講解氣泡混合輕質(zhì)土在機場跑道墊層中的應用

氣泡混合輕質(zhì)土的生產(chǎn)方式，可分為機械混合發(fā)泡法和預發(fā)泡法。

機械混合發(fā)泡法:先將母材(原料土或砂)、固化材料(水泥類或高分子類等)和水均勻混合，拌制成原料漿。再將原料漿和泡沫劑溶液倒入高速攪拌機中，通過葉片的高速攪拌，可產(chǎn)生大量氣泡，從而制得氣泡輕質(zhì)混合土漿體。然后，將拌制好的漿體澆筑入模，經(jīng)養(yǎng)護成型，形成輕質(zhì)混合土。

預發(fā)泡法:先將母材(原料土或砂)、固化材料(水泥類或高分子類等)和水均勻混合，拌制成原料漿，泡沫劑溶液通過發(fā)泡裝置發(fā)泡。預發(fā)泡法與機械混合發(fā)泡法的原理不同，其克服了一種方法的缺點，采用發(fā)泡裝置發(fā)泡，發(fā)泡效率較高，發(fā)泡劑溶液的利用率較高，一般都能達到，泡徑均勻且泡沫輕質(zhì)混合土的密度容易控制。

1、氣泡混合輕質(zhì)土材料及其生產(chǎn)方式

氣泡混合輕質(zhì)土是指水泥、水、細沙或砂性土和氣泡按照一定的比例，經(jīng)過充分混合、攪拌并凝固成型的一種輕型填筑材料。氣泡輕質(zhì)混合土的原理是:把配制好的泡沫劑摻入到拌制好的原料土漿，并攪拌均勻，產(chǎn)生氣泡，氣泡在漿體中占據(jù)了一定的空間。當固化材料將土顆粒膠結在一起后，固化體中就留下大量的小孔隙，從而降低了原料土的密度。氣泡混合輕質(zhì)材料技術的關鍵問題是制造穩(wěn)定氣泡?，F(xiàn)在一般都采用拌合攪拌來產(chǎn)生氣泡，如果能用發(fā)泡裝置來產(chǎn)生穩(wěn)定的氣泡，這將會為實驗研究帶來很大幫助。由于氣泡輕質(zhì)混合土是一種多孔介質(zhì)，非密實體，在制取試樣時不能擊實振搗，否則氣泡由于振搗而不均勻分布，容易導致混合土產(chǎn)生分層現(xiàn)象。機械混合發(fā)泡法雖然步驟簡單，但是發(fā)泡效率低，發(fā)泡劑溶液不能完全制成氣泡，且制得的氣泡不均勻;另外，由于其消泡率較高，氣泡混合輕質(zhì)土的密度也不易控制。所以，目前國內(nèi)外大多采用預發(fā)泡法制備氣泡混合輕質(zhì)土。

2、氣泡混合輕質(zhì)土的工程特性

氣泡混合輕質(zhì)土的特點如下:

(1)輕質(zhì)性:在氣泡混合輕質(zhì)土內(nèi)均勻分布著大量的獨立閉合膠質(zhì)氣泡，氣泡膜具有很強的韌性，氣泡之間互不通水，從而使材料的容重比常規(guī)土小很多。根據(jù)工程上不同的需要，通過適當調(diào)整產(chǎn)品中的氣泡、固化劑及砂的比率，可以使氣泡混合輕質(zhì)土的容重在5-12 kN/m3的范圍內(nèi)自由調(diào)整。

（2)強度可調(diào)節(jié)性:氣泡混合輕質(zhì)土強度特性由原材料種類及配合比控制。原料砂的性質(zhì)及用量、水泥的種類及用量，氣泡的含有率、水的用量、養(yǎng)護條件及齡期等都對其強度有影響。目前，無側限抗壓強度的調(diào)節(jié)范圍為0.3-15.0 MPa，工程應用范圍[z〕一般為0.5-1.5 MPa.

( 3)低彈減震性(抗沖擊):氣泡混合輕質(zhì)土的多孔性使其具有低的彈性模量，從而使其對沖擊載荷具有良好的吸收和分散作用。其吸收沖擊能量為同質(zhì)量普通混凝土的3-5倍。

( 4)自立性:具有自硬能力，對周圍擋土結構物幾乎沒有側壓力。

( 5)保溫隔熱性能:混凝土內(nèi)部形成封閉的泡沫孔，其氣泡含有率可達40% -70%，具有良好的保溫隔熱和抗凍融性能.

