CN112942361A - 一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层及浇筑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层及其浇筑方法。所述泡沫混凝土的设计及其浇筑方法主要包括以下内容：(1)根据垫层厚度和上部荷载定量估计分层浇筑厚度及泡沫混凝土容重；(2)支撑隔板体系及其安装固定；(3)泡沫混凝土的拌和、泵送、分层浇筑及养护。依据本发明完成的泡沫混凝土垫层其单次浇筑厚度可达数米，同时可有效避免泡沫混凝土的分层、塌模问题，明显提高工程施工效率，增加泡沫混凝土垫层的稳定性和承载性能。

Description

一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层及浇筑方法

技术领域

本发明涉及泡沫混凝土技术领域，具体涉及一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层。

背景技术

混凝土作为用量最大的建筑工程材料，广泛应用于建土工程、道路交通等行业。传统混凝土强度高、耐久性好，但容重较大，应用在地基换填工程中往往会造成较严重的地基沉降和不均匀沉降。因此，为了解决土木工程中出现的地基不均匀沉降及路基附属建筑物的沉降破坏等问题，减少维修费用，泡沫轻质混凝土应运而生。泡沫混凝土又称发泡混凝土、发泡水泥，是一种在混凝土浆体中引入空气、氮气、二氧化碳或氧气等气体，再经过物理方法或化学方法的发泡，最后经过养护成型并制作成含有较多微小密闭气孔且具有一定强度的混凝土。与传统混凝土相比，泡沫混凝土具有轻质性、耐火性、保温隔热性、吸声隔声性以及良好的环保性，因此得到了许多企业和材料工作者的关注，成为当前研究的热点之一。

目前，利用泡沫混凝土做垫层材料处于起步阶段，且目前仅将其用于厚度较小的基础中。因泡沫混凝土的气泡不均匀、气泡塌陷、原料存在容重差等，在厚度较大的泡沫混凝土垫层中容易出现分层、上层泡沫混凝土强度低、以及塌模等问题。

基于上述情况，本发明提出了一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层及浇筑方法，可有效解决以上问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明目的之一在于提供一种低容重、高强度、气泡分布均一、不易沉降的泡沫混凝土深厚垫层。

本发明另一目的在于提供一种可快速填充、效率高、适用性强的一种泡沫混凝土深厚垫层的浇筑方法。

本发明还一目的在于提供一种可根据垫层厚度和上部荷载设计分层浇筑厚度及泡沫混凝土容重的设计方法。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：

一方面，本发明提供一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层，包括若干个层叠于深厚基坑内的支架，且各层支架将深厚基坑对应分隔为若干供泡沫混凝土快速填充的分层浇筑空间，泡沫混凝土与各层支架相结合形成深厚垫层；所述泡沫混凝土每立方米包括以下重量份的原料：普通硅酸盐水泥70～100份、粉煤灰20～30份、发泡剂1～4份、稳泡剂1～4份、减水剂0.5～2份、催化剂0.5～4份、沉淀剂0.5～4份。

动物蛋白发泡剂是第三代发泡剂，性能良好，其泡沫非常稳定，即使经过很长时间，也不会出现消泡和塌陷的情况，这是因为动物蛋白发泡剂由动物蹄脚制成的，而动物角质所形成的的气泡液膜十分坚韧，富有弹性，受外力压迫后即可立刻恢复原状，不易破裂。而且，他的发泡倍数很好，发泡效率高。满足大部分施工使用需求。再加入稳泡剂，可以更加增强其泡沫结构的稳定性，加入催化剂可增快其发泡速度，沉淀剂有利于沉淀杂质，增强浆液整体的稳定性。

优选的是，所述每层支架包括与深厚基坑相适配的泡沫板和固设于泡沫板四角处底部和中心处底部的支撑钢管，且支撑钢管长度与分层浇筑泡沫混凝土的厚度相同。

钢管增强结构整体的强度，相当于骨架。增强了混凝土的结构强度。采用泡沫板是因为材质轻，且泡沫板材质强度高，能达到支撑重物的要求。此外，在泡沫支架钢管的连接处用扣件加固。

