泡沫溷凝土学习.pptx

《泡沫溷凝土学习.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《泡沫溷凝土学习.pptx（37页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、9.2 发泡剂介绍 发泡剂种类很多，其中多为阴离子表面活性剂。国内发泡剂品种主要有松香胶发泡剂、废动物毛发泡剂、树脂皂类发泡剂、水解血胶发泡剂、石油磺酸铝发泡剂等。我国发泡剂总体上说不够理想，功能偏少，尽管有些发泡倍数大，但稳定性差、制品强度不高。第1页/共37页 发泡剂生成泡沫的质量以坚韧性、发泡倍数、泌水量等指标来衡量。泡沫的坚韧性就是泡沫在空气中在规定时间内不致破坏的特性，常以泡沫柱在单位时间内的沉陷距来确定。发泡倍数是泡沫体积大于发泡剂溶液体积的倍数。泌水量是指泡沫破坏后所产生发泡剂水溶液的体积。第2页/共37页 常见发泡剂的性能发泡剂发泡剂品种与品种与浓度浓度 十二烷基苯磺酸十二烷基

2、苯磺酸钠钠 松香皂松香皂 松香热聚物松香热聚物 动物毛发动物毛发 0.5%1%1%2%1%2%2%3%发泡倍发泡倍数数 27 32 28 29 25 26 20 22 1h 泌泌水量水量/ml 150 140 120 110 140 120 60 40 1h 沉沉陷距陷距/50 38 34 29 38 33 8 5 第3页/共37页1 泡沫的稳定性及影响因素分析 泡沫的稳定性是指生成泡沫的持久性，即泡沫存在“寿命”的长短。这包括两个方面：一是泡沫自身的持久性，由发泡剂的质量来决定；一是泡沫在外界环境中以及和混凝土料浆混合时能保持不破灭的性能，它不仅和其自身性能有关，也取决于外界因素的影响。第4

3、页/共37页外界环境因素对泡沫稳定性的影响 压力和气泡大小的分布：压力越大，泡沫越稳定。压力越大，泡沫半径越小；气泡分布越窄、越均匀，泡沫越稳定。温度的影响：泡沫稳定性随温度升高而下降。低温时，泡沫呈现亚稳状态，当温度特别低时，将直接影响发泡倍数；高温时，液膜上侧总是向上凸的，这种弯曲膜对蒸发作用很敏感，温度越高蒸发越快，膜变薄到一定厚度时就破裂了，因此大多数泡沫在高温下是不稳定的。第5页/共37页 混凝土料浆的影响：料浆中成分的颗粒形貌对泡沫的稳定性也有重要影响。料浆中颗粒形状均匀，表面圆滑，则和泡沫接触时可以认为是两个圆球的“面面接触”，这样泡沫本身的“机械强度”和“弹性”特征可能很好发挥

4、，不致产生应力集中，有利于泡沫稳定；若颗粒形状各异，棱角分明，则接触时为“点面接触”，这必然会刺伤泡沫，产生应力集中，从而导致泡沫破裂。第6页/共37页泡沫和不同颗粒形貌接触 第7页/共37页2、发泡剂的使用 稳泡剂的作用 稳泡剂一般为胶类物质。可使溶液在流动时产生较大的内部磨擦，使溶液有较高的粘度。这便增加了泡沫的液膜粘度，一则增加液膜表面强度，另则使液膜厚度变小的速度较慢，因而延缓了液膜破裂时间，增加了泡沫的稳定性。加入稳泡剂后溶液的起泡高度略小于不加胶时溶液的起泡高度。这主要是因为溶液粘度增加，增大单位表面积的功也增大，在做同样功的情况下，增大的表面积减小，因而起泡高度减小。第8页/共3

5、7页发泡剂掺入混凝土的合理方法 泡沫掺入混凝土中，即在混凝土中形成大量封闭的小孔。影响混凝土性能的三个因素是孔的形状、孔隙率和孔径分布。混凝土气孔的形状越圆滑，受力越均匀，对混凝土强度就越有利。在相同孔隙率下，平均孔径越小，混凝土强度越高。在发泡混凝土中，孔径大于 1mm的孔即属于有害孔，孔径大于 1mm 的孔的多少，对发泡混凝土的力学性能具有很大的影响。所以，进入混凝土的泡沫要尽量具备高坚韧性、均匀性、分散性和小孔径性。第9页/共37页 在混凝土中掺入泡沫时，泡沫必然产生大量损失。为了获得理想的气孔含量或特定的混凝土容重，加入理论计算量的 2 3 倍的泡沫。发泡剂的掺入方式有两种：一种是在混

