一、 什么是气泡混合轻质土

气泡混合轻质土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡,并将泡沫与水泥浆均匀混合,然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型,经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。

根据工程结构特点及载荷要求，设计单位曾组织专家对各种轻型材料如EPS、轻质粉煤灰、陶粒混凝土等进行了多次方案优化比选论证，在满足设计各项指标的前提下，对其经济性、环保型、施工性等进行了综合评估，证实气泡混合轻质土进行减荷回填，轻质泡沫混凝土具有较高的吸水性，胶凝材料采用快硬水泥时，可大幅度地降低其吸水率，提高气泡混合轻质土在工程中的减荷效果。

二、气泡混合轻质土工艺流程

2.1 气泡混合轻质土的生产过程包括泡沫制备、泡沫砼混合料制备、浇铸成型、养护、检验。

2.2软基高速路拓宽工程中的气泡混合轻质土工艺流程：

测量放样→路基开挖（挖出气泡混合轻质土施工断面）→弟一层挡板预制→弟一层气泡混合轻质土立模板及验收→气泡混合轻质土配合比设计及制作→浇筑弟一层混凝土、钢筋网片安装→弟二层挡板预制→弟二层混凝土立模板及验收→浇筑弟二层混凝土、钢筋网片安装→………………→路基边坡土石方填筑及验收。

三、气泡混合轻质土设备应具有以下几个特点

3.1、发泡率高，稳泡性强，可制备各种容重要求下的气泡混合轻质土填充工程

3.2、生产效率高，每小时生产气泡混合轻质土填充材料为60立方米左右，    满足大中型填充工程使用。

 3.3、有效水平输送距离远，有效输送距离在600米以上，可有效送达各填充面。

3.4、具有自动化计量控制系统，可有效保证浆料的均匀稳定。

3.5、持续施工能力强，能够和散装水泥罐相连，保证水泥供应的持续不断。

3.6路桥填充用气泡混合轻质土对发泡剂有如下要求：

3.6.1、泡沫稳定性：质量好的水泥发泡剂所制取的泡沫，其液膜坚韧，机械强度好，不易在浆料挤压下破灭或过度变形。另外有自我保水性，液膜上的水分不易在重力作用及表面张力作用下流失，可长时间保持泡沫液膜的厚度和完整性，从而可保持泡沫长时间不破灭。稳定性好的泡沫，液膜在浆体内不易破裂，不易形成连通孔。

3.6.2、泡沫均匀性：制取的泡沫的泡径不可能完全相同，但应基本接近，在0.1-1mm之间。

3.6.3、泌水率：泡沫自制出后，就逐渐向外泌水。泡沫的泌水率低，才能更好的保证泡沫中的气泡数量和气泡混合轻质土的气孔率，，即保证气泡混合轻质土的密度。

3.6.4、对胶凝材料的负作用：胶凝材料是气泡轻质土强度的主要来源，有些发泡剂所制取的泡沫稳定性非常好，但加入胶凝材料后，会降低气泡混合轻质土的强度，甚至丧失强度，所以要选用制取的泡沫不对凝胶材料产生负作用的发泡剂。

四、气泡混合轻质土的配比

4.1填充的气泡混合轻质土采用高水泥配比量，700kg/m³以下容重的的气泡混合轻质土填充材料，水泥的配比量不能低于物料总量的70%。当容重在500 kg/m³以下是，其常温配比量应约占于物料总量的90%以上。

4.2气泡混合轻质土填充施工配方中应不设计或少设计轻集料，因它会影响浆料的初凝，当用量较大时，甚至可能会造成塌模。因此轻集料的蕞大添加量A07以下的气泡混合轻质土不应超过水泥量的20%；A09以下不应超过40%；A12以下不应超过50%。

4.3水泥宜采用P042.5普通盐酸水泥及以上，应同时在水泥中掺入促进剂来调整水泥浆的凝结时间，使水泥浆体硬化时间与泡沫的稳定时间相一致。

4.4减水剂聚羧盐酸用量一般在水泥量的1.0%-2.5%之间它的减水率高达30%-40%，在保持强度不变时节约水泥25%，在保持水泥用量不减时节约水泥25%，在保持水泥用量不减时可提高混凝土强度30%以上。