优选的是，所述普通硅酸盐水泥为P.O 32.5普通硅酸盐水泥、P.O 42.5普通硅酸盐水泥或P.O 52.5普通硅酸盐水泥中的一种。

优选的是，所述发泡剂为80％～90％动物蛋白发泡剂或90％～95％植物发泡剂。

优选的是，所述催化剂为纯度95％以上的二氧化锰粉末或溶质质量分数80％以上的氯化铁溶液。

优选的是，所述稳泡剂为纯度95％以上的脂肪酸甲醇酰胺或纯度95％以上的硬脂酸钙。

优选的是，所述减水剂为纯度95％以上的聚羧酸高效减水剂。

优选的是，所述沉淀剂为纯度95％以上的氢氧化钠粉末或纯度90％以上的氢氧化钙粉末。

另一方面，本发明提供一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层的浇筑方法，根据垫层厚度和上部荷载设计分层浇筑厚度及泡沫混凝土容重，并预制好支架作为泡沫混凝土分层浇筑的支撑隔板，限定各浇筑泡沫混凝土浇筑层的厚度，防止各泡沫混凝土浇筑层之间上下挤压而产生沉降和坍塌；所述浇筑方法包括如下步骤：

S1、称取所述泡沫混凝土各重量份的原料，将普通硅酸盐水泥、粉煤灰加入搅拌机内，使其混合均匀，而后分3～4次注入水，搅拌120s～180s，搅拌成料浆；

S2、将发泡剂、稳泡剂、减水剂和沉淀剂与水混合，启动发泡机进行发泡，发泡时间持续40s～50s，制得泡沫；

S3、采用改装后的泵送管道同时吸取料浆和泡沫，控制料浆和泡沫的吸入速度，使其在管道内混合均匀，自下而上等比例分层输送至基坑内，在浇筑完毕一层后，将支架铺设在泡沫混凝土上方，继续用泵送管道输送两种浆液进入到上一层基坑，继续铺设泡沫支架，后续重复上述操作，待最顶层浇筑完后，用模板封顶；

S4、在泡沫混凝土浇筑完毕后的3～12小时内，采用草帘、芦席、麻袋、锯末、湿土和湿砂材料将混凝土覆盖，并每间隔12小时浇水保持湿润，持续7～14天。

优选的是，所述步骤S1中，筛分称取所述泡沫混凝土各重量份的固体原料，除去粒径过大的部分颗粒，将固体原料中值粒径差控制在10％以内。

本发明通过对胶凝材料、集料、掺合料等堆积密度、中值粒径进行测定，控制各种固体原料的粒径分布相似度和堆积密度相差值，减小泡沫混凝土原料的容重差和粒径差异，调控气孔均匀性和稳定性的新型发泡物质配置，从而降低泡沫混凝土分层的倾向。

优选的是，所述深厚垫层的分层浇筑厚度及泡沫混凝土容重的设计方法，包括如下步骤：

步骤一、泡沫混凝土的容重设计：

(1)计算混合干料总体积

(2)计算所需水的总体积

(3)计算所需泡沫总体积V3＝A(1-V1-V2)

(4)计算泡沫混凝土的容重γ＝(m_c+m_w+m_f+m_p)·g

式中，V1为混合干料总体积(m³)；m_c为水泥质量，ρ_c为水泥密度；m_f为粉煤灰质量，ρ_f为粉煤灰密度；V2为水体积(m³)，m_w为水的质量，ρ_w为水密度；V3为泡沫体积(m³)；A为膨胀系数，视容重要求取值，通常A值介于1与2之间；m_p为泡沫质量；γ为泡沫混凝土的容重；

步骤二、泡沫混凝土安全浇筑高度：

(1)计算28天混凝土浆体材料的强度：

式中，p₁是28天泡沫混凝土的强度，p₀是3天泡沫混凝土浆体的强度，η为3天泡沫混凝土强度占混凝土28天实际强度的百分比；

(2)确定浇筑安全高度：

γh+kp≤p₁

k是安全系数，取值为1.1-1.2，p是设计荷载；

将上式变形，得：

式中，h是泡沫混凝土单层浇筑的极限高度，γ是泡沫混凝土的容重；

步骤三、计算泡沫混凝土在施工期的形变量，确定适宜浇筑高度：

泡沫混凝土在浇筑成型及养护的过程中，会发生徐变和坍塌；故引入徐变系数a，众所周知的是，随着时间的延长，泡沫混凝土的形变越来越小，当时间足够久时，形变量为0，故建立函数关系式：

