泡沬混凝土配合比设计
三航南京分公司赵丛飞陆超张庆伟
[摘要]根据规范和设计要求，对丰子河PPP项目泡沫混凝土配合比进行计算、试配,确定出最优配合比。 [关键词]泡沫混凝土配合比设计无损检测
1概述
南京丰子河路建设工程PPP项目（西江
路~桥林大道）为一级公路兼城市主干路，设 计时速为60 km/h,桩号K3+340~终点约10 km 与在建的宁和城际一期共线。
为避免路基施工对宁和城际承台造成影 响，在道路设计标高与地铁原地面设计标高 高差大于1m的路段设置泡沫混凝土 (轻型填 料），泡沫混凝土浇筑厚度不小于1.2 m,28 d 抗压强度大于1.0 MPa。底面设置40 cm级配 碎石垫层，垫层顶部10 cm采用石肩找平，重 型压路机碾压至无轮迹。竖向每隔40 cm设 置一层歪8 mm钢筋网片，边部采用50 cm黏 土进行包边处理,总量约23.9万m3。
工程施工中，根据设计和规范要求，进行 理论计算、试配及检测,最终确定了适合本工 程的最优配合比。2
配合比设计条件分析2.1设计条件
(1) 湿容重:6.5kN/m3;(2)
设计强度：28 d无侧限抗压强度不 小于 1.0 MPa;
(3) 泡沫密度 dO-eOkg/nv1;
(4) 流值：160~180mm;(5) 施工方法:机械施工。2.2原材料
(1) 水泥:P.0.42.5 水泥;(2)
泡沫剂:HTW-1型复合泡沫剂（理发泡泡沫剂）；
(3) 水：自来水。
3
配合比设计计算
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3.1各材料用量(1) 试配强度
根据JGJ/T341 - 2014《泡沫混凝土应用 技术规程》和CECS249:2008《现浇泡沫轻质 土技术规程》规定，试配强度qu:
9^=1.0590=1.05x1.0=1.05 MPa(2) 基准泡沫混凝土的材料用量根据CECS249:2008《现浇泡沫轻质土技 术规程》规定，材料用量计算公式如下：
pw=J?c+i?s+Bw+12f+i?x& I1 i 5
丽
幻
式中：
—泡沫混凝土设计湿密度(kg/m3);
亿一每立方泡沫混凝土中水泥的质量 (kg/m:1)；
亿一每立方泡沫混凝土中集料的质量 (kg/m:1)，本配比不采用，取亿=0;
—每立方泡沫混凝土中的用水量
(kg/m:,)；
—每立方泡沫混凝土中的泡沫质量
(kg/m:
!)；—每立方泡沫混凝土中外加剂的质 量(kg/m3),本配比不采用，取队=0;—泡沫密度(kg/m3);
pc 一 水泥密度，取100 kg/m3;
ps—集料密度(kg/m3);—外加剂密度(kg/m3);
依据J(yT2199- 2013《泡沫混凝土用泡 沫剂》规定，称取100 g泡沫剂原液，按照泡沫 剂厂家推荐稀释比1:50进行试配，通过发泡 器发泡，实测泡沫密度59 kg/m3,满足泡沫密 度40〜60 kg/m3的要求。泡沫外观细密均匀，
港工技术与管理2019年第5期
物
軔性良好。
依据JG /JT341 - 2014《泡沫混凝土应用 技术规程》规定，泡沫富余系数视泡沫剂质 量、制泡时间及泡沫加入到料浆中混合时的 损失等而定，对于稳定性好的泡沫剂，一般取 1.1~1.3,本配合比取1.25。
根据设计强®要求，28 d强®大于1.0 MPa, 湿容重为6.5 kN/m3,考虑泡沫质量，参考经 验数据，以水灰比0.65为基准,计算配合比中 各材料用量，见表1。
表1
配合比各材料用量参数
泡沫混凝土原材料/参数用量/参数
湿容重等级/(kN/m3)
6.5水灰比0.65水泥/kg365水泥浆搅拌用水/kg
237泡沫剂/kg0.933泡沫剂稀释比1:50泡沫剂稀释用水/kg46.65泡沫密度/(kN/m3)59湿密度/(kN/m3)
