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技術之窗
復合泡沫混凝土用作寒區高鐵路基保溫研究

水多肉多文章推荐發表時間:2019-12-03 11:12:22     查看:  次

1 引 言
    以 膠凝材料為 主,可 添 加 其他種 類材料 以 及 外加劑 , 加水攪拌形成混合漿體,用 發 泡機制 備 泡沫,使其與 混合漿體攪拌均 勻,將 其澆 筑成 型,在 自 然養 護條件下 形成 的 一 種 封 閉多孔的混凝 土,稱 為泡沫混凝 土,其多孔性有 利 于 路基保溫 。摻加粉煤灰等材料的泡沫混 凝 土 具 有 水 泥 用 量低 , 保 溫 效 果好,成本低,易 澆 筑 等優 良 性 能 , 廣 泛應 用 于 工 程 、環保 、工業等領域 。
      黃俊杰等通過大 比例模 型試驗研究 了密 度500- 800kg/m3的輕質泡沫混凝 土作為無砟 軌道 的鐵路路基填料 ,試驗研究表明密度不小于650kg/m3 的輕質泡沫混凝 土可用作路基底層填料 ;張曉剛研究 了摻加二級粉煤灰預 拌漿體的泡沫混凝 土生 產工 藝 , 通過控制溫度及 外加 劑摻量 , 并結合具體的 工 程應用 , 證明 預拌泡沫混凝土生產施工工藝是 可行 的 。E P S 板具有 吸水率低 , 保溫性好等特性 , 與路基填料共同 組成 多年 凍 土 的保 溫層 , 是 一 種 良 好 的道路工 程保溫 隔熱材料;趙 麗 萍 根據 現場試驗得 出XPS 板 的保溫 、 防水 隔 滲性要優 于 EPS板 , 且 得 出保溫 板在路基中 的最 佳埋設位 置 ;胡 驗君 等對 比分析 了 目 前建筑 外 墻 常 用 的保 溫材料 , 包括有機類泡沫混凝土 等 , 最后得 出 無機保溫 材料將會成 為 未來建筑保溫 材料的首選 ;王 洪鎮提出以輕集料微孔混凝 土為 外部基體,與 EPS 保溫 芯層采用特殊澆 筑工藝 制 成斷 熱 節能 復 合砌 塊 , 具 有 良 好 的 熱 工 性能 ,并 已 推廣 應 用;徐月龍等對 常 用 的 復合 砌塊夾心 保溫 材料的研究狀況 和基本性 能 進 行 了 總結 ,得出 夾心 砌塊對熱 工性能具有 改善作用 。復合 聚苯 乙 烯保溫 塊 的泡 沫混凝 土 在建 筑 外墻保溫領域應用 研究較 廣泛, 關 于其在 凍 土 區 高 速鐵路路基保溫領域 的研究很少, 路基 的凍融病害 一直困 擾著 高鐵路基 變形控 制 。通過廣泛調研和 比選,擬采用 泡沫混凝 土板 , 內 嵌 聚苯 乙 烯塊 , 工廠化預制 成可 拼裝 的保溫 板 , 鋪設在路 基表 面,以 保證嚴寒地 區 高鐵路基的變形控制 。
2 試驗
2 . 1 試驗 材料
水泥 :采用 強 度 等級為 42 . 5 的普 通 硅酸鹽 水泥,具體性 能 指標見 表 1 。

粉煤灰 :采用經過 電 廠 回 收加 工處 理后 的I級活性粉煤灰 ,具體性能指 標見 表 2 。

聚苯乙烯塊:采用成型的聚苯乙烯塊,根據具體的 尺 寸切 割使用。

發泡劑:采用表面活性高分子發泡劑 。

2 試驗步 驟
(1)
按照 干密度 為1200kg/m3 , 根據泡沫混凝土配合比設計體系,計算 出 實 驗所需 的水泥 、粉煤灰以及發泡 劑 的摻量 , 并在試驗之前按計算 量稱量出各材料放置實驗室 。