6、凝土拌和物中掺入发泡剂，使之在搅拌过程中自然发泡；另一种是在分离的装置中预先把发泡剂制成泡沫，再掺入混凝土拌和物中。前者在混凝土中的气孔含量具有明显的变化，难以控制；后者虽多一道工序，却可以搅拌出质量相对较高的泡沫。第10页/共37页压力发泡设备工作原理 1.空气压缩机 2.压力容器 2.3.发泡筒 4.气、液管路 第11页/共37页9.3 工程应用1 气泡轻质土 概念与制作第12页/共37页第13页/共37页主要特性 几种主要土建材料的表观密度比较（KN/m 3）路基填土路基填土 底基层底基层 土工泡沫土工泡沫塑料塑料 水泥水泥混凝土混凝土 粉煤灰粉煤灰 气泡气泡轻质土轻质土 19 22 0

7、.20.35 25 1216 318 第14页/共37页特性要点特性要点 特性描述特性描述 容重特性容重特性 容重可调范围：容重可调范围：318KN/m 3。强度特性强度特性 无侧限抗压强度可在无侧限抗压强度可在 0.38MPa 范围内调整。范围内调整。耐久特性耐久特性 属水泥类材料，具有水泥混凝土同等的耐久性。属水泥类材料，具有水泥混凝土同等的耐久性。隔音耐火隔音耐火 属多孔无机材料，不会燃烧，具有良好的隔音、耐火性能。属多孔无机材料，不会燃烧，具有良好的隔音、耐火性能。自立特性自立特性 采用水泥为固化剂，在水泥初凝后可固化自立；该特性使其固化后对挡土结构物采用水泥为固化剂，在水泥初凝后可固

8、化自立；该特性使其固化后对挡土结构物几乎没有侧压力。几乎没有侧压力。保温隔热保温隔热 填料中气泡的体积含有率甚至可高达填料中气泡的体积含有率甚至可高达 70%以上，导热系数小，具有良好的保温隔以上，导热系数小，具有良好的保温隔热性能。热性能。耐震特性耐震特性 密度小（通常只有普通混凝土的密度小（通常只有普通混凝土的 25%），在同等条件下所受到的水平惯性力小，），在同等条件下所受到的水平惯性力小，耐震性强。耐震性强。流动特性流动特性 不含水泥混凝土的粗骨料，流动性远较水泥混凝土要高，施工时可通过软管泵送：不含水泥混凝土的粗骨料，流动性远较水泥混凝土要高，施工时可通过软管泵送：最大水平泵送距离可

9、达最大水平泵送距离可达 500m；最大垂直泵送高度可达；最大垂直泵送高度可达 30m.。浸水特性浸水特性 达龄期强度后，长期浸水时强度不降低，吸水率随容重的降低而有所增加。达龄期强度后，长期浸水时强度不降低，吸水率随容重的降低而有所增加。施工特性施工特性 气泡轻质土的流动性高，可能过软管泵送，现场施工浇筑点与制作点可分离，且气泡轻质土的流动性高，可能过软管泵送，现场施工浇筑点与制作点可分离，且浇筑点占的施工空间小，可在狭小空间内施工。当作为路基填筑的替代材料时，浇筑点占的施工空间小，可在狭小空间内施工。当作为路基填筑的替代材料时，气泡轻质土浇筑施工无须震捣碾压，施工便捷高效。气泡轻质土浇筑施工

