《现浇泡沫轻质土技术规程》CECS249:2008.pdf

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《现浇泡沫轻质土技术规程》CECS249:2008.pdf

8.5.1泡沫轻质土的抗冻性试验应符合《蒸压加气混凝土性能试 验方法》GB/T11969一2008的规定,但试件的制备按本规程 3.5.2条执行。 8.5.2试件制备应符合下列要求: 1试件尺寸为100mm×100mm×100mm,取2组6块。 2试件制备可在现场制取,也可在试验室按照8.1的要求制 备试验用料来完成。 3'往试模内倾倒试验用料时,应略高于试模顶面,且在拆模 前,宜用保鲜纸覆盖试模表面。 4拆模时,应先将试模表面高出部分予以刮平;拆模后,用塑 科袋密封包装试件。 5试件应置于20℃~25℃的环境中养护

录A 现浇泡沫轻质土工程浇筑施工记录表

附录 B现浇泡沫轻质工程施工质量检验记录表所属项目名称工程名称工程部位建设单位设计单位施工单位监理单位规定值项次检查项目实测值或实测偏差值或允许偏差1湿密度(kg/m²)泡沫密度2(kg/m²)3流值(mm)4抗压强度(MPa)准干密度5(kg/m3)6顶面高程(m)*7平面位置(m)*8长度(m)*9宽度(m)*10外观鉴定施工单位自检结论:质量检查员:年月日监理单位检查结论:监理工程师:年月日检验负责人:检测:记录:复核:年月日.31:

重庆市某交通标志牌、公交站亭站牌、人行道护栏投标施工组织设计附录 C现浇泡沫轻质土工程施工质量评定验收记录表所属项目名称工程名称工程部位建设单位设计单位施工单位监理单位规定值或实测值或实测应检合格合格率项次检查项目权值计分允许偏差偏差值均值、代表值点数点数(%)1湿密度(kg/m²)2泡沫密度(kg/m²)3流值(mm)抗压强度(MPa)5准干密度(kg/m3)6顶面高程(m)*平面位置(m)*8长度(m)*宽度(m)*实测项目综合得分外观鉴定减分质量保证资料减分工程质量评定评分质量等级监理单位评定验收结论:监理工程师:年月日验收负责人:记录:复核:年月日:32:

1为了便于执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不 同的用词说明如下: 1)表示很严格,非这样做不可的: 正面词采用“必须”; 反面词采用“严禁”。 2)表示严格,在正常情况下均应这样做的: 正面词采用“应”;: 反面词采用“不应”或“不得”。 3)表示充许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的: 正面词采用“宜”; 反面词采用“不宜”。 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的: 正面词采用“可”; 反面词采用“不可”。 2条文中指定应按其他有关标准执行时,写法为“应符合·. 要求(或规定)”或“应按执行”。非必须按所指定标准执行时 写法为“可参照执行”。

CECS249:200

总 则 (41) 2 ,术语、符号 (42) 2.1术语 (42) 材料及其性能 (44) 3. 1 材料 (44) 3. 2 泡沫轻质土 (45) 4 工程设计 (46) 4. 1 基本规定 (46) 4. 2 性能设计 (46) 4.3 形态设计 (49) 4.4 辅助工程设计 (52) 5 配合比 (55) 5. 1 基本规定 (55) 5. 2 配合比试配 (55) 工程施工 (56) 6. 2 设备与拌合制作·… (56) 6. 3 输送与浇筑 (56) 6. 4 辅助工程施工 (57) 6.5 硬化后的整体养护 (57) 质量检验与验收 (58) 7. 1 基本规定 (58) 7. 2 材料检验 (58) 7. 3 施工过程质量检验 (58) 7. 4 硬化后的质量检验 (59) 7. 5 质量评定与验收 (59)

1.0.1明确本规程的编制自的。 1.0.2现浇泡沫轻质土具有轻质性、密度和强度可调节性、直立 性、良好的施工性等特性: 1以减轻荷重或土压,可用于:1)新建公路桥台背路基换填: 可有效解决软基路段预压不充分遗留的工后沉降问题,如广东中 江高速公路西江特大桥0#台台背路基换填、河北沿海高速公路部 分软基桥台台背路基换填。2)旧路改造的桥台背路基换填,可一 次性彻底解决工后沉降号起的桥头跳车问题,如广东省汕头市中 山东路改造工程中,所有的软基桥台台背路基均采用现浇泡沫轻 质土进行了换填处理。3)道路扩建中的加宽路基填筑,可更好解 决新旧路基差异变形问题,并可节省征地、避免拆迁。如广东省厂 佛和佛开高速公路扩建工程,即大量采用了现浇泡沫轻质士加觉 路基。4)山区陡峭路段的路基填筑,可避免高填高挖带来的施工 技术难题,并可节约土地、保护自然地理地质环境。5)用于地下大 跨度结构工程的覆土减荷,如北京国家体育场边缘的成府路隧道 覆土、北京奥运地铁支线森林公园站折返线区间隧道覆土,均采用 了泡沫轻质土来降低结构的上覆荷重,确保了结构安全。 2利用泡沫轻质土的自流平特性,用于空洞及狭小空间充 填,可避免常规填料充填不到位不饱满的缺陷。采空区、岩溶区、 建筑基坑、隧道垮塌形成的空洞及地下管线周边空隙,均可采用现 浇泡沫轻质土进行回填。