式中，ε₁为徐变和坍塌造成的应变，t为时间，a为徐变系数，反映了徐变的最终形变量，b为参数，反映了徐变的快慢；

计算由徐变和坍塌影响的应变，要乘以经验系数；根据数值拟合，得到公式：

计算形变量Δ，形变量主要由徐变和坍塌造成的应变与弹性形变产生的应变影响，代入各项参数，在0～H上对该式积分，得到：

式中，式中，λ为基础形变膨胀系数，E为满足标准的泡沫混凝土的弹性模量，ρ为泡沫混凝土的密度，η为修正参数；

根据现有规范和实际施工要求，分层浇筑时，每层的应变ε与形变量Δ及适宜浇筑高度H之间需满足以下关系：

代入应变ε和形变量Δ数据，计算得出H。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明通过控制基于泡沫混凝土原料的强度、容重、气泡结构等方面优化泡沫混凝土的配和比，使得泡沫混凝土具有低容重、高强度的特点；

(2)本发明通过使用气孔均匀且不易塌模的新型动物蛋白发泡剂和植物蛋白发泡剂解决了泡沫混凝土气泡分布不均、表层密度过低的问题；

(3)本发明通过结合深厚垫层施工特点，探究单次浇筑厚度对泡沫混凝土气泡分布均匀性和强度的影响；对比单次性浇筑和分层浇筑对泡沫混凝土气泡均匀性、强度的影响，开发利用泡沫混凝土制备深厚垫层的成套技术，为厚度较大填方提供新的解决途径。

附图说明

图1为泡沫支架横截面结构示意图；

图2为泡沫支架平面俯视图；

图3为深厚垫层浇筑示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图1～3和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例1：

为解决上述问题，本实施例提供了一种利用泡沫混凝土，该泡沫混凝土每立方米包括以下重量份的原料：P.O 42.5普通硅酸盐水泥80份、粉煤灰20份、发泡剂1.6份、稳泡剂1.5份、减水剂1份、催化剂1份、沉淀剂1份。所述发泡剂为浓度为90％的动物蛋白发泡剂，催化剂为纯度95％的二氧化锰粉末，稳泡剂为纯度95％的脂肪酸甲醇酰胺，减水剂为纯度95％聚羧酸高效减水剂，沉淀剂为纯度95％的氢氧化钠粉末。

具体的，本实施例使用水泥质量分数2％的动物蛋白发泡剂，使用水泥质量分数1.2％的脂肪酸甲醇酰胺稳泡剂，使用水泥质量分数1％的二氧化锰粉末作为催化剂，使用水泥质量分数1％的聚羧酸高效减水剂，使用水泥质量分数1％的氢氧化钠粉末作为沉淀剂。

如图1和2所示，所述每层支架包括与深厚基坑相适配的泡沫板和固设于泡沫板四角处底部和中心处底部的支撑钢管，且支撑钢管长度与分层浇筑泡沫混凝土的厚度相同。

进一步地，本实施例根据垫层厚度和上部荷载设计分层浇筑厚度及泡沫混凝土容重，包括如下步骤：

步骤一、泡沫混凝土的容重设计：

(1)计算混合干料总体积

(2)计算所需水的总体积

(3)计算所需泡沫总体积V3＝A(1-V1-V2)

(4)计算泡沫混凝土的容重γ＝(m_c+m_w+m_f+m_p)·g

上式中，V1为混合干料总体积(m³)；m_c为水泥质量，ρ_c为水泥密度，取值为3000kg/m³；m_f为粉煤灰质量，ρ_f为粉煤灰密度，取值为2000kg/m³；V2为水体积(m³)，m_w为水的质量，ρ_w为水密度，取值为1000kg/m³；V3为泡沫体积(m³)；A为膨胀系数，视容重要求取值，通常A值介于1与2之间；m_p为泡沫质量；γ为泡沫混凝土的容重。

步骤二、泡沫混凝土安全浇筑高度：

(1)计算28天混凝土浆体材料的强度：

式中，p₁是28天泡沫混凝土的强度，p₀是3天泡沫混凝土浆体的强度，η为3天泡沫混凝土强度占混凝土28天实际强度的百分比，取值为0.3-0.4；

(2)确定浇筑安全高度：

γh+kp≤p₁

k是安全系数，取值为1.1-1.2，p是设计荷载；

将上式变形，得：

式中，h是泡沫混凝土单层浇筑的极限高度，γ是泡沫混凝土的容重；

步骤三、计算泡沫混凝土在施工期的形变量，确定适宜浇筑高度H：

泡沫混凝土在浇筑成型及养护的过程中，会发生徐变和坍塌；故引入徐变系数a，众所周知的是，随着时间的延长，泡沫混凝土的形变越来越小，当时间足够久时，形变量为0，故建立函数关系式，