10、无须震捣碾压，施工便捷高效。环保特性环保特性 可大量利用粉煤灰等工业废渣做原材料，促进资源的再生利用，有利于环保；与可大量利用粉煤灰等工业废渣做原材料，促进资源的再生利用，有利于环保；与土工泡沫塑料相比，气泡轻质土属无机质材料，无论用于地上，地下工程，其对土工泡沫塑料相比，气泡轻质土属无机质材料，无论用于地上，地下工程，其对环境均无污染作用，环保优势明显；当用于道路扩建、山区陡峭路段等道路工程环境均无污染作用，环保优势明显；当用于道路扩建、山区陡峭路段等道路工程中，可节省土地资源，避免高填高挖等对环境的破坏，对保护自然生态环境意义中，可节省土地资源，避免高填高挖等对环境的破坏，对保护自然生态环

11、境意义重大。重大。第15页/共37页1、轻质性的应用 轻质性的应用核心在于减轻荷载。2、自立性的应用 固化后的自立性意味着气泡轻质土可垂直填筑，其垂直临空面侧压力为零。3、强度特性应用 气泡轻质土的强度应用范围一般为 0.3 8 MPa，在此强度范围内。一方面可固化自立，另一方面，机械开挖掘进气泡轻质土填筑体很容易作业。4、良好施工性的应用 气泡轻质土采用集中搅拌制作、软管泵送的方式现浇施工。第16页/共37页第17页/共37页桥梁减跨工法示意图第18页/共37页第19页/共37页第20页/共37页第21页/共37页第22页/共37页第23页/共37页第24页/共37页第25页/共37页2.空

12、气包裹混凝土（一）概念与制作 气泡轻质土浆体中添加一种复合添加剂（简称可塑剂）后，自由水与可塑剂发生化学反应生产结晶水，浆体由流动状发展为可塑状胶体，胶体将气泡膜内的空气“密实地”包裹着，混合料处于固态与液态的中间状态，其自身没有流动性，但在注入泵的压力作用下呈现液体的性质，即使大流动的水中使用也不会出现材料的离析及消泡现象。第26页/共37页第27页/共37页第28页/共37页（二）主要特性第29页/共37页第30页/共37页第31页/共37页第32页/共37页（三）适用范围及模型实验 第33页/共37页（四）隧道注浆实例 第34页/共37页第35页/共37页项目项目 水泥类水泥类 非水泥类

13、非水泥类 发泡类发泡类 非发泡类非发泡类 空气轻质土空气轻质土 空气包裹空气包裹 材料材料 气泡水泥砂浆气泡水泥砂浆气泡水泥浆气泡水泥浆 气泡水泥砂浆气泡水泥砂浆+特特殊添加剂殊添加剂 水泥砂浆水泥砂浆 空洞填充用的发泡空洞填充用的发泡尿烷尿烷 容重（容重（KN/m3）1112 同左同左 20 左右左右 1 材料单价材料单价 便宜便宜 便宜便宜 便宜便宜 昂贵昂贵 胶凝时间胶凝时间 几个小时几个小时 几秒钟内胶凝状几秒钟内胶凝状 几个小时几个小时 1 到到 2 分钟分钟 施工设备规模施工设备规模 大（必要）大（必要）同左（必要）同左（必要）同左（必要）同左（必要）简易（不需要）简易（不需要）地

14、下涌水地段地下涌水地段 材料易离析材料易离析 可能可能 可能，但必须进行可能，但必须进行导水处理导水处理 可能可能 山体龟裂地段山体龟裂地段 易泄露易泄露 停止填充则变成可停止填充则变成可塑状，泄露停止塑状，泄露停止 较难泄露较难泄露 发泡堵塞裂缝，难发泡堵塞裂缝，难泄露泄露 细微部分的填充细微部分的填充 流动性强，填充可流动性强，填充可达细微部分达细微部分 提高压力即可填充提高压力即可填充 流动性较差，不易流动性较差，不易流入细微部分流入细微部分 发泡过程中有流动发泡过程中有流动性，可在附近填充性，可在附近填充 衬砌荷重负担衬砌荷重负担 中中 中中 大大 小小 衬砌体裂缝的渗漏衬砌体裂缝的渗漏 需防止细微裂缝需防止细微裂缝 需防止裂缝大于需防止裂缝大于 1mm 的渗漏的渗漏 同左同左 无渗漏无渗漏 排水的排水的 pH 值值 呈碱性呈碱性 同左同左 同左同左 无变化无变化（五）隧道注浆常用各工法的技术经济比较 第36页/共37页感谢您的观看。第37页/共37页