4.5我国常用的促凝剂使无机盐类，分别以铝酸钠、铝酸钙（氟氯酸）、硅酸盐为主。促进剂掺入混凝土后，能使混凝土在5min内初凝，10min内终凝，1h就可产生强度，1d后强度提高2-3倍，到后期强度会下降，28d强度约为不掺时的80%-90%，温度越高，提高促凝效果越明显，混凝土水灰比增大则降低促凝效果掺用促凝剂的混凝土水灰比一般为0.4左右。掺加促凝剂后，混凝土的干缩率有所增加趋势，弹性模量、抗剪强度、粘结力等有所降低。因此在路桥填筑用气泡混合轻质土施工时，浆料中加入聚羧盐酸减水剂，铝酸钙、氟氯酸钙促凝集等外加剂，可加快气泡混合轻质土浆体的凝结速度，使气泡混合轻质土内部气孔均匀分布，微观结构合理，填筑体密度低、抗压强度好通过调整气泡混合轻质土中气泡的含有率，可控制气泡混合轻质土干密度在300～1200kg/m3之间，控制强度在0.3～5Mpa范围内调节（工程上强度主要应用范围为0.3～1.5Mpa）。

五、气泡混合轻质土在路基填筑的性能指标

用于计算水位以下部位填筑时，应按下表确定：

六、气泡混合轻质土施工要求

6.1水泥宜采用42.5级以上的通用硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。通用硅酸盐水泥应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的规定，硫酸盐水泥应符合现行国家标准《硫铝酸盐水泥》GB20472的规定。

6.2水应符合现行行业标准《混凝土用水标准》JGJ 63的规定。

6.3发泡剂应对环境无影响，发泡剂测定的气泡群质量应符合下列规定：

6.3.1气泡群密度应为48kg/m³~52 kg/m³.

6.3.2标准气泡柱静置1h的沉降距不应大于5mm。

6.3.3标准气泡柱静置1h的泌水量不应大于25ml。

6.4添加材料宜包括细集料、掺合料、外加剂等，其粒径不宜大于4.75mm。

6.5气泡混合轻质土浇注施工拟采用配管泵送方式。浇注时，浇注管出料口应与浇注面保持水平，蕞大高差不得超过1m。气泡混合轻质土的单层浇注厚度，除狭小面积可按≤1m控制外，其它按0.3~0.8m控制。

6.6气泡混合轻质土的单块浇注面积应根据设备能力、浇注厚度确定，确保浇注工作在气泡混合轻质土初凝以前完成，上浇注层应待下浇注层终凝后方可进行。

6.7当路堤高度h≥2.0 m 时，气泡混合轻质土台阶分为3 层：弟一个台阶顶面高程为：原地面高程+（h-1.4）/2；弟二个台阶顶面高程为：原地面高程+（h-1.4）；弟三个台阶顶面高程为：路面顶面高程－路面结构层。当路堤高度h＜2.0 m 时，气泡混合轻质土台阶分为2 层：弟一个台阶顶面高程为：原地面高程+（h-1.4）；弟二个台阶顶面高程为：路面顶面高程－路面结构层。

6.8要避免雨天施工，当遇到大雨或长时持续的小雨天气时，对未固化的表层采取防雨措施，重新浇筑上层时，应对已被雨水消泡的表层进行铲除清理。气泡轻质土固化前避免对气泡混合轻质土的扰动。

6.9气泡混合轻质土施工完毕后及时覆盖塑料薄膜或土工布，养护时间不少于7天。养护期内尽量避免人员在其上面行走及禁止堆积物品，以免破坏其中的气泡结构，影响质量。

七、气泡混合轻质土填筑的关键技术点

7.1技术要求

气泡混合轻质土有别于其他施工材料，关键就在于它的技术要求与其他轻质混凝土有一定的差别。这些差别是决定气泡混合轻质土独特用途的重要原因。

7.1.1干密度

干密度是气泡混合轻质土蕞重要的一项物理性能指标, 是配合比设计的基础, 各材料的选择及用量均是围绕其干密度的技术要求展开的. 干密度分为气干和绝干密度两种: 气干密度是指混凝土在空气中自然干燥后的密度; 绝干密度是指混凝土在105～110℃的条件下烘至恒重时的表观密度, 简称干密度. 普通混凝土一般采用气干密度表示, 而气泡混合轻质土受其泡沫剂及轻质填料的多孔性和吸水性的影响,一般采用绝干密度表示。

