一种应用于桥台背回填的轻质泡沫土及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于桥台背回填的轻质泡沫土，包含水泥、混合材料、水、调节剂、发泡剂、微沫剂、防水剂；还提供了一种应用于桥台背回填的轻质泡沫土的制备方法，通过柱塞泵和空压机将微沫剂制成泡沫，通过搅拌机对材料进行混合搅拌，变频器控制抽浆的速度，以控制最终成品的容重；还提供了一种应用于桥台背回填的轻质泡沫土的现场施工方法，本发明专利技术轻质泡沫土属轻质材料，填充后对地基荷载小，大幅降低地基处理强度，节约地基处理工期。轻质泡沫土浇注后初凝前，具有很好的流动性，填充自密实，可避免常规填料充填不饱满的缺陷，施工性强，能有效解决桥头跳车的现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及路桥
，具体涉及一种应用于桥台背回填的轻质泡沫土及施工 方法。
技术介绍
桥头跳车是由于公路桥头及伸缩缝(桥头引道）处的差异沉降或伸缩缝破坏而使 路面纵坡出现台阶引起车辆通过时产生跳跃的现象，其原理是路面在台背回填处出现不同 程度的沉降断裂（沉降值一般为10~30cm，有的甚至超过60cm)，使车辆通过时产生跳跃 和冲击，从而对桥涵和路面造成附加的冲击荷载，使司机和乘客感到颠簸不适，甚至造成车 辆大幅度减速，严重的可导致交通事故（特别是车辆机械事故）。因此，桥头跳车问题已成 为高等级公路的工程质量和造价的重要影响因素。桥头跳车问题一直是困扰市政管理工程 技术人员的难题之一。解决桥头跳车的问题，是市政设施管理部门的重要任务。 引起桥头跳车的主要原因有不均匀沉降、刚度突变和车速与车辆本身的抗振性能 等。就城市道路路况而言，主要是柔性道路与刚性结构物之间的连接处发生不均匀沉降， 产生错台所致。桥梁与路基、路面的组成材料、刚度、强度、胀缩性等存在差异，且桥头连接 处受力时易形成集中应力。在车辆荷载、结构自重、自然因素作用下，桥梁与道路同时发生 沉降，但两者的沉降量有很大差异，道路的沉降量远大于桥梁的沉降量，形成错台，导致行 车时发生桥头跳车。究其最基本原因便是桥台背回填问题，这是目前的建筑领域的技术难 题之一，只能利用严谨的工作态度，对桥台背回填时的每个问题认真处理以及后期的巨大 维护费用才能减轻桥头跳车的问题。 近年来，我国基础建设速度非常快快，年均新建道路、桥梁10万公里。道路、桥梁 建设投资规模大，年均新建道路、桥梁投资2~3万亿元。其中对于桥梁建设需要填方的地 方有路桥结合部的桥台背、主桥与引桥间搭板下软连接等部位，现有技术常规采用低压缩 比的土 (如碎石土或石渣土）来进行填筑。常规施工工艺为施工时，每填筑20~50cm 土需 进行碾压、夯实；密实度达到设计要求后，再进行下一层填筑、碾压、夯实；填筑达到设计标 高后，需经过半年或一年以上的工后沉降期；再进行路面结构层铺设。整个工作流程必须一 丝不苟，选料必须合适，工期花费较长，后期维护较多，但是仍然解决不了桥头跳车的问题， 只能减轻不能根治。 可以说桥梁维护的70%的维修费用是花费在桥头跳车的修补上，但是目前对于桥 台背回填仍采用传统的工艺，仅仅是提高地基的承载力，不但很难从根本上解决问题，还存 在工期过长、经济性不强等问题。针对桥台背部位填筑材料出现的一系列问题，需要从全新 的角度找到解决的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供， 填充后对地基荷载小，大幅降低地基处理强度，节约地基处理工期。 -种应用于桥台背回填的轻质泡沫土，包含如下重量份的组成材料：水泥： 150-400份，混合材料：20-120份，水：50-200份，调节剂：15-50份，发泡剂：5-15份，微沫 剂：2-10份，防水剂：5-10份。 进一步的，所述混合材料包括粒化高炉矿渣、煤矸石、电石渣中的一种或多种。 进一步的，所述调节剂包括减水剂、胶粉、增强剂、稳泡剂中的一种或多种。 进一步的，发泡剂为双氧水、铝粉、氧化镁和氯化镁中的一种或多种。 进一步的，所述水泥采用PC42. 5水泥，所述微沫剂为将发泡剂与水进行1:2000稀 释，并通过柱塞栗进行微量发泡制得。 进一步的，所述防水剂包括无机铝盐防水剂、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或多 种。 