摘要：简要介绍泡沫混凝土的概念，并分析了泡沫混凝土的轻质性、自立性、容重和强度可调节性、良好施工性等主要特性；介绍了泡沫混凝土在桥梁建设减荷中的应用，结合实际案例分析，说明泡沫混凝土的技术和经济优势。
关键词：泡沫混凝土；特性；优势
1 泡沫混凝土的概念
泡沫混凝土是一种新型环保建筑材料，是用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，与水泥基胶凝材料、水及可选组分集料、掺和料、外加剂等按照一定的比例混合搅拌，并经物理化学作用硬化而形成。
泡沫混凝土技术于1923年问世，我国早在上世纪50年代已开始引进该项技术，早期主要应用于房屋建筑保温。进入新世纪后，我国对泡沫混凝土的开发和研究也越来越重视，目前已推广至众多领域，并形成了规范化应用。
2 泡沫混凝土的主要特性
2.1 轻质性
轻质性是泡沫混凝土最显著的特性，相比普通混凝土其结构中含有大量的密闭泡沫孔隙，孔隙率高达20%~70%，一般泡沫混凝体的密度为300-1200kg/m3，超轻泡沫混凝土密度可达160 kg/m3。由于泡沫混凝土的密度小，在建筑物的内外墙体、层面、楼面、立柱等建筑结构中采用该种材料，一般可使建筑物自重降低25%左右，有些可达结构物总重的30%-40%。
2.2 自立性
泡沫混凝土由于使用水泥作为固化剂，通常在水泥初凝后就会开始固化自立，固化后对挡土结构物几乎没有推挤力，因而可垂直填筑。从而可以优化防护、桥台的设计。
2.3 容重和强度可调节性
泡沫混凝土可通过调整配合比，使容重和强度在一定范围内按需求变化。泡沫混凝土的容重一般可控制在3-18KN/m3；无侧限抗压强度可在0.3-5.0MPa范围内调节。当作为填筑材料时，泡沫混凝土无侧限抗压强度通常控制在0.5-1.2MPa。
2.4 良好的施工性
泡沫混凝土的流动性高，可通过管道泵送，实现垂直高度100米，水平距离500米的远距离输送。当用作路基回填材料施工时，无须推平、碾压或振捣，但其顶面无法像常规土路基那样做出标准纵横坡，仅能以台阶的形式适应坡度的变化。在泡沫混凝土路基与路面结构层之间，一般设计有调坡层。
2.5 其它特性
泡沫混凝土还具有节能环保、保温隔热、隔音耐火、隔水效果好、导热系数低等特性，这里就不一一介绍。
3 泡沫混凝土在地铁上跨桥梁施工减荷的案例
3.1 工程概况
广州市花都区迎宾大道立交桥位于迎宾大道与国道G106段交接处，按设计须在地铁9号线隧道上方进行立交桥桥台背填筑施工。由于地铁隧道已先行建设完成，桥台背填筑已进入地铁隧道有效安全保护范围，为确保地铁隧道结构安全，经专家安全评估后，桥台引道施工荷载不得超过20kPa。经验算按常规填土方法施工，荷载则超出规定值，行不通。为满足荷载要求，需要对桥台背填筑进行减荷处理，而最有效、便捷的办法就是采用泡沫混凝土替代常规用土填筑。
3.2 泡沫混凝土施工
3.2.1 总体施工工艺
泡沫混凝土具有良好的流动性，根据其自流平及分区分层浇注的特性。施工采用全管道泵送，总体施工工艺可概括为：两步制作，两步输送，分区分层浇注。
3.2.2 施工前准备
（1）施工配合比试验：①配合比试配试验应在原材料检验合格基础上进行，先应进行消泡试验，仅当消泡试验所确定的湿密度增加率（不大于10%）满足要求，方能进行抗压强度试验；②施工配合比强度试验需测定垂直方向不同部位7天龄期及28天龄期无侧限抗压强度，7d龄期抗压强度qu7d≥0.5 qs或28d龄期抗压强度qu28d≥qs；当qs满足，本配合比可做为施工配合比采用，如表1所示。
