湖南高速气泡混合轻质土填筑技术指导

            如何处理泡沫轻质土养护过程中的开裂与收缩问题泡沫混凝土

    泡沫轻质土的收缩、开裂和吸水是三个密切关联的问题：一般说来，泡沫轻质土由于早期养护不善、保水措施不够或使用过程中条件比较苛刻，均会引发其内部的水分蒸发，从而导致体积收缩、开裂或发生显著的吸水作用。而泡沫轻质土过多吸水又会降低保温隔热效果，从泡沫轻质土的制备过程和对硬化体断面的观察研究发现，泡沫轻质土内的孔绝大多数是相对独立的封闭孔。因此，得到完好养护的泡沫轻质土浸泡于水中。其吸水主要集中于表层，并不具有大的吸水性。影响泡沫轻质土收缩、开裂、吸水的因素主要有以下几方面：

    （一）水泥种类的影响

不是所有的水泥硬化前后的体积都是收缩的，膨胀水泥在硬化前后体积不但不收缩反而有所胀。因此，如果采用适量的膨胀水泥，可以在一定程度上弥补或减轻泡沫轻质土整体的收缩。但是，膨胀水泥不但影响体积变化，同时也会影响其他一系列性能，过多引人会引起硬化泡沫轻质土结构破坏，因此膨胀水泥的品种和掺用量必需通过试验确定。 

（二）水泥用量的影响

    普通硅酸盐水泥在水化硬化过程中固相体积是增加的，而水泥+水体系是收缩的。其次，水泥水化过程中还伴随热效应，引起初始体积膨胀而冷却时又收缩，导致表观收缩量增大。另外，水泥水化过程中还存在自吸水引起的自收缩现象。所以，一般情况下如果其它条件基本相同，水泥用量增加，泡沫轻质土的收缩也会相应增大。而水泥同时又是保证强度的重要因素之一，所以水泥用量存在一个合适的范围。

    （三）水灰比和养护制度的影响

    泡沫轻质土在60oC环境下的水分损失和干燥收缩，试验结果表明，水分逸出与硬化泡沫轻质土收缩变化有着明显和密切的同步性。这说明水分逸出直接导致泡沫轻质土的收缩，而当水分停止逸出时，泡沫轻质土也即停止收缩。根据经典的水泥化学理论，水泥完全水化所需的水量，即理论水灰比应当为0．38，而泡沫轻质土的成型水灰比往往高达0．70甚至0．80。多余的水分将残留于硬化泡沫轻质土的气孔之中，这部分水约占成型水量的1／2左右。一旦周围相对湿度较低或环境温度较高时，水分就会蒸发，然后逸出。尤其是在硬化的早期阶段，泡沫轻质土的结构还比较薄弱，如果养护不善，水分极易损失，导致较大的收缩和表面开裂，削弱硬化体内部结构，引发硬化泡沫轻质土高吸水性。据此，泡沫轻质土的初始水灰比便成为影响硬化泡沫轻质土收缩的一个先决因素。制备低收缩泡沫轻质土的关键技术之一是控制低水灰比。将密度为1100 kg／m 的泡沫轻质土试样浇筑24h后，分成表面尼龙薄膜密封和表面不做任何处理的2批试样，在温度、湿度等完全相同的环境下养护，测定不同龄期的干燥收缩量(见图4)。从图4对比得知，表面密封处理后的试样，收缩量远远小于表面敞开的试样，而且在5 d龄期时收缩就基本趋于稳定。结果再次证明水分逸出与干缩之间的密切关联性和早期保水对控制泡沫轻质土收缩的重要性。

    （四）集料的影响

    试验和工程实际统计数据表明，普通水泥混凝土的收缩率**小，水泥净浆收缩率较大，泡沫轻质土的收缩率**大。这是因为普通混凝土中掺有大量体积不变的粗集料，而没有集料的水泥净浆在硬化前后总体积本身就是减小的。泡混凝土收缩**大，一方面是因为其中没有粗集料，另一方面是因为其中含有大量的孔隙，隙的大部分被水填充，使用过程随着孔隙中水分的逸出，外观表现出体积收缩。由此可见，掺加集料无疑是减少沫混凝土收缩的措施之一。不，泡沫轻质土中只能掺加一部分细集料。同时，因为集料在化学上的惰性，过量的掺加将导致泡沫轻质土强度显著降低，因而其掺量受到一定限制。当泡沫轻质土的密度、水灰比等工艺参数基本确定以后，细集料增加，水泥用量将减少，所以，集料掺用与否和掺量多少同样存在一个适宜的选择。

综上述分析可知，减小泡沫轻质土收缩、防止开裂和吸水的技术措施主要有以下方面：

    (1)适宜的水泥用量；

    (2)掺加适量膨胀水泥；

    (3)低的成型水灰比；

    (4)优化养护制度、加强早期保水；

    (5)使用防水剂(掺用或表面涂布)；

    (6)在保护层增加铁丝网（防裂网）来防止泡沫轻质土开裂。

马栏山涵洞改造工程泡沫轻质土施工有序进行中

湖南的春天，总是细雨绵绵，在工期紧张的马栏山涵洞改造工程现场，我们的泡沫轻质土施工班组正在认真有序的进行中！

随着上世纪90年代湖南广电坐落在此，周边形成了以广电为中心辐射周边的商业圈，包括世界之窗、海底世界、金鹰城、西湖楼酒店等项目相继落户。作为原修建三一大道时预留的机耕道，马栏山涵洞通道技术欠缺导致现已无法满足周围片区通行的需求，来往车流人流量巨大造成日益拥堵的局面，现已成为当地的一处交通堵点，严重影响了片 区居民的出行，同时这段片区由于排水不畅，易形成积水，交通顺畅问题亟待解决。

此次马栏山涵洞段的改造工程将涵洞改桥梁，人行道贯通，现有涵洞通道5.4米净宽拓宽至16米（包括两条人行道），设双向四车道，是现有涵洞的约三倍宽。桥梁净高3.6米，旅游客车可通过，也便于片区大 型活动期间的交通疏散；与此同时，通道段的佳亨路广电前支路段至农贸市场前道路段进行适当改造，拓宽至双向四车道，局部道路纵坡优化调整，并实施排水改 造，外露管线实现入地。届时将有效解决交通拥堵及易形成积水问题。

　　施工期间根据规划设计，三一大道、佳亨路的交通实施阶段分流。交通分期分流，据介绍，目前，马栏山通道项目 与万家丽路快速化改造三一互通实现对接，万家丽三一互通在现有马栏山涵洞位置，新增三一互通南辅道，改造完工后，马栏山将不负盛名，满足各方面的出行要求，当地片区交通将从源头上得到改善。

改造工程将涵洞改桥梁，桥台背填充设计采用泡沫轻质土进行新旧路基搭接施工，直接分层浇筑，台阶间无需设置土工格栅。2014年三一大道改造项目采用了泡沫轻质土回填，施工的可控性强，浇筑回填后路基沉降小，施工完成后可马上开放交通，所以设计上也将泡沫轻质土应用于本工程。