式中，ε₁为徐变和坍塌造成的应变，t为时间，a为徐变系数，反映了徐变的最终形变量，b为参数，反映了徐变的快慢，根据实验数据拟合计算得出，a＝0.102，b＝2.919：

计算由徐变和坍塌影响的应变，要乘以经验系数；根据数值拟合，得到公式：

计算形变量Δ，形变量主要由徐变和坍塌造成的应变与弹性形变产生的应变影响，代入各项参数，在0～H上对该式积分，得到：

式中，λ为基础形变膨胀系数，λ取212，E为满足标准的泡沫混凝土的弹性模量，ρ为泡沫混凝土的密度，η为修正参数，本次选用泡沫效果稳定的动物蛋白发泡剂，故η取0.28，

根据现有规范和实际施工要求，分层浇筑时，每层的应变ε要大于等于1/20，小于等于1/16；

故计算得出700mm≤H≤1120mm。

故在实际施工的过程中，要保证单层浇筑厚度大于700mm，小于1120mm。

进一步地，本实施例还提供一种深厚垫层的浇筑方法，包括如下步骤：

(1)准备工作：定制泡沫支架，准备拌制泡沫混凝土所需的原材料，改装泵送管道；筛分水泥、粉煤灰等固体原料，除去粒径过大的部分颗粒，将固体原料中值粒径差控制在10％以内；

(2)将水泥、粉煤灰加入搅拌机内，开启搅拌机，将其混合均匀，而后分3次注入水，搅拌120s，搅拌成水泥浆；

(3)将发泡剂、稳泡剂、减水剂和沉淀剂与水混合，启动发泡机进行发泡，发泡时间持续40s；

(4)如图3所示，采用改装后的泵送管道同时吸取料浆和泡沫，控制料浆和泡沫的吸入速度，使其在管道内混合均匀，等比例的输送到基坑内。在浇筑完毕一层后，将定制好的泡沫支架铺设在泡沫混凝土上方，防止因自重造成的泡沫混凝土塌模和沉降。继续用泵送管道输送两种浆液进入到上一层基坑，继续铺设泡沫支架。后面继续重复操作，自下而上依次分层浇筑，接着铺设泡沫支架，待最上面一层浇筑完后，用模板封顶。

(5)在泡沫混凝土浇筑完毕后的8小时内，用草帘、芦席、麻袋、锯末、湿土和湿砂等适当的材料将混凝土覆盖，并每间隔12小时浇水保持湿润，持续10天。

实施例2：

为解决上述问题，本实施例提供了一种利用泡沫混凝土，该泡沫混凝土每立方米包括以下重量份的原料：P.O 52.5普通硅酸盐水泥100份、粉煤灰25份、发泡剂2份、稳泡剂1.2份、减水剂1份、催化剂1份、沉淀剂1～2份。所述发泡剂为浓度90％的植物发泡剂，催化剂为溶质质量分数80％的氯化铁溶液，稳泡剂纯度为95％的硬脂酸钙，减水剂为纯度为95％的聚羧酸高效减水剂，沉淀剂为纯度为90％的氢氧化钙粉末。

具体的，本实施例使用水泥质量分数2％的植物蛋白发泡剂，使用水泥质量分数1.2％的脂肪酸甲醇酰胺稳泡剂，使用水泥质量分数1％的二氧化锰粉末作为催化剂，使用水泥质量分数1％的聚羧酸高效减水剂，使用水泥质量分数1％的氢氧化钠粉末作为沉淀剂。

计算H：

代入各项数据，a＝0.102，b＝2.919，λ取212，本次选用泡沫效果稳定的植物蛋白发泡剂，故η取0.3，

故计算得出680mm≤H≤1100mm。

故在实际施工的过程中，要保证单层浇筑厚度大于680mm，小于1100mm。

进一步地，本实施例还提供一种深厚垫层的浇筑方法，包括如下步骤：

(1)准备工作：定制泡沫支架，准备拌制泡沫混凝土所需的原材料，改装泵送管道；筛分水泥、粉煤灰等固体原料，除去粒径过大的部分颗粒，将固体原料中值粒径差控制在10％以内；

