廣州碧宸:珠澳口岸人工島路基泡沫輕質土配合比正交設
1 工程概況 港珠澳大橋珠澳口岸人工島通過填筑中粗砂形成,地形較為平坦, 場地標高為 3. 900 ~ 4. 500m。表層吹填砂一般厚 6. 6 ~ 12. 7m。場地內存在較厚軟土層, 為灰色淤泥 質黏土, 厚約 3. 5 ~ 16. 6m。路基施工前,整個人工島已利用真空聯合堆載預壓法 場地整平標高為 4. 200m,路基在此基礎上進行填筑、 處理。為減少工后沉降、 防止發 生不均勻沉降, 當填方高度 >1. 53m 時,采用泡沫輕質土進行路基施工。澳門連接線 橋頭段路基由于填筑較高, 為防止工后路基與橋梁沉降差異過大, 采用 U 形槽+泡沫 輕質土的處理方式。泡沫輕質土路基是一種新型輕型路基, 具有輕質、 整體性好等優點, 能有效預防吹填人工島等軟土路基發生過度沉降或不均勻沉降。現澆泡沫輕質土利用壓縮 空氣通過物理方法將水泥專用泡沫劑制成細膩穩定的泡沫, 與水泥基膠凝材料、 拌合 用硬化形成一種含有大量氣孔的輕質填充材料。配合專用生產、 泵送設備可實現集中生 產、 遠距離管道運輸及現澆施工。由于氣泡使土體存在大量孔隙, 從而減小土體密度, 進而減小地基或結構受力, 其使用功能側重于替代常規填充料。
配合比, 但由于實際項目中原材料和施工條件的變化, 參考配合比不滿足實際項目要求, 現階段 我國泡沫輕質土配合比設計缺乏標準方法, 不利于質量控制和技術發展。因此, 為保證泡 沫輕質土路基施工質量, 需根據擬選用的原材料進行實驗室配合比設計。影響 泡沫輕質 土強度的因素主要包括水泥牌號及品種、 濕容重、 水泥漿水膠比、 粉煤灰取 代率。為 全面考察不同因素的影響并得到理想配合比, 需進行大量試驗,因此采用正交試驗 進行配 合比設計, 泡沫輕質土性能指標如表 1 所示。 2. 2 配合比正交試驗原理 主要優點為可在眾多試驗方案中挑選出強代表性的少數幾個試驗方案。通過對少數試驗方案 結果的數理分析判斷最優方案,可進一步分析得到比試驗結果給出的關于各因素的更多信息。 水泥和粉煤灰須提供出廠合格證并進場檢驗, 檢驗合格后方可使用。 的普通硅酸鹽水泥作為泡沫輕質土主要膠凝材料, 本試驗選用 P·O42.5 水泥。 灰》 中 II級粉煤灰技術要求的材料。 泡沫輕質土外加劑,其性能指標如表 2 所示。采用第 IV代復合型水泥泡沫劑。 輕質土配合比設計。選擇相同濕密度泡沫輕質土的抗壓強度作為物理性能指標,選用正交表 L9( 34) 安排試驗,如表 3,4 所示。表 4 中 F1 ~ F9 均包含 1 組邊長100mm 的立 方體試塊,用于 28d 強度測試。
抗壓強度為 0.8MPa 的泡沫輕質土濕容重為560 ~ 600kg /m3,考慮水泥漿需遠距離泵送, 為避免水泥漿離析,水膠比宜控制在 0. 55 ~ 0. 65; 參考高性能混凝土配合比設計經驗, 粉煤灰取代率宜控制在20% ~ 40%。 下,泡沫輕質土強度影響因素按主次順序排列為 A>C>B,即泡沫輕質土濕容重為 560 ~ 600kg /m3時, 該因素對泡沫輕質土強度影響最大; 粉煤灰取代率為20% ~ 40%時,該因 素對泡沫輕質土強度影響較大;水膠比為 0. 55 ~ 0. 65 時,該因素對泡沫輕質土強度影 響較小。 影響并不明顯。因此, 實際施工時可選擇較大粉煤灰取代率,并采用合適水膠比保證水泥 漿泵送性能。F 值檢驗結果還表明,采用正交試驗法進行泡沫輕質土配合
2. 7 多元線性回歸 、 水膠比( 因素 B) 、粉煤灰取代率( 因素 C) 采用 Excel 數據分析功能進行多 元線性回歸從方差分析結果可以看出, F 檢驗值>F 檢驗臨界值,因此回歸方程顯著。
2. 8 配合比確定 水泥作為主要膠凝材料。 2) 泡沫輕質土中粉煤灰取代率為 20% ~ 40%時,隨著粉煤灰摻入量增加,將導致 28d 抗壓強度有所降低,但并不顯著, 仍滿足設計要求, 因此適當摻入粉煤灰可減少水泥用量、 降低施工成本, 本項目中粉煤灰取代率推薦值為 40%。 《泡沫混凝土應用技術規程》 , 滿足該設計要求的泡沫輕質土強度等級為 FC1, 配制強度 為強度等級的 1. 05 倍, 即配制強度為 1.05MPa, 代入多元線性回歸方程可得濕容重為 572kg /m3,施工配合比中水為 206kg、 水泥為 190kg、粉煤灰為126kg、 泡沫摻量為50kg。 施工條件選用不同強度的水泥、 粉煤灰、 礦渣粉、 偏高嶺土、細砂、 黏土等材料, 可制 備各種不同容重、 不同強度的填料。當原材料較多時, 選用合適的正交表進行正交試驗配合 比設計, 可快速得到理想配合比。正交試驗方法的成功運用可得以下結論。 解決多牌號及多品種水泥、 多種膠凝材料、 多種細集料組合造成試驗工作量大的問題, 同時能確定各材料因素、 水平對泡沫輕質土性能的影響程度, 從而對配 方程。配合比最優方案對于檢驗泡沫輕質土配合比及其優化具有重要作用。
泡沫混凝土屬于新型綠色建材,A級防火的同時,在輕質、保溫隔熱、隔音、抗壓強度、抗折強度各個方面均達到行業領先水平,完美完成屋面及相關找坡找平工序,在屋面保溫,反梁或墊層回填,墻體保溫隔音,軟基及常規路基換填,橋臺背回填,地基下陷灌填及解決橋頭跳車現象等等各個方面的應用廣泛并已經積累了豐富的經驗。泡沫混凝土施工快速便利,現場澆筑整體性好,使用壽命長達50年以上,綜合造價低,有需要的朋友可以來電咨詢:廣州碧宸新材料科技有限公司 歐國鵬13824469902 http://www.hiphoplivetour.com/ |