管路等的拆迁。

5.常规钢筋混凝土包封处理属隐蔽工程，施工质量难以保证。掺粉煤灰陶粒泡沫混凝土施工质量较易控制，可靠度高。