( 2) 將發泡劑 按照 規定稀釋比稀釋后 倒 入發 泡機內 ,啟動 沖 壓機進 行加壓 , 到達合適的壓力 后 停止加壓 , 靜止5min 后,將 制成 的泡沫排 到 提前準備好的容 器 內 以 備使用 。
( 3) 將準 備好 的水 泥 、 粉煤灰等摻合料放 置 攪拌機 內 進行 干 拌 , 攪拌均 勻 后 , 加 入按 設 計體系 計算 好的水,繼續攪拌至漿液均勻 。
( 4) 漿液攪拌均勻 后加 入按 設計計算 出 的質量一定的泡沫 ,待泡沫均勻分布到混合漿液中停止攪拌,將混合漿料澆 筑到混凝土模具中 。
(5) 靜止12h, 用 木板 刮 去模具上方多 余 的泡沫混凝 土 ,在標準 養護條件下進 行養 護 。
3試驗結果. 

3.1 泡 沫混 凝土 的 抗壓 強 度
      圖1表示 隨 著粉煤灰含量變化,泡沫混凝 土養護 3 d 、 7 d 、2 8 d 抗壓強度 變化情況 。

      由圖1可知 , 在養護3d、7d時的抗壓強度值 隨著粉煤灰含量變化趨 于穩定 , 主 要在 于 泡沫混凝 土中 的水 泥 與 粉煤 灰還沒有充分水 化凝結 , 在 養 護28 d 時 的抗壓強 度 隨著粉煤灰 的含量變化較大,且是齡期 28 d 時 , 泡沫混凝土中的水泥已經水化完全 。水泥是主要膠凝材料,是抗壓強度的主要影響 因素,當少量粉煤灰與其相互作用 時可 以 提高泡 沫混凝土的抗強度, 當大量摻加粉煤灰時,將會影 響水 泥 的凝結面化 作 用,進 而 導致 泡沫混凝土的強度降低 .

3.2 泡沫 混凝 土 的 抗折 強度
      圖 2 表示 隨著粉煤灰含量變化,泡沫混凝土養護 3d 、7d 、 28 d 抗折強 度變化情況。

      隨著煤灰含     期 的抗折 強  養護  抗折強度含量 20  達到 最大值4.8a.于粉煤灰是微集   灰能 對泡沫起到填充 作用 提 升 泡沬混凝抗折強度  當粉  超 過20   大董不能凝 化完全  而會降低沫混凝的抗度。
   泡沫 混凝 土 的   
      圖  為泡沫 混 凝土 的 3d    導熱 隨著粉煤 情況 

      由 圖 可知,泡沫混凝土在養護 3 d 、 7 d 和 28 d時 的導熱 系數值受粉煤灰含量 的影 響 較小 , 在 同一養護齡期 , 導熱 系 數 曲 線值 趨于平穩 , 在粉煤灰含 60  達到 最小 0. W/m . ).粉煤灰含量為 50%時達到最大值0.2472/ (m . K),主要是水 觀密度相近   微集料細微顆     形 成    灰 含 的變 化 對導 熱 數值影

 
 復合泡沬混凝  
   
   圖4 為 泡沬混 凝士復合 聚 苯 乙烯 保 溫 塊示 意圖 , 此保 溫板以 性能最優 的粉煤灰 泡 沬混 凝土為 基體,前后側面的 矩形結構為聚苯乙 烯保溫塊 ,聚 苯乙烯具有優 良 的保溫隔熱性能 ,插裝在泡沫混凝。土基體中 , 可提 高整體的 保溫性能 ;左右側面各設有相互咬合的 凹 凸插接部 , 可以 使復合保溫板拼裝密 實,增強其整 體性;可實現標準化設計 ,工廠化生產 ,裝配式施工;現場 施工方便靈活 ,整體保溫性能較佳。

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高速鐵路路基(第二版)

作者:謝松平,陶光輝

京東



     采 的可拼裝 化層 , 代替滿鋪 瀝青混凝土強化層及XPS路基保溫板,暨可    脹融 沉病 害具備便 構造 易于更換種 值得術 。
 結 論
 泡沬混 中 粉 煤灰 0  達到暈 大值 14.1   折強 度值  導 熱   2438     比 的導 熱      較高      合考慮灰含量    泡沫 混凝土化層溫板       
2)  復合泡沫混凝壬保 溫板有保溫 隔熱性能便于運輸裝,維修等鐵路基工程 有廣應用景。


 
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