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3.2泡沫混凝土配合比计算
依据以上配合比材料用量，在基准配合 比的基础上，采用3个不同配合比分别进行 计算。即以基准水泥用量为基数，再选取与 基准水泥用量相差±10%的相邻两个水泥用 量，同时根据拌合物流动度调整用水量，并根 据湿密度要求确定每方材料用量，计算另外 两个配合比。配合比计算结果见表L
4
泡沫混凝土配合比的试配(1)试拌配合比
取泡沫剂原液50 g,按上述配合比1:50进 行稀释后，采用发泡器进行发泡。形成的泡 沫外观细密均匀，韧性良好，称取计算泡沫密 度符合试配要求；同时，每个配合比各称取5
kg 水泥，分别按上述 1:0.55、1:0.65、1:0.75 的灰水比进行试拌。试拌后水泥浆和易性良
表2泡沫混凝土配合比参数
配合比编号123湿容重等级/(kN/m3)
6.56.56.5水灰比0.550.650.75水泥/kg388365345水泥浆搅拌用水/kg
213237259泡沫剂/kg0.9570.9330.911泡沫剂稀释比1:501:501:50泡沫剂稀释用水/kg47.8546.6545.55泡沫密度/(kN/m3)595959湿密度/(kN/m3)
650
650
650
好，符合试配要求。
将水泥浆与泡沫进行混合试配，采用1 L 的量杯称取泡沫混凝土拌和物湿密度，进行 密度调整。控制泡沫混凝土拌和物湿密度实 测绝对值均不超过出计算值的±2%。湿密度 试拌结果见表3。
表3
湿密度试拌参数
配合比
湿密度湿密度湿密度编号
标准值检测值平均值合格/(kN/m3)/(kN/m3)/(kN/m3)判定
6551650±10°/〇
8651
合格
6513
2650±10°/〇6556合格
639634
3650±10°/〇627625合格
616
(2)流值检测
在湿密度满足要求的前提下，对3种配 合比进行流值检测，结果见表4。
5
泡沫混凝土配合比强度检测
在3个配合比拌合物均满足设计及施工 要求的基础上，进行泡沫混凝土强度试验。每 个配合比制作2组100 mmx 1〇〇 mmx 1〇〇 mm 的试件，每组3块，分别将试拌的3种泡沫混
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表4
配合比编号
流值标准值/(mm)
流值检测参数
流值检测值/(mm)169173166174
流值平均值/(mm)169
合格判定
凝土拌和物缓慢的倒入试模中，入模后表面 刮平、覆膜、标记后，放入恒温养护箱，1组用 于检测7 d抗压强度，1组用于检测28 d抗压 强度。抗压强度结果见表5。
合格
1
同时,施工现场埋置声测管，对泡沫混凝 土的性能进行无损检测跟踪，为后续配合比 优化提供可靠数据。
2160-180168173166
172
合格
(1)布置形式
泡沫混凝土路基高1.2 m,声测管长度为 1.5 m,选材为050 mm白色PVC管。声测管 首尾两段分别安装塑料盖子，尾端的盖子作
3176179
174合格
表5
配合比编号
抗压强度结果参数
d强度检测值 28 d强度平均值 湿密度标准值 7d强度检测值 7d强度平均值 28
合格判定
/(kN/m3)/MPa/MPa/MPa/MPa
0.834
1.707
0.98
2.1312.0081.681
0.97
2.0681.8130.939
0.46
1.2190.726
0.96
不合格
1.85
合格
1.95
合格
650±10%
0.9551.1521.0
1
2650土10%0.9660.80.577
3650±10°/〇0.3180.493
用为防止泡沫混凝土浇筑过程中浆体进入声 测管，首端的盖子作用是防止雨水、扬尘等进 入声测管。