(6）不透水性:氣泡混合輕質(zhì)土的透水性很小，對容重為10 kN/m;的飽和狀態(tài)與不飽和狀態(tài)的氣泡混合輕質(zhì)土試驗發(fā)現(xiàn)，其透水系數(shù)數(shù)量級僅為10-5cm/s.

(7)耐久性:氣泡混合輕質(zhì)土屬水泥類材料，與高分子材料相比，其耐久性、耐熱及抗油污能力強。通過干濕循環(huán)、凍融循環(huán)及耐疲勞等試驗研究表明，氣泡混合輕質(zhì)土具有水泥混凝土材料同等的耐久性。

( 8)良好的施工性:氣泡混合輕質(zhì)土由于其具有良好的流動性和固化后的自立性，且澆筑時不需要振搗和碾壓作業(yè)，可進行遠距離或在窄小空間內(nèi)施工。此外，氣泡混合輕質(zhì)土中混有大量的氣泡，原材料的體積僅為成品的1/ 3，提高了施工材料的運送效率。

( 9)環(huán)保性:氣泡混合輕質(zhì)土所需原料為水泥和起泡劑，起泡劑為中性，不含苯、甲醛等有害物質(zhì)，避免了環(huán)境污染和消防隱患。

(10)經(jīng)濟性:原材料價格低廉，綜合造價低。

3、氣泡混合輕質(zhì)土用于機場跑道墊層的優(yōu)越性

(1)由于氣泡混合輕質(zhì)土容重在5-12 kN/m3之間，僅為普通混凝土材料的1/ 5^-1/ 2左右，用作基層可以減輕路面結構的自重。由于機場跑道承受荷載繁重且復雜，較輕的自重更有利于減輕土基壓力，減少沉降差異及附近建筑物的附加沉降破壞，大幅降低維修養(yǎng)護費用。

( 2)由于氣泡混合輕質(zhì)土強度可以調(diào)節(jié)，可根據(jù)強度要求，計算出zui優(yōu)的材料配比，盡量減少原材料費用，節(jié)約建設成本。

( 3)墊層的作用主要是將面層和基層承受的荷載傳遞到土基。飛機起落時有巨大的豎向和橫向荷載，將低彈減震、吸收沖擊能效果好的氣泡混合輕質(zhì)土作為墊層，不僅可以對豎向荷載起良好的緩沖作用，并且由于墊層緊貼基層，還可以對基層產(chǎn)生橫向的約束，吸收基層受到的橫向沖擊能量。

( 4)氣泡混合輕質(zhì)土有非常好的保溫隔熱和不透水性能，可以防止結構由于深度不同而產(chǎn)生不同的脹縮變化，進而防止融沉、凍脹等病害現(xiàn)象出現(xiàn)。

( 5)施工時不需要機械振搗碾壓，節(jié)省工序，節(jié)約成本。

(6)施工工期短，可以使跑道早日投入使用，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

（7)材料環(huán)保沒有污染，符合新時代以人為本的建設要求。

4、氣泡混合輕質(zhì)土作為機場跑道墊層的施工及檢測要求

4. 1氣泡混合輕質(zhì)土的施工

(1)氣泡混合輕質(zhì)土澆筑:整個基層水平分層進行澆筑，每層澆筑的間隔時間至少一天。氣泡混合輕質(zhì)土采用軟管泵送。澆筑時保持出料口埋入氣泡混合輕質(zhì)土中，盡量避免消泡和離析現(xiàn)象產(chǎn)生。

( 2)縱橫坡調(diào)整:因為氣泡混合輕質(zhì)土流動性大，澆筑過程中無法事先滿足路面坡度的要求，需待澆筑完成并達到一定的強度后，用墊層材料進行縱向和橫向坡度調(diào)整。

( 3)養(yǎng)護:氣泡混合輕質(zhì)土澆筑完成后，為了防止由于急速干燥而產(chǎn)生裂縫，固化后需要加蓋麻袋等進行保護。此外，如果施工中下雨，對固化前的氣泡混合輕質(zhì)土要進行掩蓋，避免遭受雨淋。對于大體積氣泡混合輕質(zhì)土，應注意加強過程養(yǎng)護，確保不因養(yǎng)護問題導致產(chǎn)生裂縫.