(2)将水泥、粉煤灰加入搅拌机内，开启搅拌机，将其混合均匀，而后分4次注入水，搅拌180s，搅拌成水泥浆；

(3)将发泡剂、稳泡剂、减水剂和沉淀剂与水混合，启动发泡机进行发泡，发泡时间持续60s；

(4)用改装后的泵送管道同时吸取料浆和泡沫，控制料浆和泡沫的吸入速度，使其在管道内混合均匀，等比例的输送到基坑内。在浇筑完毕一层后，将定制好的泡沫支架铺设在泡沫混凝土上方，防止因自重造成的泡沫混凝土塌模和沉降。继续用泵送管道输送两种浆液进入到上一层基坑，继续铺设泡沫支架。后面继续重复操作，自下而上依次分层浇筑，接着铺设泡沫支架，待最上面一层浇筑完后，用模板封顶。

(5)在泡沫混凝土浇筑完毕后的10小时内，用草帘、芦席、麻袋、锯末、湿土和湿砂等适当的材料将混凝土覆盖，并每间隔12小时浇水保持湿润，持续14天。

对比例1：

与实施例1的区别在于，使用水泥质量分数2％的十二烷基苯磺酸钠作为发泡剂，其他与实施例1相同。

对比例2：

与实施例1的区别在于，将粉煤灰更换为建筑废粉，其他与实施例1相同。

下面对本发明的实施例1、实施例2、对比例1及对比例2得到的泡沫混凝土进行性能测试，测试结果下表所示：

表1

从上表分析可知，实施例1和对比例1通过对比可以发现，在使用相同胶凝材料的情况下，使用动物蛋白发泡剂进行发泡制得的泡沫混凝土，其抗压强度有显著提升。说明动物蛋白发泡剂制作出的泡沫比传统的有机发泡剂的泡沫更加利于结构稳定，增强结构整体性能。且从实验数据可以得出，其强度等级完全满足泡沫混凝土使用规范。并且，气孔结构更稳定，不易破裂。

实施例1和对比例2通过对比可以发现，使用粉煤灰制得的泡沫混凝土，较建筑废粉制得的泡沫混凝土的抗压强度有明显提升，并且其气孔结构更稳定，不易破裂。

实施例2和对比例1通过对比可以发现，在使用相同胶凝材料的情况下，使用植物蛋白发泡剂进行发泡制得的泡沫混凝土，其抗压强度有显著提升。说明植物蛋白发泡剂制作出的泡沫比传统的有机发泡剂的泡沫更加利于结构稳定，增强结构整体性能。且从实验数据可以得出，其强度等级完全满足泡沫混凝土使用规范。并且，其气孔结构更稳定，不易破裂。

依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层，并且能够产生本发明所记载的积极效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层，其特征在于：包括若干个层叠于深厚基坑内的支架，且各层支架将深厚基坑对应分隔为若干供泡沫混凝土快速填充的分层浇筑空间，泡沫混凝土与各层支架相结合形成深厚垫层；所述泡沫混凝土每立方米包括以下重量份的原料：普通硅酸盐水泥70～100份、粉煤灰20～30份、发泡剂1～4份、稳泡剂1～4份、减水剂0.5～2份、催化剂0.5～4份、沉淀剂0.5～4份。

2.根据权利要求1所述的一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层，其特征在于：所述每层支架包括与深厚基坑相适配的泡沫板和固设于泡沫板四角处底部和中心处底部的支撑钢管，且支撑钢管长度与分层浇筑泡沫混凝土的厚度相同。

3.根据权利要求1所述的一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层，其特征在于：所述普通硅酸盐水泥为P.O 32.5普通硅酸盐水泥、P.O 42.5普通硅酸盐水泥或P.O 52.5普通硅酸盐水泥中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层，其特征在于：所述发泡剂为浓度80％～90％动物蛋白发泡剂或浓度90％～95％植物发泡剂。

5.根据权利要求1所述的一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层，其特征在于：所述催化剂为纯度95％以上的二氧化锰粉末或溶质质量分数80％以上的氯化铁溶液。

6.根据权利要求1所述的一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层，其特征在于：所述稳泡剂为纯度95％以上的脂肪酸甲醇酰胺或纯度95％以上的硬脂酸钙。

