核心提示：泡沫混凝土材料應(yīng)用于路橋橋臺背填充，是一項改變常規(guī)常規(guī)橋臺背填筑工藝方法的革新型技術(shù)。泡沫混凝土材料具有有密度小、質(zhì)量輕、強度大于常規(guī)回填土、填筑后形成一個整體、抗沖擊性能好、無側(cè)向壓力、對地基荷載小等優(yōu)勢。使用泡沫混凝土填筑后，橋臺背處于超固結(jié)狀態(tài)，由此減少沉降和不均勻沉降、徹底消除臺背路堤填料本身的工后沉降、避免橋頭跳車病害，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。
自改革開放以來，我國公路橋梁建設(shè)飛速發(fā)展。近年來，在國家新一輪的基礎(chǔ)建設(shè)計劃的實施下，道路、橋梁工程建設(shè)又進入了一個調(diào)整發(fā)展的時期。我國道路、橋梁建設(shè)，已取得了舉世輝煌的成績。
在需高填方的橋梁建設(shè)中，在路橋結(jié)合部的橋臺背、主橋與引橋間搭板下軟連接等部位，常規(guī)采用低壓縮比的土(如碎石土或石渣土)來進行填筑。施工時，每填筑20～1250px土需進行碾壓、夯實，密實度達(dá)到設(shè)計要求后，再進行下一層填筑、碾壓、夯實，填筑達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，需經(jīng)過較長時間的工后沉降期(幾個月、半年或一年以上)才能進行路面結(jié)構(gòu)層鋪設(shè)。由于工后沉降期較長，這寫橋梁建設(shè)的時效性、工程的經(jīng)濟性矛盾。在橋臺背或主橋與引橋軟連接或橋頭等過渡段，路面結(jié)構(gòu)層鋪設(shè)完成投入使用后，因填料荷載過大、雨水滲入，地基的承載力不夠等原因，容易產(chǎn)生不均勻沉降，造成跳車現(xiàn)象，被稱為橋頭跳車。橋梁70%的維修費用是花費在橋頭跳車的修補上。傳統(tǒng)的處理方法是提高地基的承載力，不但很難從根本上解決問題，還存在工期過長、經(jīng)濟性不強等問題。
泡沫混凝土是可代替土進行橋臺背填筑的新型輕質(zhì)混凝土材料。是用物理方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫，再將泡沫加入到由水泥基膠凝材料、集料、外加劑和水制成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆注成型、自然養(yǎng)護而成的一種多孔輕質(zhì)現(xiàn)澆混凝土。具有輕質(zhì)、環(huán)保、可現(xiàn)澆、成本低等獨特的性能特點。目前，泡沫混凝土在工業(yè)或民用建筑的屋面保溫找坡、地暖隔熱層、室內(nèi)外墊層、外墻保溫隔熱、非承重墻體或隧道、基坑填充等建筑節(jié)能、建筑結(jié)構(gòu)減荷領(lǐng)域應(yīng)用較多。
泡沫混凝土材料應(yīng)用于路橋橋臺背填充，是一項改變常規(guī)常規(guī)橋臺背填筑工藝方法的革新型技術(shù)。泡沫混凝土材料具有有密度小、質(zhì)量輕、強度大于常規(guī)回填土、填筑后形成一個整體、抗沖擊性能好、無側(cè)向壓力、對地基荷載小等優(yōu)勢。使用泡沫混凝土填筑后，橋臺背處于超固結(jié)狀態(tài)，由此減少沉降和不均勻沉降、徹底消除臺背路堤填料本身的工后沉降、避免橋頭跳車病害，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。采用泡沫混凝土填筑，可大幅減少工后臺背維修費用，且通過優(yōu)化設(shè)計可減少橋梁樁基用量，綜合成本低，具有較高性價比的經(jīng)濟優(yōu)勢。同時泡沫混凝土還可應(yīng)用于軟基路段公路路基、道路加寬擴建、山區(qū)公路陡峭路段、跨線橋錐坡許放坡回填、地下隧道減荷、空洞填充等領(lǐng)域。
泡沫混凝土填筑的關(guān)鍵技術(shù)點在于：①在漿料中加入適當(dāng)?shù)耐饧觿蕴岣邼{體的凝結(jié)速度，保證在較短的時間內(nèi)促成泡沫混凝土微觀結(jié)構(gòu)狀態(tài)固化;②研發(fā)新型泡沫混凝土填筑設(shè)備，以提高填筑速度;③提高發(fā)泡劑的穩(wěn)定性，填筑用發(fā)泡劑要求有極高的穩(wěn)定性，使其在一次性填筑高度較大時，不會出現(xiàn)受壓變形和破滅現(xiàn)象。
路橋填筑用泡沫混凝土技術(shù)要求:
料的保溫隔熱性要求不高，但對經(jīng)濟性、高強度特性、漿體的流動性、濕密度的控制、漿體凝結(jié)時間等有較高的要求。
1、常用填筑用泡沫混凝土技術(shù)指標(biāo)如下：
常用填筑用泡沫混凝土技術(shù)參數(shù)