干密度反映了泡沫混凝土在完成养护之后的理论干燥质量,包括各基本组成材料的干物料总量和制品中非蒸发物总量( 其中包括化学结合水和凝胶水) , 应根据不同工程的具体使用要求而定.一般气泡混合轻质土的干密度为500～1200kg/m3。

7.1.2强度

泡沫混凝土的强度包括抗压强度、抗折强度和抗冲击强度. 对于大多数承重产品来说, 主要强调抗压强度, 而对一些板材制品则重点考虑抗折及抗冲击强度. 每一种产品的设计注重于哪些指标, 应根据产品的不同品种及技术要求而定. 在强度设计时, 应以干密度为基础, 即在保证干密度的前提下来设计符合产品技术要求的强度值. 特别需要注意的是, 强度应以满足这一密度等级产品的使用性能为标准, 而不能以密实混凝土为参照去盲目追求高强度。为使泡沫混凝土具有必要的强度保证, 其配制强度应大于强度标准值的3%～10%, 使其具有富余强度。

7.1.3导热系数

大多数气泡混合轻质土是作为保温材料使用, 因而导热系数也是它的一项主要指标. 导热系数的设计应以干密度为基准, 一般情况下, 泡沫混凝土的导热系数与干密度之间具有相关性, 干密度低的导热率一般也较低. 为了保证能达到预期的保温效果, 配合比设计时就应有降低导热系数的考虑, 特别是材料的选择和配比.

7.1.4吸水率

吸水率是衡量气泡混合轻质土的耐久性及物理性能的一项重要技术指标。影响混凝土耐久性的各种破坏过程几乎都与水有密切的关系，气泡混合轻质土更是如此。弟一吸水后可降低其抗冻性能，吸水越多，抗冻性越差；弟二各种有害物质可以以水为载体，侵入混凝土的内部，从内部侵蚀，使之破坏；第三水进入气泡混合轻质土后，若外界湿度降低，它又会在蒸发作用下从气泡混合轻质土中渗出携带大量溶解其中的盐碱物质，使表面盐碱粉裂并乏白霜，缩短其使用寿命；第四吸水后强度下降，保温性降低。

气泡混合轻质土内部气孔多，气泡态若是连通型的，就更容易吸水。其吸水率可控制在10%～25%之间，若是保温使用，则吸水率可控制在5%～10%之间即可。

7.1.5干燥收缩值

由于气泡混合轻质土密度低，内部空隙多，更容易出现干燥收缩。为了减少裂纹和变形，应控制其干燥收缩在技术允许的范围内。在一般情况下。它的干燥收缩值在0.6～1.0mm/m之间是允许的。

7.1.6水泥配比

水泥是泡沫混凝土强度的主要来源, 也是首要影响因素. 因为泡沫混凝土常温养护居多, 且又大量掺入 泡沫, 过少的水泥用量会造成塌模, 这就需要加大其水泥配比. 但为了保证泡沫混凝土较低的干密度, 就必须 在满足产品性能的基础上尽量降低水泥配比. 在一般情况下, 水泥的用量要占干物料总量的 70% ~ 1 00% .

7.1.7、轻集料配比

轻集料的特点是孔隙率高, 因而大多数吸水率亦较高, 而且密度较低, 故其加入量对产品的吸水率、密度 影响很大, 对导热率的影响也很大。

7.1.8、水料比

在实际生产时, 泡沫混凝土采用的可能不是水灰比, 而是水料比. 水料比是总用水量与各种干物料质量的比值,它是泡沫混凝土设计的一个重要技术参数.水料比不仅要满足水泥水化反应的需要,而且要满足搅拌及浇筑成型的需要,既要容易浇筑,又不会影响浇筑的稳定性。

7.2、在浆料中加入适当的外加剂，以提高浆体的凝结速度，保证在较短的时间内促成气泡混合轻质土微观结构状态固化；

7.3、研发新型气泡混合轻质土填筑设备，以提高填筑速度；

7.4、提高发泡剂的稳定性，填筑用发泡剂要求有很高的稳定性，使其在一次性填筑高度较大时，不会出现受压变形和破灭现象。

7.5、气泡混合轻质土对土壤、水、空气等自然环境均无污染作用；同时气泡混合轻质土应用于填充工程施工中，可避免高填高挖等对环境的破坏，对保护自然生态环境意义重大，环保优势明显。