轻质泡沫混凝土研究取得进展 揭示不同密度泡沫混凝土渗透特征演化规律

6月底从中国科学院武汉岩土力学研究所获悉，在该所陈卫忠研究员带领下，谭贤君、赵武胜、田洪铭、伍国军、袁敬强等研究人员，在泡沫混凝土材料特性及其在岩土工程中的应用研究取得进展，相关成果目前不仅在兖州煤业股份有限公司(鲍店煤矿、南屯煤矿、东滩煤矿、济二矿)、陕西未来能源金鸡滩煤矿、陕煤集团转龙湾煤矿的巷道大变形灾害防治及防冲密闭中得到应用，还在G207线长冶过境段桥背回填、安慈高速轻质挡墙施工中得到推广应用，产生显著经济与社会效益。

泡沫混凝土是用引入气泡的方式填充混凝土中的空隙，将重质的水泥混凝土轻质化、功能化，具有轻质、保温、隔热、吸声、隔声、耐火、防火等几十种功能，是迄今为止功能最多的大宗无机轻质材料之一。目前，我国每年使用的泡沫混凝土总量估算约在5000万立方米以上，位居全球第一位。

近5年来，我国泡沫混凝土行业步入稳步发展阶段，年均增长率约为15%—20%，高于水玻陶等大宗建材。尤其在路桥工程领域(公路扩建、高铁路基邦宽、机场、桥梁减跨、桥头跳车等)、回填工程(矿山采空区、隧道、地基、地下结构减荷、油田固井浇筑)等岩土工程领域增长迅速。

利用泡沫混凝土的轻质特性，在深厚软土地区修建路堤，可有效降低基底附加应力，减少路基沉降;应用于桥头路堤时，可减少桥梁与桥头路基的沉降差，提供较舒适的行车条件;用于回填，因为自身重量轻，可合理减轻荷载……但相较于工程实践的迅猛发展，我国泡沫混凝土理论研究相对来说还有待加强，开展系统化的泡沫混凝土材料特性及其在岩土工程中的适应性研究迫在眉睫。近10年来，该团队在泡沫混凝土配合比设计方法、物理力学特征、抗震特性、现场施工设备与工艺等方面开展大量室内试验、理论分析、数值仿真与现场应用方面的研究。

目前，该团队分别以干密度和湿密度为控制标准，提出两种泡沫混凝土配合比设计方法，揭示了不同密度条件下泡沫混凝土抗压强度随围压的变化规律，建立了能同时考虑高径比和密度影响的泡沫混凝土抗压强度和弹性模量预测模型，揭示了不同密度泡沫混凝土渗透特征演化规律，建立了泡沫混凝土抗压强度和弹性模量随温度和密度的演化方程。并针对特殊工况需求，研发了抗冻融泡沫混凝土和高强泡沫混凝土这两种新型泡沫混凝土材料。相关成果目前已在10余项重大工程中得到应用。(记者文俊、通讯员王以豪、段金利)

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