上述应用于桥台背回填的轻质泡沫土的制备方法，包括如下步骤： 1) 利用自动化发泡水泥设备主机控制，通过变频器控制水栗的抽水量、搅拌机的搅拌 速度和输送机的输送速度，通过管道向搅拌机内加所述配比的水，同时，按所述配比向搅拌 机内加入水泥、混合材料、稳泡剂、减水剂、胶粉、增强剂和防水剂，通过搅拌机进行搅拌，利 用变频器控制搅拌速度，确保无水泥团即可进行浇筑施工，其中，水栗、搅拌机和输送机的 输入频率均控制在50~70HZ范围内； 2) 利用自动化发泡水泥设备主机控制，通过柱塞栗和空压机将微沫剂制成泡沫； 3) 利用自动化发泡水泥设备主机控制，启动抽浆程序，变频器控制抽浆的速度，以控制 最终成品的容重； 4) 在自动化发泡水泥设备主机控制下，按所述配比分别将步骤1)制备的浆料和步骤 2)制备的泡沫输送到混合器内均匀混合制得混合浆料； 5) 排设管道或利用栗车进行输送、浇注。 上述应用于桥台背回填的轻质泡沫土的现场施工方法，包括如下步骤： 1) 施工现场整平处理，并用碎石铺设10~20公分厚的路面，便于浇筑设备进场； 2) 根据设计图纸及施工规范要求，放出台背回填范围及标高范围，使用白灰洒出台背 施工范围； 3) 根据回填范围进行开挖，开挖使用挖掘机配合人工进行，结构物50cm范围内使用人 工进行开挖，并开挖好临时排水沟，将地表水引至施工范围外； 4) 对于开挖好的桥台背回填区域边缘设置外侧模板，并在桥台背回填区域通过间隔模 板按照10~15米间隔设置施工缝； 5) 通过浇筑设备将轻质泡沫土输送至回填区域进行浇筑。 进一步的，浇筑时采用分层浇筑，待下层轻质泡沫土具有初始强度后进行上层浇 筑，时间间隔为12~24小时，每层高度在0. 8~1. 5米。 进一步的，分层浇筑时距离底部50-80厘米以及顶部50-80厘米时，分别铺设一 层钢丝网片。 本专利技术轻质土利用PC42. 5水泥固结材料，使轻质泡沫土在同等密度下提高强度， 进而满足承载力，同样，在满足同等强度下，可以大大降低产品的密度。添加减水剂，减水剂 分子中的憎水基团定向吸附于水泥质点表面，亲水基团指向水溶液，在水泥颗粒表面形成 单分子或多分子吸附膜，在电斥力作用下，使原来水泥加水后由于水泥颗粒间分子凝聚力 等多种因素而形成的絮凝结构打开，把被束缚在絮凝结构中的游离水释放出来，这就是由 减水剂分子吸附产生的分散作用。水泥加水后，水泥颗粒被水湿润，湿润愈好，在具有同样 工作性能的情况下所需的拌和水量也就愈少，且水泥水化速度亦加快。本专利技术在浇筑过程 中的分层浇筑，为了减少施工时间需要缩短混凝土出现初始强度的时间，即需要每层的轻 质泡沫土可以较快拥有一定的强度来支撑下一层的浇筑，所以为了加快施工的进度也可以 加入混凝土早强剂作为调节剂的一种，加速水泥水化速度，促进混凝土早期强度的发展；既 具有早强功能，又具有一定减水增强功能，早强剂可以选择氯盐类早强剂，效果最好，除提 高混凝土早期强度外，还有促凝、防冻效果，价低且使用方便。 调节剂还包括胶粉，胶粉直径保持在80目以上，添加在混凝土中能提高撕裂、疲 劳等性能，还具有很好的防水性，对于轻质泡沫土填充后的使用寿命有着很大的提高。混凝 土增强剂是最新一代渗透性硬化剂材料，可明显提高混凝土基面的耐磨性、耐久性、抗压强 度，一般可提高40%以上；混凝土增强剂反应生成的坚硬不溶物可填充堵塞混凝土中的毛 细孔，产生密实无孔表面层，能提高混凝土的抗渗能力达30%以上；混凝土增强剂直接硬化 混凝土表层，形成的硬化层(不是附加涂层）远比其它硬化剂、涂料形成硬化层"外衣"更加 一体、永久、永久延长地面使用寿命。稳泡剂能够控制气泡液膜的结构稳定性，使表面活性 剂分子在气泡的液膜有秩序的分布，赋予泡沫良好的弹性和自修复能力，利于轻质泡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于桥台背回填的轻质泡沫土，其特征在于：包含如下重量份的组成材料：水泥：150‑400份，混合材料：20‑120份，水：50‑200份，调节剂：15‑50份，发泡剂：5‑15份，微沫剂：2‑10份，防水剂：5‑10份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，孙明新，孙根生，李商，岳霞，张雷，张磊，
申请(专利权)人：河南华泰建材开发有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41