1.0.3说明本规程与其他标准的关系

2.1.1对泡沫轻质土的定义:基本沿用了国内行业标准《泡沫混 凝士砌块》JC/T1062一2007的定义,区别在于,本标准明确了水 泥基胶凝材料和水为必须组分,集料、掺和料、外加剂为可选组分。 对于类似材料,日本使用的名称是气泡混合轻质土,采用气泡 混合轻质士的工法称为FCB工法;日本道路公团出版有《FCB工 法设计与施工指南》,本标准部分采用了该指南的一些规定。 就硬化成型体而言,泡沫轻质土、气泡混合轻质士、泡沫混凝 土并无本质区别。本标准之所以使用泡沫轻质土的名称,一方面 考虑了国内的普遍说法,另一方面,是看眼于现浇泡沫轻质土更多 是替代填土来使用。

对于类似材料,日本使用的名称是气泡混合轻质土,采用气泡 混合轻质土的工法称为FCB工法;日本道路公团出版有《FCB工 法设计与施工指南》,本标准部分采用了该指南的一些规定。 就硬化成型体而言,泡沫轻质土、气泡混合轻质士、泡混凝 土并无本质区别。本标准之所以使用泡沫轻质土的名称,一方面 考虑了国内的普遍说法,另一方面,是看眼于现浇泡沫轻质土更多 是替代填土来使用。 2.1.6同一发泡剂,在同一稀释倍率下,不同发泡倍率所形成的 泡沫,其表观密度是不一样的:发泡时,发泡装置设定的发泡倍率 越高,泡沫表观密度越小,直至无法发泡。当泡沫表观密度太小 时,其稳定性会显著下降,影响泡沫轻质土的性能。定义标准泡沫 密度,是为了和稀释倍率一起,对发泡剂的性能进行必要的限制, 以确保工程质量。 2.1.7~2.1.9泡沫轻质土的表观密度,从拌和成型到最终硬化, 是个变化的过程,这源于泡沫轻质土含水率的变化。一般而言,养 护硬化后泡沫轻质土的表观密度因自然风干,其含水率会降低,故 同一配合比的泡沫轻质土,准干密度较湿密度要低。这一特性,可 用于定性检验泡沫轻质土的消泡程度:如准干密度较湿密度明显 要大,则说明在硬化过程中,消泡偏大,导致硬化后的准干密度增 大(7.4.7关于准干密度的检验合格标准即基于此一特性)。同

时,实际工程使用中的泡沫轻质土,受其赋存环境因素的影响,其 表观密度亦非定值。在环境因素的影响下(比如地表水的临时局 部浸泡),会有一个最大的极值,该值不应超过工程质量安全所允 许的范围,据此,为便于设计,特引入容许密度的概念。

3.1.1对于矿山采空区的充填,目前在山东地区存在一种特殊的

3,1.1对于矿山采空区的充填,自前在山东地区存在一种特殊的 水泥基胶凝材料,在金矿采空区充填中使用很普遍,对于同等要求 的充填体,其使用量为水泥的一半,目前尚无该类产品的国家标 准。

170土10mm)条件下,集料粒径偏大,会出现较明显的分层离析现 象,导致泡沫轻质土的强度等基本性能出现较大的差异。关于集 料的类型,可以是河砂、海砂、山砂、风积砂、棒磨砂、尾砂、石屑、破 碎的废旧混凝士砖渣等,

3.1.5本条对泡沫轻质土拌合水的要求未做定量指标的规

般来说,自来水、未污染的河水、渠水等(无明显浑浊、无明显

动过程中仍会因消泡显著增大,故采用消泡试验确定的湿密度增 加率来衡量发泡剂的性能更为合理。由于泡沫和其他组分的适应 性,不仅仅和发泡剂材料有关,还受控于发泡剂水溶液的浓度即稀 释倍率、泡沫本身的表观密度(受控于发泡倍率),故本条用稀释倍 率、标准泡沫密度及湿密度增加率指标来规定发泡剂的性能。

