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泡沫混凝土

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泡沫混凝土强度能够满足无碴轨道路基静怎么办

浏览: 发布日期:2020-09-17
在特殊土壤条件下,由于土体的固结沉降是高速铁路施工和运行过程中经常遇到的一个科学难题,而这种固结沉降是由于大载荷作用引起的附加应力所致。
为减少路基重量和附加应力,可采用轻质泡沫混凝土作路基填料,以控制路基在特殊土区的沉降。但目前还不清楚无碴轻质泡沫混凝土轨道路基在循环荷载作用下是否具有长期的动稳定性。
针对这一问题,对轻质泡沫混凝土的静、动强度进行了抗压强度和动三轴试验研究。为了测定受循环动载荷作用的轻泡沫混凝土的长期性能,提出了一种大型路基模型,该模型中填充了650kg/m³的目标密度。
研究结果表明,以500-800kg/m³为目标密度的轻质泡沫混凝土强度能够满足无碴轨道路基静、动力条件的要求;以轻质泡沫混凝土为目标密度的无碴轨道路基强度能够满足要求。
采用650kg/m³d厚度为0.5m的泡沫混凝土动态缓冲层,在轻质泡沫混凝土层与基础板之间设置,在循环动载荷作用下,具有较好的长期动态稳定性。
因气泡大小不均而引起的冒泡。此因小泡破裂后伴有大泡主题气将大泡涨裂,引起冒泡。这意味着在浆液中存在大量小气泡破裂,导致大气泡也破裂。大面积气泡的破裂会使浆体中部产生一定的凹陷。要控制这样的冒泡,就需要在起泡时保持均匀的大小,尽量缩小泡径的分布范围,使泡径基本趋于一致。
二是由于固体物料沉降引起的泡沫这种情况系集料粒过大,泡沫浆体难以支撑其重量,泡沫沉降时,将底部的泡沫压破,使大量气体溢出浆面,形成泡沫。骨料粒度应尽可能地控制,尽可能地小,严格控制其加量,以避免骨料大量沉降。
本文介绍了泡沫混凝土的制备原理,对其影响因素进行了分析,并提出了提高泡沫混凝土强度的方法,指出泡沫混凝土是一种利废、环保、节能、经济、轻质、高强、不吸水、不燃烧的新型建筑节能材料。
主题词:泡沫混凝土,强度,掺合料,配合比。
绪论。
泡沫塑料混凝土是通过发泡剂的发泡系统,将发泡剂(经化学或物理方法按应用要求将空气或氮气、二氧化碳、氧气等气体引入混凝土浆体中)用机械方法充分发泡,并将泡沫与水泥浆混合均匀,然后经泵送系统进行现浇施工或模塑成型,经合理的自然养护成型,内部含有大量细小、封闭、分布均匀的气孔,具有轻质高强、隔热保温、防火隔音、抗水冲击等特点的建筑材料。近几年来,国内外对泡沫混凝土的研究和发展十分重视,使得它在建筑领域的应用越来越广泛。但是,目前国内外对泡沫混凝土及其应用技术的研究成果多以专利形式体现出来,而国内在泡沫混凝土生产方面,既缺乏全套设备,又缺乏完整的数据资料和经验积累,而且缺乏施工的理论指导,因而没有充分体现泡沫混凝土的优越性,常常出现强度不高、混凝土开裂或吸水等问题。最近,笔者着重研究了影响泡沫混凝土强度的几个因素,并发现了一些提高泡沫混凝土强度的规律,这对于建筑节能和环保新材料的应用具有重要意义。
泡沫混凝土的配制原理。
发泡混凝土通常是通过机械的或压缩空气的方法,将泡沫液制成泡沫,然后将泡沫加入由硅质材料、钙质材料、水和各种掺合料组成的浆料中,通过混合和搅拌,浇注成型,养护,制成一种内部有大量气孔封闭的混凝土。
二是影响泡沫混凝土强度的因素。
泡沫混凝土和普通混凝土一样,其强度不是固定的数值,其强度受胶凝材料种类、水泥用量、混凝土配合比、水灰比、泡沫用量(不同体积质量)、发泡剂、养护制度和其它外加剂的使用等因素的影响。本论文只就水灰比、配比和掺合料的选择作重点讨论。