表1 泡沫混凝土施工参考配合比
（2）浇注分区分层划分：①浇注层的划分应以单层浇注厚度0.3～1.0m为准；②单个浇注区的面积应结合设备产能进行划分，应以浇注区内单个浇注层可在初凝时间内浇注完毕且单个浇注层浇注方量不超过200m3为控制标准，最大浇注面积不应超过400m2；③现场施工时，当按泡沫混凝土湿密度与抗压强度划分浇注层时，当按不同强度划分时，下层泡沫混凝土层厚小于0.3m时，为确保施工质量应合并为上层的湿密度与抗压强度浇注。
（3）开挖及施工顺序：为减少土方开挖及施工附加荷载对地件的影响，将桥台背工作面按10-15m/段，划分为若干个施工区段，对称均衡施工。
3.2.3 施工质量控制要点
（1）浇注施工前，应确保基底无积水、无松软土。
（2）单个浇注区浇注层的浇注施工时间应控制在水泥浆终凝时间内；上层浇注层仅当相邻的下层浇注层终凝后方能浇注施工。
（3）应沿浇筑区长轴方向自一端向另一端浇筑；如采用一条以上浇注管浇注时，则可并排地从一端开始浇注，或采用对角的浇注方式。
（4）浇筑过程中，当需要移动浇注管时，应沿浇注管放置的方向前后移动，而不宜左右移动浇注管；如确实需要左右移动浇注管，则应将浇注管尽可能提出当前已浇筑混凝土表面后再移动。
（5）进行扫平表面时，应尽量使浇注口保持水平，并使浇注口离当前浇筑混凝土表面尽可能低。
（6）尽量减少在已浇完尚未固化的混凝土里来回走动。
（7）雨季施工需做好天气预报，避免雨水天浇筑，布置水泵，做好降排水措施。
3.2.4 养护与防护
中间层泡沫混凝土如连续浇注施工，可不采取养护措施，但泡沫混凝土路基顶面浇注至设计高程后，应及时铺设防渗土工膜，如不能及时铺设防渗土工膜，则应采用塑料薄膜进行表面覆盖，以进行保湿养护。
3.2.5 技术和经济优势
一般桥台背填筑施工，常规采用低压缩比的土（如碎石土或石渣土）来进行填筑，这种施工方法缺点明显，因填料荷载过大、雨水渗入，地基的承载力不够等原因容易造成不均匀沉降，造成桥头跳车病害，反而增加了维修费用；其次工后沉降期较长，与桥梁建设的时效性、工程的经济性矛盾。
采用泡沫混凝土换填桥台背，可利用其轻质性、固化后的自立性，填筑后能与桥台形成一个整体、抗冲击性能好、无侧向压力、对地基荷载小，大大减少沉降和不均匀沉降、彻底消除台背填料自身的工后沉降期、避免了桥头跳车病害，从而减少维修费用，具有明显的技术和经济优势。
4 结语
目前，泡沫混凝土在桥梁施工中的应用一般多用于软基段桥台背换填施工，现今拓展引用到减轻地铁隧道荷载的桥台背填筑施工，正是技术的一种延伸和发展，相信将来泡沫混凝土技术会越来越成熟，应用的领域也越来越广泛。
参考文献：
[1]韩香菊，杨文玲.泡沫混凝土的特性及应用[J].建筑科学，2015（12）：239.
[2]常婧莹.浅谈泡沫混凝土在建筑中的应用[J].房材与应用，2005（4）：39.
[3]张磊，杨鼎宜.轻质泡沫混凝土的研究及应用现状[J].混凝土，2005（8）：44-48.
论文作者:李颖
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/15
标签：混凝土论文; 泡沫论文; 桥台论文; 抗压强度论文; 荷载论文; 容重论文; 密度论文; 《基层建设》2019年第12期论文;