3.2.1对泡沫轻质土的强度等级进行划分,目的是在设计和施工 中便于使用描述。强度等级的划分参照了《泡沫混凝土砌块 JC/T1062一2007第6.3条的要求,但将该条中的强度符号改为 F,最低强度级别A0.5改为两个强度级别:F0.4和F0.6。将A 改为F,是和泡沫的英文单词foamed的首学母一致;设Fo.4利 F0.6两个更细的强度级别,是便于现浇泡沫轻质土在强度要求不 高的场合应用(如空洞充填和地暖填筑)

下使用描述。这里需要说明的是,密度级别的划分是以表观 为大小为准,并未以湿密度或准于密度为准,这是因为,即使是 密度和准干密度,其值也并非定值。故直接以表观密度作为等 及别的划分标准,当然,在工程实际中,因表观密度是受环境目 影响的,故泡沫轻质土的密度级别并非一成不变,

.2.4弹性模量与抗压强度的关系公式取目日本《FCB工润

当C=qu/2,①=0°,相当于不固结不排水抗剪强度,故取C一Q D=0°是偏于安全的。

4.1.1明确了设计原则。

4.1.2泡沫轻质土如直接暴露使用,在风雨雪温差等自然因素的 影响下,会出现严重的风化损毁,其强度下降幅度可达60%~ 70%(图1),而且,会出现剥落现象,故设计时,严禁直接暴露使 用。

4.1.4由于不同行业不同应用领域,对稳定性计算均有较

4.1.6抗浮验算使用了湿密度计算重力抗浮力,而未使用准干密

度,是考到浇筑施工完毕后,一般出于工程使用的需要,在短期 内即会进入抗浮阶段,在养护时间不太长时,湿密度和准干密度差 别不会太大,且抗浮验算在设计阶段,准于密度是未知的。

浸水对泡沫轻质士表观密度的影响为:湿密度越高,表观密度 增加幅度越小;湿密度越低,表观密度增加越大。日本道路公团于 1994年出了一份研究报告(《轻量盛土材料—空气砂浆的研 究》),报告中,对于600~1500kg/m²共9种湿密度的试块进行了 不同养护条件下的长期表观密度试验,其中,长期完全浸水养护的 试验(试块脱模后即完全浸人水中养护),浸水养护至6个月后,试 块的表观密度趋于稳定,浸水养护总共持续了2年半时间,在该时

间点,试验结果如表1和图2(仅取8组数据)。

表1长期浸水养护试验数据

600700800900100011001200130014001500 湿密度p,(kg/m²)

此外,关于长期浸水条件下,泡沫轻质土的强度变化情况,日 本相关学者亦进行了长达7年的研究(见北村佳一、藤岗一赖《气 泡混合轻质土耐久性研究》(图1),结果显示:在长期浸水的情况

下,强度下降幅度在低湿密度时大,接近50%,在高湿密度下小, 下降幅度仅有20%。 本规程考虑到以上因素,并认为在低渗透压力下(渗透压力不 超过30kPa),适当的防水措施可以基本隔断渗水或地下水对泡沫 轻质土的直接浸泡,同时,考虑到现场实际填筑体尺寸远大于室内 试块的尺寸,现场填筑体的实际吸水率远小于室内试块的吸水率, 故将其容许密度在有防水措施时,取1.1倍的湿密度值,这一结果 在实际的工程应用中得到证实。 当泡沫轻质土位于地下水位以下超过3m时,渗透压力超过 30kPa,一般的防水措施很难永久起到防水的作用,故建议不需考 防水,但由于在地下水中,泡沫轻质土的长期浸泡会引起强度的 下降,无其是低密度情况,鉴手此,本规程规定,其湿密度级别不低 于D900,且容许密度根据图2的湿密度增加率公式确定;至于强 度要求不低于F1.0,是考虑到在D900的密度级别下,即使强度有 所下降,亦能满足一般工程的需要。这里特别强调,设计人员应必 须注意,现浇泡沫轻质土更大程度是当来使用,而不是当混凝士 来使用,如具体工程对使用部位强度的要求接近混凝土时,现浇泡 沫轻质土是不合适的。

4.2.2本规程对公路现浇泡沫轻质土的强度设计指标采用抗压

关于泡沫轻质土抗压强度与CBR强度的关系,根据国内外 验资料,两者基本呈线性关系,其关系公式如下:

式中,CBR单位为%,抗压强度qu单位为MPa。当泡沫轻质 土的抗压强度为0.4MPa时,其CBR=9.4%,显然满足规范要 求。故采用抗压强度作为公路现浇泡沫轻质土工程的设计指标是 合理可行的。

6. 6 条的规定。

路路基设计规范》对路堤强度的要求

4.3.2~4.3.6重点借鉴了日本《FCB工法设计与施工指南》,同 时,亦结合了国内现有工程实例的一些设计惯例。这里,给出4个 形态设计的实例断面,供设计人员参考。

实例1《FCB工法设计与施工指南》标准形态设计图

实例2软基桥台台背填筑纵断面

实例3陡坡路段填筑断面

实例4广佛高速公路加宽路基横断面

式(2)实际为应力固结度;当换填厚度确定的应力固结度与当 基平均固结度相等时,工后沉降为0,故有:

He上取1.2~1.5的安全系数,是考虑到用沉降确定固结度时, 总沉降无论是理论计算还是经验推算,当采用不同的计算参数或 计算方法时,结果偏差较大,尤其是次固结的影响很难计算准确。 当Hr的计算结果超过1.2倍的He时,说明预压路堤的固 结度偏低,预压时间严重不够,此时,建议考虑其他处理措施控制 工后沉降。

基于最佳超载比的研究是室内试验结果,故β取0.5并考虑 1.5倍的安全系数。

本节重点参考了日本《FCB工法设计与施工指南》。 为便于设计人员设计,这里,列出一些辅助工程的设计图以供 参考。

5.1.1 明确泡沫轻质土配合比设计应重点考虑的因素。 5.1.2与混凝土相比,泡沫轻质土抗压强度是很低的;在确定试 配强度与设计强度的大小关系时,试配强度高于设计强度的幅度 不宜太大,故其系数取1.05。

5.2.2说明配合比各组分的构成比例及计算。

本条中使用的密度指标进一步解释如下: Ow包含了单位体积泡沫轻质土中的所有组分:水泥(砂)浆和 泡沫。 oc指的是水泥颗粒本身的实体密度,非指水泥松散状态下的 堆积密度。硅酸盐水泥密度取3100kg/m°;硫铝酸盐水泥密度取 2850kg/m。 s指的是集料颗粒本身的实体密度,非指松散堆积密度,一般 砂类细集料的实体密度在2400kg/m²~2700kg/m²范围。 Px对于溶剂类外加剂,为单位体积的质量;对于固体颗粒状 外加剂,指的是颗粒实体单位体积质量。 .指单位体积的泡沫质量,通过实测确定

5.2.3参考配合比表取自日本的试验资料,仅供

6.2.1对发泡装置的要求,是基于泡沫轻质土所采用的泡 是稳定的。某些发泡装置,例如,采用高速搅拌发泡,就很难 稳定的泡沫,故不应在生产中采用。

本前提;只有自动化计量体系,才能确保施工过程中湿密度 的稳定性,才能保证施工质量。

6.2.3材料的计量精度综合考虑了设备精度水平及计量误

6.3.2采用螺杆泵的泵送距离参考了日本《FCB工法设计与施 工指南》。软管泵的泵送距离受其扬程为被动扬程的限制,较螺杆 泵要低。

工质量不受影响;如施工未达抗浮要求,撤除降水措施可能会导致

消泡现象。对于空洞充填类泡沫轻质土,不做此类要求,是因为在 很多情况下,空洞充填的施工条件无法满足。 6.3.5浇筑时间的控制是为了避免泡沫轻质土因终凝前的结构 E

6.3.5浇筑时间的控制是为了避免泡沫轻质土因终凝前 破坏导致强度降低。

6.4.1砌块类保护壁,为避免施工过程失稳翻倒,故要求与泡沫 轻质土一起随浇随砌。

6.4.1砌块类保护壁,为避免施工过程失稳翻倒,故要求与泡沫 轻质土一起随浇随砌。 6.4.2防水土工膜应尽可能减少搭接,可根据基底平面形状,尽 可能在厂家订做成一整快膜

可能在厂家订做成一整块膜

6.5.1在强度未达到设计强度前,如直接进人使用状态,可能会 对泡沫轻质土的质量造成不利影响或引起其他工程质量或安全事 故。

采油二矿206小队点维修工程施工组织设计6.5.2表面覆盖塑料薄膜进行保

更化过程中因表面失水过多而导致表层强度降低。对于空洞 工程,施工条件决定其不太可能进行薄膜保湿养护,故不做要

按材料、施工过程及硬化后的成品进行质量检验,符合一 建工程的检验顺序。 明确了检验与验收的基本单位。

7.1. 2 明确了检验与验收的基本与

7.3施工过程质量检验

本节定位湿密度和泡沫密度为主控项目,流值为一般项自。 这是因为,湿密度的大小不仅仅是配合比准确与否的直接反应,也 是泡沫轻质土消泡程度是否可控制在较小范围内的直接反应,泡 沫密度是否满足要求,则会直接影响泡沫轻质土的稳定性;流值的 大小在湿密度满足要求时,仅仅影响到施工性。

木料表面施涂丙烯酸清漆磨退施工工艺7.4硬化后的质量检验

考虑到替代填土减轻荷重或土压的主要应用领域为公路 工程领域,本节重点参考了《公路工程质量检验评定标准》 JTGF 80/1一2004。

考虑到替代填土减轻荷重或土压的主要应用领域为公路 工程领域,本节重点参考了《公路工程质量检验评定标准》 ITGF80/12004。

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