2.1水灰比作用。
常规混凝土配制过程中,随着模压水灰比的降低,混凝土强度有所提高,但在泡沫混凝土试验中发现强度有差异。
当浆液的流动性主要取决于外加剂的用量时(即浆液已具有良好的流动性),随着水灰比的降低,浆液的强度增加;反之,则降低。研究结果表明:随着水灰比的降低,混凝土中的游离水量减少,泡沫混凝土的吸水率降低,有效地提高了混凝土的强度;但是,当水灰比继续降低时,由于水泥的水化需水不足,将吸收泡沫中的水分,使泡沫破裂,从而导致封闭气泡数目减少,混凝土的均匀性降低,强度降低。
当浆液流动性主要依赖于加水量时,随着水灰比的增加,浆液的强度增加,反之则降低。
理由:高模量水灰比保证了浆料的良好流动性,可以保证泡沫均匀地引入到水泥浆料中并均匀分布,从而实现强度的提高。水灰比降低,浆体流动性不足,会导致混凝土中气泡分布不均匀,从而降低混凝土强度。
鉴于上述情况,泡沫混凝土水灰比对强度的影响是多方面的,因此,应根据具体情况具体分析,调整水灰比的大小,使泡沫混凝土内部材料结构均匀、多个封闭、独立气泡是提高其强度的重要途径。
2.配料的影响。
泡沫塑料混凝土在制备时可单独使用水泥,或除水泥外,可同时使用其他材料(如硅灰、矿渣、粉煤灰等),或用细集料(砂子)。首先是单独使用水泥时比较简单,所用水泥的强度等级越高,加量越多,制得的泡沫混凝土的强度也越大。因此,在准备制备高强泡沫混凝土时,应选用高强水泥。二是混合材料的引入将使泡沫混凝土早期强度明显下降,但对后期强度影响不大;若加入适当强度激发剂,可有效减缓前期强度下降。在实际施工中经常会出现同时掺入混料和砂子的情况,因此,泡沫混凝土的配合比有一个合适的范围,需要通过试验来确定。
2.3添加剂用量的作用。
外加剂用于泡沫混凝土,主要有水泥强度激发剂、减水剂和发泡剂。
2.3.1发泡剂
通过对泡沫混凝土配制原理的分析,认为利用发泡剂引入大量气孔,使普通混凝土具有轻质、隔音、保温、高流动性等功能,是制备泡沫混凝土的基础;但从结构和力学方面来看,也使结构的致密性大大降低,从而降低泡沫混凝土的强度。因此,如何控制发泡剂的用量,使其兼具轻质、隔音、保温、高流动性等功能,同时使混凝土强度不低于预期目标,是混凝土生产科学研究的新课题。
有很多物质可以产生泡沫,但并不是所有的物质都可以作为发泡剂使用。当泡沫与浆料混合时,只有泡沫倍数足够大,薄膜不会被破坏,且具有足够的稳定性,不会对胶凝材料产生凝结和硬化的有害作用时,才适用于制造泡沫混凝土。
发泡材料对泡沫混凝土强度的影响主要表现在泡沫的大小、均匀(均匀的大小和均匀的分布)、稳定程度、发泡能力等方面。需发泡剂起泡能力强,密度低,单位含水量较小,泡沫牢固,泡沫细小,分布均匀,对混凝土副作用小。
2.3.2水泥强活化剂。
水泥土强活化剂主要应用于水泥混合物中,可减轻泡沫混凝土早期强度降低的程度。但使用激活剂往往会降低泡沫混凝土的最终强度。
2.3.3减少水分。
减水灰比较低时,混凝土减水剂仍能使泡沫混凝土顺利完成浆料与泡沫的混合,制得泡沫分布均匀的泡沫混凝土。因此,加入适量高效减水剂是制备高强度泡沫混凝土的一种重要方法。但由于减水剂的价格较贵,而且一些减水剂在某些性能上与发泡剂相反,因此减水剂的种类和添加量必须通过试验来确定。
减水剂的加入对泡沫混凝土早期强度的影响(见表1)。
由表1可以看出,减水剂的掺入使泡沫混凝土的早期强度有了显著的提高:掺入高浓度的萘系减水剂对早期强度的贡献更大。这是由于掺入高浓度的萘系造成的。

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