中铁十四局集团第三工程有限公司 山东济南 250000
摘要：本文结合成都天府国际机场综合管廊夹角回填工程实例，分析介绍了泡沫混凝土的优点、施工工艺及质量检测、质量管理及保证措施，采用泡沫混凝土回填管廊夹角位置，有效解决了管廊夹角位置回填施工质量控制难题，加快了施工进度，取得了良好的效果。
关键词：泡沫混凝土；夹角回填；施工工艺；质量控制
1、引言
近年来，泡沫混凝土在因其“轻”、“快”、“方便”等特点，在基础设施建设领域得到了广泛的应用，有效地解决了软基过渡段的沉降和不均匀沉降、路堤与桥台相接处的差异沉降等问题。现已应用于桥台台背回填、道路拼宽、山区路段填筑、工程抢险等特殊路段的填筑、空洞、管线的回填、隧道口的填筑等。本文结合成都天府国际机场综合管廊夹角回填工程实例，采用泡沫混凝土回填管廊夹角位置，有效解决了管廊夹角回填质量控制难题，加快了施工进度。
2、工程概况
天府国际机场T1、T2航站楼空路侧连廊以南的区间工程位于简阳市莲花村，包含：地铁18#线（左、右线），地铁13#线（左、右线），穿场隧道左线、右线，1#综合管廊，2#综合管廊，2#行李管廊，规划塔台隧道。
18#线与13#线区间隧道共建；穿场隧道左、右线与地铁区间隧道平行敷设，大部分区段与地铁区间隧道共建；1#综合管廊与2#行李管廊共建，平行于穿场隧道敷设；2#综合管廊平行于穿场隧道敷设；规划塔台隧道位于1#综合管廊与穿场隧道右线之间，平行敷设。
本项目具有工程规模大，工期紧，任务重，综合性强的特点，区间隧道工程全线均为地下暗埋段，采用明挖法施工，主体结构完工后进行回填施工，回填后进行机场南垂滑以及机场场坪的建设，对回填质量要求很高，如何保证回填施工质量是本项目的重难点之一，尤其是特殊部位的回填质量是控制的重中之中。
3、泡沫混凝的优点
1) 轻质性：干体积密度为300-1600KG/M3，相当于普通水泥混凝土的1/5～1/8左右，可减轻建筑物整体荷载。
2) 整体性：可现场浇注施工，与主体结合紧密，不需留界隔缝和透气管。
3) 低弹减震性：泡沫混凝土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。
4) 抗压性：抗压强度为0.6-25.0MPA。
5) 耐水性：现浇泡沫混凝土吸水性较小，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。
6) 耐久性：与主体工程寿命相同。
7) 施工速度快：只需使用简单的机器可实现自动化作业，可实现800米的远距离输送，工作量为150—300M3/工作日。
8) 环保性：泡沫混凝土所需原料为水泥和起泡剂，起泡剂为中性，不含苯、甲醛等有害物质，避免了环境污染和消防隐患。
9) 经济性：综合造价低。
充分利用泡沫混凝土的优点，成都天府国际机场综合管廊夹角回填拟采用泡沫混凝土回填，有效解决综合管廊夹角回填质量控制难题，并加快施工进度。
4、现浇泡沫混凝土工艺流程
现浇泡沫混凝土施工工艺流程如图4-1。
5、施工工艺
（1）泡沫混凝土的生产工艺流程如下：
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注：①质量检验应以连续分布的成型浇筑体为基本单位；
②施工浇筑每层硬化后进行检测。
7、质量管理
（1）进场材料除应符合上述要求。不合格材料，坚决清除出场。
（2）施工中对现浇泡沫混凝土的气泡容重、湿容重、流值严格控制，确保工程质量。
①泡沫密度。每次正式开工配料前，必须先通过调节发泡液控制阀门和压缩空气阀门调整气泡的容重，施工过程中将通过气泡流量控制阀门来调整泡沫混凝土湿容重至规定值。
②湿容重。气泡混合泡沫混凝土拌和物湿容重控制值为施工图要求值K±25Kg/m3。填筑现场从输送管出料管口取样称量，将称量结果给技术人员，对超出规定值的进行及时调整。现场取样称量频率不高于每30分钟一次，且不少于每12小时1次。
③流值。控制值170mm～190mm，现场取样用游标卡尺量测，频率与湿容重的检测频率一致。
（3）设备控制
①材料定量控制。施工前应对泡沫混凝土设备进行定量调试，控制：水泥及集料的上料、供水、搅拌、发泡剂发泡、资料与泡沫的混合、泡沫混凝土浆料输送等。
②设备的维修保养
每次施工完毕后应立即清洗设备，凿除硬化了的水泥块，加润滑油。现场配备足量的易损件，及时更换损毁件，严禁设备带病工作。
8、质量保证措施
（1）泡沫混凝土存在的问题及解决的措施
①制备泡沫混凝土通常使用特种水泥，造价昂贵。本工程将使用普通硅酸盐水泥，通过加入促凝剂来改善泡沫混凝土浆体的凝结和稠化性能。泡沫混凝土浆体需水量较大，待浆体凝结硬化后产生大量的微裂缝和孔隙，影响泡沫混凝土的性能。可通过加入高效减水剂，在保持泡沫混凝土浆体流动度的同时，减少用水量。