表中泡沫混凝土強度范圍為參考值，設(shè)計時可根據(jù)需要適當(dāng)超出參考強度范圍取值(±22%)，在施工時可通過調(diào)整原材料配比，添加外加劑達(dá)到設(shè)計要求。
2、原材料配比：
泡沫混凝土的填充施工中原材料配比主要根據(jù)具體項目的要求的容重、強度所決定，包括水泥配比、輕集料配比及水料比。
2.1 水泥配比
泡沫混凝土填充的主要原材料就是水泥，因填充施工通常都是在常溫下進行，固泡主要靠水泥的膠凝作用，所以在填充工程中的泡沫混凝土配合比必須以水泥為主體，采用高水泥配比量。700kg/m3以下容重的的泡沫混凝土填充材料，水泥的配比量不能低于物料總量的70%。當(dāng)容重在500kg/m3以下時，其常
溫配比量應(yīng)約占于物料總量的90%以上。
2.2 輕集料配比
添加量A07以下泡沫混凝土不應(yīng)超過水泥量的20%;A09以下不應(yīng)超過40%;A12以下不宜超過50%。
2.3 水料比
在泡沫混凝土填充施工中，水料比應(yīng)為水和各種干物料總值的比例，水料比不僅要滿足水泥水化反應(yīng)的需要，還要滿足攪拌及澆注成型的需要。理想的水料比，應(yīng)是水泥漿能夠方便的混入泡沫，在混入泡沫后漿料不過稀，即容易澆注，又不會影響澆注的穩(wěn)定性。
3、主要材料要求
3.1 水泥：
采用42.5#或32.5#的硅酸鹽水泥。水泥進場必須分廠家，按批、按品種分類堆放，并且必須有出廠合格證明及試驗資料。絕對禁止使用超期和受潮結(jié)塊的水泥。
3.2 發(fā)泡劑：
采用無污染的高性能發(fā)泡劑，性能符合JC/T266—2011《泡沫混凝土》中附錄A的規(guī)定。材料應(yīng)有出廠合格證，出廠性能報告，產(chǎn)品使用說明等。
3.3 外加劑：
外加劑應(yīng)符合《混凝土外加劑》GB 8076的規(guī)定。
3.4 水：
應(yīng)符合JGJ 63規(guī)定，不含有影響泡沫穩(wěn)定性，水泥強度及耐久性的有機物，油垢等雜質(zhì)。
3.5 粉煤灰：
一般應(yīng)選用一級粉煤灰，一級粉煤灰不足時，也可選用二級，三級粉煤灰不宜選用。
3.6 細(xì)磨礦渣粉：
細(xì)磨礦渣粉細(xì)度(0.045mm方孔篩篩余)應(yīng)小于20%，活性指數(shù)(28d)應(yīng)大于95%。
4、原材料對質(zhì)量的影響：
4.1 水泥：
水泥是構(gòu)成混凝土材料的主要膠凝材料，普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、氯氧鎂水泥、火山灰質(zhì)復(fù)合膠凝材料等均可作為泡沫混凝土的膠凝材料。
泡沫混凝土是一種大水灰比的流態(tài)混凝土，采用普通硅酸鹽水泥時，水泥完成水化的理論水灰比為0.227左右;由于發(fā)泡劑所產(chǎn)生泡沫的穩(wěn)定時間有限，為了保
證泡沫不破碎就必須縮短膠凝材料的凝結(jié)時間，提高發(fā)泡混凝土的性能，宜采用P042.5R普通酸鹽水泥為膠凝材料來制備泡沫混凝土，同時采用在普通硅酸鹽
水泥中摻入促凝劑來調(diào)整水泥漿的凝結(jié)時間，使水泥漿體硬化時間與泡沫的穩(wěn)定時間相一致。
4.2 外加劑：
4.2.1
減水劑：聚羧酸鹽為最新一代高性能減水劑，在各種高效減水劑中，它的性能最為優(yōu)異，高效減水劑的用量一般在水泥量的1.0%～2.5%之間。它的化學(xué)結(jié)構(gòu)
含有羧基負(fù)離子斥力，以及多個醚側(cè)鏈與水分子反應(yīng)生成的強力氫鍵所形成的親水性立體保護膜產(chǎn)生的立體效應(yīng)，使它具有極強的水泥分散效果和分散穩(wěn)定性。它的
減水率高達(dá)30%～40%，在保持強度不變時節(jié)約水泥25%，在保持水泥用量不減時可提高混凝土強度30%以上。
4.2.2
促凝劑：能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。促凝劑的主要種類有無機鹽類和有機物類。我國常用的促凝劑是無機鹽類。無機鹽類促凝劑按其主要成分大致可分為三類：以鋁酸鈉為主要成分的促凝劑：以鋁酸鈣、氟鋁酸鈣等為主要成分的促凝劑;以硅酸鹽(Na。S i0。)為主要成分的速凝劑。促凝劑摻入混凝土后，能使混凝土在5min內(nèi)初凝，1Omin內(nèi)終凝。1h就可產(chǎn)生強度，ld強度提高2～3倍，但后期強度會下降，28d強度約為不摻時的80%～90%。溫度升高，提高促凝效果越明顯。混凝土水灰比增大則降低促凝效果，摻用促凝劑的混凝土水灰比一般為0.4左右。摻加促凝劑后，混凝土的干縮率有增加趨勢，彈性模量、抗剪強度、粘結(jié)力等有所降低。