7.根据权利要求1所述的一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层，其特征在于：所述减水剂为纯度95％以上的聚羧酸高效减水剂，所述沉淀剂为纯度95％以上的氢氧化钠粉末或纯度90％以上的氢氧化钙粉末。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层的浇筑方法，其特征在于，根据垫层厚度和上部荷载设计分层浇筑厚度及泡沫混凝土容重，并预制好支架作为泡沫混凝土分层浇筑的支撑隔板，限定各浇筑泡沫混凝土浇筑层的厚度，防止各泡沫混凝土浇筑层之间上下挤压而产生沉降和坍塌；所述浇筑方法包括如下步骤：

S1、称取所述泡沫混凝土各重量份的原料，将普通硅酸盐水泥、粉煤灰加入搅拌机内，使其混合均匀，而后分3～4次注入水，搅拌120s～180s，搅拌成料浆；

S2、将发泡剂、稳泡剂、减水剂和沉淀剂与水混合，启动发泡机进行发泡，发泡时间持续40s～50s，制得泡沫；

S3、采用改装后的泵送管道同时吸取料浆和泡沫，控制料浆和泡沫的吸入速度，使其在管道内混合均匀，自下而上等比例分层输送至基坑内，在浇筑完毕一层后，将支架铺设在泡沫混凝土上方，继续用泵送管道输送两种浆液进入到上一层基坑，继续铺设泡沫支架，后续重复上述操作，待最顶层浇筑完后，用模板封顶；

S4、在泡沫混凝土浇筑完毕后的3～12小时内，采用草帘、芦席、麻袋、锯末、湿土和湿砂材料将混凝土覆盖，并每间隔12小时浇水保持湿润，持续7～14天。

9.根据权利要求8所述的一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层的浇筑方法，其特征在于：所述步骤S1中，筛分称取所述泡沫混凝土各重量份的固体原料，除去粒径过大的部分颗粒，将固体原料中值粒径差控制在10％以内。

10.根据权利要求8所述的一种利用泡沫混凝土快速填充形成的深厚垫层的浇筑方法，其特征在于，所述深厚垫层的分层浇筑厚度及泡沫混凝土容重的设计方法，包括如下步骤：

步骤一、泡沫混凝土的容重设计：

(1)计算混合干料总体积

(2)计算所需水的总体积

(3)计算所需泡沫总体积V3＝A(1-V1-V2)

(4)计算泡沫混凝土的容重γ＝(m_c+m_w+m_f+m_p)·g

式中，V1为混合干料总体积(m³)；m_c为水泥质量，ρ_c为水泥密度；m_f为粉煤灰质量，ρ_f为粉煤灰密度；V2为水体积(m³)，m_w为水的质量，ρ_w为水密度；V3为泡沫体积(m³)；A为膨胀系数，视容重要求取值，通常A值介于1与2之间；m_p为泡沫质量；γ为泡沫混凝土的容重；

步骤二、泡沫混凝土安全浇筑高度：

(1)计算28天混凝土浆体材料的强度：

式中，p₁是28天泡沫混凝土的强度，p₀是3天泡沫混凝土浆体的强度，η为3天泡沫混凝土强度占混凝土28天实际强度的百分比；

(2)确定浇筑安全高度：

γh+kp≤p₁

k是安全系数，取值为1.1-1.2，p是设计荷载；

将上式变形，得：

式中，h是泡沫混凝土单层浇筑的极限高度，γ是泡沫混凝土的容重；

步骤三、计算泡沫混凝土在施工期的形变量，确定适宜浇筑高度：

泡沫混凝土在浇筑成型及养护的过程中，会发生徐变和坍塌；故引入徐变系数a，众所周知的是，随着时间的延长，泡沫混凝土的形变越来越小，当时间足够久时，形变量为0，故建立函数关系式：

式中，ε₁为徐变和坍塌造成的应变，t为时间，a为徐变系数，反映了徐变的最终形变量，b为参数，反映了徐变的快慢；

计算由徐变和坍塌影响的应变，要乘以经验系数；根据数值拟合，得到公式：

式中，λ为基础形变膨胀系数，E为满足标准的泡沫混凝土的弹性模量，ρ为泡沫混凝土的密度，η为修正参数，计算形变量Δ，形变量主要由徐变和坍塌造成的应变与弹性形变产生的应变影响，代入各项参数，在0～H上对该式积分，得到：

根据现有规范和实际施工要求，分层浇筑时，每层的应变ε与形变量Δ及适宜浇筑高度H之间需满足以下关系：

代入应变ε和形变量Δ数据，计算得出H。

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