(2) 测距实验
声测管测距分别布置为0.4~1.0 m,共7 种测距,每种测距布置2组声测管进行试验， 共进行14组试验。
根据试验结果确定合适的测距，幵展超 声仪参数选择试验。
(3) 超声检测仪参数选择试验
确定合适的测距后，在该测距下布置3 组声测管，对该超声检测仪参数进行调整，对 超声检测仪检测结果的稳定性进行试验，选 择合适的参数。根据试验结果选择合适的超 声检测仪参数，开展龄期试验和裂缝试验。
(4) 龄期试验
布置3组声测管，在泡沫混凝土浇筑第一 天开始进行声参量检测试验，之后每隔24 h 进行声参量检测，直至声参量稳定。根据检 测结果，研究声参量随龄期的变化规律。
(5) 裂缝检测试验
在每组声测管中间位置的泡沫混凝土中 人为制造不同宽度、深度、长度的裂缝，进行 多组试验。根据检测结果，研究裂缝与声参 量之间的关系。
(6) 初始损伤试验
现场制备试块进行初始损伤试验，在现 场泡沫混凝土浇筑时，同时在模具中进行浇 筑，分3组试验：第一组同现场浇筑流程相 同，每次浇筑1/3;第二组同现场前两层浇筑
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流程相同，每次浇筑1/2;第三组同现场后两 层浇筑流程相同，每次浇筑1/2。6
泡沬混凝土配合比选定
依据CECS249:2008《现浇泡沫轻质土技 术规程》，以泡沫混凝土配制强度和密度满足 设计要求、且具有最小水泥用量的配合比作 为选定的配合比。确定校正后的配比2为选 定标准配合比，详见表6。7
结语
本文根据设计和规范要求对泡沫混凝土 配合比进行理论计算，试配后通过流值和强度
表6 6.5 kN/m3标准配合比
泡沫混凝土原材料/参数湿容重等级/(kN/m3)
水灰比水泥/kg水泥浆搅拌用水/kg
泡沫剂/kg泡沫剂稀释比泡沫剂稀释用水/kg泡沫密度/(kN/m3)湿密度/(kN/m3)28 d抗压强度/MPa
用量/参数
6.50.653652370.9331:5046.6559650>1.0
检测，最终确定出适合本工程的最优配合比。
(上接第30页）
联络线隧道。为确保施工安全,先行施工的隧 道掌子面超前后序施工隧道掌子面施工里程 不得小于30m。即牛角窝隧道先行施工22.18+ 30=52.18 m后，联络线牛角窝隧道才允许进行暗挖施工。
变更后:先行施工联络线牛角窝隧道，再行施 工牛角窝隧道。为加强先行隧道初期支护措施, 联络线牛角窝隧道HBSDK8+310〜HBSDK8+ 330段初期支护钢架间距由0.6 m变更为0.5 m; 牛角窝隧道DK357+882~DK357+902段初期 支护钢架间距由0.5 m变更为0.6 m。由于联络线牛角窝隧道牛角窝隧道明暗 分界已经错开22.18 m，即联络线牛角窝隧道 先行施工7.82 m后，牛角窝隧道便可允许进 行暗挖施工，可以有效地控制先行隧道与后 行隧道开挖步距。提前进入双掌子面施工，可
以有效地缩短施工工期，增加效益，确保隧道 早日贯通。通过工效计算可知，先行施工联络 线牛角窝隧道，可节约时长39.1 d。4
结论
本文通过对小净距公路隧道洞口浅埋偏 压段施工技术的研宄，阐述了关键工序边仰 坡防护、超前大管棚预注浆技术、浅埋偏压段 地表反压回填处理的施工工艺，现两座隧道 己经安全进洞，其中联络线牛角窝隧道进洞 40 m，牛角窝隧道进洞15 m。
参考文献
1王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论,2004 2马焊.偏压隧道半暗半明进洞施工技术.铁道建 设,2009(S2)
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