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泡沫轻质土充填技术及应用

文档作者：陈忠平1 孙仲均2 钱争晖3 文档来源： 1．广州大学工程材料研究所 2．中国建筑科学研究院 3．北京市热力集团		点击数：	更新时间： 2025年11月16日
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74
施工技术
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2011年5月下
第40卷第341期
泡沫轻质土充填技术及应用
陈忠平1，孙仲均2，钱争晖3
(1．广州大学工程材料研究所，广东广州511440；2．中国建筑科学研究院，北京100013；
3．北京市热力集团，北京100026)
[摘要]试验研究和工程实践表明，泡沫轻质土具有稳定物理力学性能和良好施工性，目前已在采空区充填、道路
加宽、软弱地基处理、基坑及管线回填和工程应急抢险等方面得到广泛应用。详细介绍了泡沫轻质土的原材料与
制作，及其优点和特性，最后提出在某些实际工程中应用效果显著。
[关键词】泡沫；轻质土；充填材料；地基处理
[中图分类号】TU521．3 [文献标识码]A [文章编号】1002-8498(2011)10-0074-03
Filling Technology and Application of Foamed Light-weight Soil
Chen Zhongpin91，Sun Zhongjun2，Oian Zhenghui3
(1．Institute ofMaterials Engineering，Gnangzhou Unwe船蚵，Guangzhou，Guangdong 511440，China；
2．China Academy ofBuilding Research，Beijing 100013，China；3．Beijing Dbtrwt Heating Group，Being 100026，China)
Abstract：The project experience and test research show that foamed light-weight soil has a stable
physical，mechanical properties and good workability．For the good characteristics of foamed light—weight
soil，many projects such a8 goat"filling，road widening，soft foundation treatment，foundation excavation and
pipes backfilling，project emergency treatment choose this material．The making and raw materials of
foamed light·weight soil and its advantages and characteristics are introduced in detail．Some examples
are cited to show that foamed light-weight soil has a good effect．
Key words：foam；light·weight soil；filling material；foundation treatment
l 泡沫轻质土的原材料与制作
泡沫轻质土是用物理方法将发泡剂水溶液制备
成泡沫，与必须组分水泥基胶凝材料、水及可选组分
骨料、掺和料、；,b／Jn剂等按一定比例混合搅拌，并经
物理化学作用硬化形成的一种轻质材料。制作泡沫
轻质土的胶凝材料应符合国家相关标准规定：①硅
酸盐水泥应符合《通用硅酸盐水泥》GBl75—2007
规定；②快硬硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥应符合
<快硬硫铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥》JC933—>GB／T1596—2005规
定；②磨细矿渣粉应符合<用于水泥和混凝土中的 粒化高炉矿渣粉="粒化高炉矿渣粉">GB／T18046--2008规定。外加剂
应符合<混凝土外加剂>GB8076--2008规定。
【收稿日期】201l旬3旬2
[作者简介】陈忠平，广州大学工程材料研究所所长．高级工程师．广
州市番禺区石楼镇官桥村清华科技园广州创新基地5楼D座
511440，电话：13302255948，E—mail：ezp0301290 163．Ⅲ
拌合水不应含有影响泡沫稳定性、泡沫轻质土
强度及耐久性的有机物、油污等杂质。
发泡剂应符合下列要求：①对环境应无不良影
响，宜采用界面活性类发泡剂；②在0。C以上的温度
环境，发泡剂不应出现离析现象；③稀释倍率不宜小
于100；④标准泡沫密度宜为40一60kg／m3；⑤发泡
剂所制作的泡沫应细密，经消泡试验确定的湿密度
增加率不应超过10％。
泡沫轻质土制作流程：胶凝材料+掺和料+骨料
+水制成水泥(砂)浆，加入泡沫得到泡沫软质土。