②泡沫混凝土浆体成型时容易产生泌水、离析、分层、冒泡甚至塌模。可加入高分子添加剂，通过改变稠度、流动度和保水性来解决上述出现的问题。目前市场上发泡剂制造成本较高，现有发泡技术制成的泡沫稳定性差，泡沫不均匀。我们将第四代复合型发泡剂，改善发泡剂的性能。
③强度偏低。泡沫混凝土的强度随着引入泡沫而产生的孔隙率的增加而降低，引入泡沫越多，孔隙率越大，容重越小，其轻质、保温、隔音的性能就越明显，但是强度下降幅度就越大，所以泡沫混凝土的特性是以强度降低为代价的。要使其强度与其特殊性能之间平衡，也就是说要在降低容重的前提下，最小限度的降低泡沫混凝土的强度。提高泡沫混凝土的强度可以考虑以下几个技术途径：选择适宜的配合比；掺合料采用适宜的颗粒级配；采用不同的掺合料复合使用；使用高效减水剂并控制适宜的低水灰比；采用优质高效发泡剂；采用纤维增强和有机类外加剂复合；加强泡沫混凝土的早期养护，优化养护制度、加强早期保水；减小泡沫混凝土的收缩、掺加适量的膨胀水泥、憎水剂，防止开裂和吸水。
（2）原材料对质量的影响
①水泥：
水泥是构成混凝土材料的主要胶凝材料，普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氯氧镁水泥、火山灰质复合胶凝材料等均可作为泡沫混凝土的胶凝材料。泡沫混凝土是一种大水灰的流态混凝土，采用普通硅酸盐水泥时，水泥完成水化的理论水灰比为0．227左右；由于发泡剂所产生泡沫的稳定时间有限，为了保证气泡不破碎就必须缩短胶凝材料的凝结时间，提高发泡混凝土的性能，拟采用PC32.5R普通酸盐水泥为胶凝材料来制备泡沫混凝土，同时采用在普通硅酸盐水泥中掺入促凝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。
②外加剂：
减水剂：聚羧酸盐为最新一代高性能减水剂，在各种高效减水剂中，它的性能最为优异，高效减水剂的用量一般在水泥量的1.0％～2.5％之间。它的化学结构含有羧基负离子斥力，以及多个醚侧链与水分子反应生成的强力氢键所形成的亲水性立体保护膜产生的立体效应，使它具有极强的水泥分散效果和分散稳定性。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可提高混凝土强度30％以上。
促凝剂：能使混凝土迅速凝结硬化的外加剂。促凝剂的主要种类有无机盐类和有机物类。我国常用的促凝剂是无机盐类。无机盐类促凝剂按其主要成分大致可分为三类：以铝酸钠为主要成分的促凝剂：以铝酸钙、氟铝酸钙等为主要成分的促凝剂；以硅酸盐(Na。S i 0。)为主要成分的速凝剂。促凝剂掺入混凝土后，能使混凝土在5min内初凝，1Omin内终凝。1h就可产生强度，ld强度提高2～3倍，但后期强度会下降，28d强度约为不掺时的80％～90％。温度升高，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，混凝土的干缩率有增加趋势，弹性模量、抗剪强度、粘结力等有所降低。
③发泡剂：实验室制备泡沫混凝土的发泡方式为机械高速搅拌，搅拌时间约为5min，泡沫现搅现用。所制得的泡沫大小均匀、泡径较小、稳定性好。泡沫混凝土现浇中发泡方式为压缩气体发泡。
传统发泡剂质量的好坏直接影响到泡沫混凝土的质量，能产生泡沫的物质有很多，但并非所有能产生泡沫的物质都能用于泡沫混凝土的生产。只有发泡倍数够大、在泡沫和料浆混合时薄膜不致破坏具有足够的稳定性、对胶凝材料的凝结和硬化不起有害影响的发泡剂，才适合用来生产泡沫混凝土。
（3）测试方法
水泥基本性能测试。按照GB／T1346-2001(IS09597：l989)《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测定水泥标准稠度用水量和凝结时间；水泥砂浆试样依照GB／T 17671—1999(IS0679：l989)《水泥胶砂强度检验方法》制备、养护，到相应龄期取出试块测定水泥砂浆的抗折强度和抗压强度。
泡沫混凝土的性能测试。泡沫混凝土的物理力学性能测试，首先必须参照标准JC／T1062—2007《泡沫混凝土砌块》执行。泡沫混凝土力学性能测试按GB／T11971—1997的规定进行。干表观密度、吸水率和含水率按GB／T11970—1997的规定进行。导热系数按GBl0924的规定进行。
9、结语
在成都天府国际机场综合管廊夹角回填工程施工中，通过采用泡沫混凝土回填管廊夹角位置，并通过控制原材料质量、配合比及施工工艺等措施有效解决了管廊夹角位置回填施工质量控制难题，并加快了施工进度，为同类工程提供了可借鉴施工经验。
参考文献
[1]魏文慧. 泡沫混凝土的分析与应用 . 混凝土, 2013年第2期.
[2]张磊.杨鼎宜 轻质泡沫混凝土的研究及应用现状 混凝土, 2005年第8期.
论文作者:李建峰
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6