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新型泡沫混凝土路橋填筑技術主要科技創新

發布時間:2015-02-12 關鍵詞:, , 分類:知識資源 信息來源:www.hki1.net

近年來,我國基礎建設速度快,年均新建道路、橋梁10萬公里,道路、橋梁建設投資規模大,年均新建道路、橋梁投資2~3萬億元。在需高填方的橋梁建設中:在路橋結合部的橋臺背、主橋與引橋間搭板下軟連接等部位常規采用低壓縮比的土(如碎石土或石渣土)來進行填筑。每填筑20~50cm土需進行碾壓、夯實,密實度達到設計要求后,再進行下一層填筑、碾壓、夯實,填筑達到設計標高后,需經過半年或一年以上的工后沉降期,再進行路面結構層鋪設,由于工后沉降期較長,這寫橋梁建設的時效性、工程的經濟性矛盾。此外,在橋臺背或主橋與引橋軟連接或橋頭等過渡段,路面結構層鋪設完成投入使用后,因填料荷載過大、雨水滲入、地基的承載力不夠等原因,容易產生不均勻沉降,造成跳車現象。橋梁70%的維修費用是花費在橋頭跳車的修補上。此種傳統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、經濟性不強等問題。本項目經過長期攻關,研究大量普通填筑的經驗和優缺點,通過自主研發和集成引進,成功研發出“新型泡沫混凝土路橋填筑技術”。為路橋填筑技術樹立了一個新的典范的導向標。

技術內容、參數,效益及競爭力:泡沫混凝土填筑的關鍵技術點在于:①在漿料中加入適當的外加劑,以提高漿體的凝結速度,保證在較短的時間內促成泡沫混凝土微觀結構狀態固化;②研發新型泡沫混凝土填筑設備,以提高填筑速度;③提高發泡劑的穩定性,填筑用發泡劑要求有極高的穩定性,使其在一次性填筑高度較大時,不會出現受壓變形和破滅現象。

常用填筑用泡沫混凝土技術指標如下:

常用填筑用泡沫混凝土技術參數

QQ截圖20150213171322

河南華泰建材開發有限公司結合多年施工生產經驗,經過長期的研發、試驗,取得的科研成果表明:在路橋填筑用泡沫混凝土在施工時,漿料中加入聚竣酸鹽減水劑,鋁酸鈣、氟鋁酸鈣促凝劑等外加劑,可加快泡沫混凝土漿體的凝結速度,使泡沫混凝土內部氣孔均勻分布,微觀結構合理,填筑體密度低、抗壓強度好。

目前國內主要泡沫混凝土設備類型:

(1)全手動式泡沫混凝土設備

該設備構造簡單,由兩個攪拌簡組成一臺泡沫混凝土攪拌機,無獨立的穩定發泡系統,無混泡系統;不能實現直接泵送,將攪拌均勻的泡沫混凝土漿料卸至作業面;該類型設備體積小、重量輕、移動方便,臺班日產量20立方,主要用于屋面泡沫混凝土生產及小型家裝地暖泡沫混凝土生產。但生產效率過低,不適宜填充使用。

(2)半手動式泡沫混凝土設備

該設備在全手動式泡沫混凝土設備的基礎上使用了泵送系統,將泡沫混凝土漿料直接泵送到作業面,降低了工人的勞動強度,提高了生產效率。改善了泡沫混凝土漿料的含固率,增加了漿料的流動性,使泡沫混凝土更利于泵送,較全搬動式設備施工方便。但發泡系統及技術仍不理想,產品的穩定性低。目前市場中該類設備已然較少,即將被淘汰。

(3)半自動化設備:

半自動化設備對發泡系統、混泡系統做了較大改進,所生產的泡沫砼制品更輕、更節能。發泡系統使用了高壓過濾型攪拌發泡原理,使發泡劑發泡更充分,減少了泡沫的泌水率,增強了穩定性。混泡系統摒棄了低速攪拌混泡,改用高壓混合器對泡沫、漿料進行混合,降低了在混泡過程中泡沫的破損。但該類型設備因自動化程序較低,目前大多被自動化泡沫混凝土設備取代。

(4) 自動化泡沫混凝土設備

該設備采用軟管泵、液壓泵或螺桿泵作為動力系統,將空氣壓縮設備集成于設備內部,改良了上料系統,實現了水、電、料、發泡、混泡的集中控制,在一個控制面板即可控制設備的全部操作;針對工程現場施工情況復雜、建筑設計要求多樣的特點,加入了變頻調速系統,以適應施工過程中多變的情況;改進了上料、混泡系統,可添加多種集料,能生產多種用途、多種性能的泡沫混凝土材料。目前市場上銷售、使用的泡沫混凝土設備多是這種類型,主要應用于生產屋面保溫找坡、地暖墊層、衛生間填充、地下車庫墊層等建筑用泡沫混凝土,產能10~30m3/h不等。但路橋泡沫混凝土填充要求泡沫混凝土設備產能應不低于50m3/h,該類型設備仍不能足的要求,需要在此基礎上斷續研發大產能路橋泡沫混凝土填充專用設備。

當前泡沫混凝土填充專用設備在國內應用并不廣泛,填充工程中仍在大量使用一般的泡沫混凝土澆筑設備,在遇到工程量大工期緊、填充區域分布廣等問題是,往往是簡單采用多上設備、班次的作法,即浪費了大量的人力物力,也無法保證工程質量。

河南華泰建材開發有限公司發揮自身優勢,集中研發力量,在擁有自主產權的軟管泵泡沫混凝土漿料泵送設備(專利號:CN200820149374.X)基礎上,研發出HT-18型新一代路橋泡沫混凝土填充專用設備,是國內少數能夠滿足路橋泡沫混凝土填充要求的設備之一,設備類型屬于壓力發泡類,每小時產能高達60-120m3,設備由主機、攪拌機、多臺輔助攪拌機、上料裝置、計量系統等組成,所生產泡沫混凝土漿料均勻穩定,容重控制精確,配合散裝水泥罐供料,可在滿足大量原料供給的同時,也使施工操作更加簡單方便。

HT-18大型填充用泡沫混凝土設備性能指標

QQ截圖20150213171507

發泡劑的改進:

泡沫混凝土發泡劑主要性能參數指標

QQ截圖20150213171518

發泡劑穩定性的改進

為節約工期,路橋泡沫混凝土填筑必須以最快的速度填筑 ,當一次填筑高度較大時,未凝結前漿體中的泡沫由于受到自身壓力較大,容易出現破滅變形,從而造成塌落,導致填筑體分層,密度不均等情況發生。填筑用發泡劑要求有極高的穩定性,使其在一次性填筑高度較大時,不會出現受壓變形和破滅現象。

河南華泰建材開發有限公司經技術攻關,在原有HTW-Ⅰ型復合發泡劑的基礎上,加入硅膠、6501 、甲基纖維素、三聚氨膠等穩定性成份,復合加工而成HTW復合增強型的填筑用新型發泡劑。保證在泡沫混凝土一次性填筑高度達1m時,漿體基本無埸落,上下層氣孔結構穩定,生產的泡沫混凝土材料在填筑速度、產品性能等各方面完全符合路橋泡沫混凝土填筑的技術要求。

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