2。泡沫轻质土的优点
1)轻质性容重可控制在5—15kN／m3，其无
侧限抗压强度与容重之间的关系如图l所示。
2)密度和强度可调节性根据不同材料的组
成用量和气泡率，按工程需要调整密度和强度。
3)良好的施工性采用管路泵送方式现浇，可
在狭小空间浇筑、自流平、自硬化、无需碾压或振捣。
4)硬化性能好硬化后可自立，可垂直填筑。
5)耐久性好泡沫轻质土属于水泥类材料，与
聚苯乙烯泡沫相比，具有更好的耐久性。
万方数据
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目I *■mR5％＆；g■∞4
Fig I Curvdq or⋯rt镕lve
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6)良好的环保特性埘环境无污染．且可利用
粉攥灰等T业废溘。
3泡沫轻质土的特性
^J密度
泡诛轻质土一方面显示出较明显的轻质性，另
一方面．qT根揩工程需要在大范围内进行调整。工
程中常用的密度范围为500—1 300kg／m 3．其他各材
料密度分别为：混凝土2 500k∥m3．基层2 300ke,／
m’．常规填土l 800～2 000kr／m’，粉煤灰l 200一
I 6。0k∥m 3．蔡苯乙烯抱冻200一j00k∥m’。
当泡诛轻质土单层浇筑厚度较大时，萁底部园
泡诛的压缩变形，表观密度会出现增大趋势．敞施工
中，埔常控制单屡浇筑厚度不超过Im。单层浇筑
厚艟与温密度的关系如图2所示。
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Slnllle llyer and wct de_slty
3 2强度
鼬苻’C泡牢豹增⋯．泡沫轻压I强艇连渐降低。
在。t泡书棚删的情况下．陟的含打书越大．泡淋轻质
上强度越低、控制其强艘的技心Ⅲ索为配合比
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F№3 curv∞d_，ttr⋯帅do．air bubble
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水
与抗压强度g。关系为：抚折强度为0 33q。；抗
托强度为0 20q。；抗弯强度为0 35q．；劈裂强度
0 209。；CBR为25 06q．一0 646；弹性攘量为?30q．．
3．3应力应变
泡诛轻质上无侧限破坏特性以瞻性破坏为主，
破坏前，臆力与应变早较好的线弹性芫系。
3．4耐九性
体现在赋存环境对其物理力学性能的影响。
I)干湿的影响干滥讧￡验表明．历经干湿循环
lO墩，泡沫轻质土抗压强度基本不变(见圈4)。
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一SIC卸75．m女＆9SOVm／m’
3．0． 一艇‘一1*镕＆8，*Bhl
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Fig 4 Cu⋯口r dry-wn cycle⋯k^and
tⅫ口tmt slreJqtb
泡诔轻质上长期养护试验表明．与最高强度相
比．室外臻薛养护强腰降低30％～50％，浸水养扩
为20％一40％，室内暴露为IO％一20％；温密度越
大．其强厦降低幅度越小。养护条件与抗压强度的
鼍系如图5所示。泡洙轻质土作为宽填材料．】．程
上应避免血接暴露。在地下水位以下使用时，成果
JI】【挺高水混用蜃锋卅施．
2)冻融影响泡诛轻质土的珠融循环试验柱
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万方数据
第40#
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明．所择诛融循环【o趺，抗佧强度基本不变．冻融
循环坎数与抗压强度的是系n“图6所示．
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Fill 6 CurvesⅡfteeze·thaw cyde
time and comp涮Ye stRngth
3)渗透性和吸水性泡沫轻质土具有较低的
渗透性和吸水性．其渗透系数～10 3～10’cm／s，
最大稳定吸水率《10％。
4)外部循环荷敲的影响疲劳寿命一般可用
直接拉伸试验、问接拉伸试验和弯曲试验3种方法
确定。从材料的受山特性和试验的复杂程度米看，
弯曲试验是比其他2种试验更加可行和合理的试验
方法。试验中采用3分点加载法．主要足为保证梁
底面能有一段弯矩相等的均匀拉区。加载模式有：
应打和直尘控制。对于泡沫轻质土采用应力控制模
式，这土要考虑其是脆性破坏．极限应变鞍小外部
循环茼载与应力比的羔系如图7所币。
对于一般T程而言泡沫轻质土承受的动荷载
与其强度麻力比通常小十O 3根据疲劳方程．接
应力比0 3计算，泡沫轻质土的疲劳寿命可选10 2‘
次完全可u埔足一般工程需要
4泡沫轻质土的应用
由于其良好性能．妇前E在采空E充填等许多
j二程领域中广泛应用。图8为具体工程实蒯。 </混凝土外加剂></用于水泥和混凝土中的>

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