CN106220126A - 一种地基加固的灌浆材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种地基加固的灌浆材料，选取硅酸盐水泥为主料，添加硫铝酸盐水泥、矿渣微粉、粉煤灰、石膏、石灰、水玻璃、碳酸钙粉、氢氧化钙、低粘度纤维素等掺合料，制成浆液，将原本松散土体或裂隙胶结固化，形成新的结石体，其土体结构的成分、渗流性能、化学稳定性及力学性能等多方面均有所改变，具有更好的工程性质。

Description

一种地基加固的灌浆材料
技术领域
本发明涉及一种地基加固的灌浆材料。
背景技术
注浆又称灌浆，用压送设备借助压力将一定配比的浆液状固化材料注入到土层或裂隙中，并将其扩散、胶凝及固化形成新结石物，用于加固土层与防渗堵漏，以达到土木建筑工程施工要求。
注浆技术目前已经有二百多年的历史，发展经历了四个阶段依次为：(1802-1857年)原始粘土浆液发展阶段、(1858-1919年)初级水泥浆液发展阶段、(1920-1969年)中级化学浆液注浆发展阶段、(1969年之后)现代注浆发展阶段。注浆法主要有渗透注浆法、充填或裂隙注浆法、劈裂注浆法、压密注浆法、喷射注浆法及电动化学注浆法等，涵盖了流体力学、化学、岩石力学、土力学等众多学科，在交通、水利、采矿、地铁、隧道等工程中广泛应用，处理防渗、堵水及加固等方面效果明显。
在公路和铁路工程中地基常常会遇到沉降或变形、承载力问题，需要对地基进行加固改造。采用普通硅酸盐水泥浆液直接加固效果不佳，这是由于浆液凝结时间较长、浆液结石后收缩大、稳定性差等不足影响加固效果。掺入粉煤灰、粘土、火山灰、膨胀土、水玻璃等掺合料，有效改善普通水泥浆液的力学性能，具有良好的稳定性，不出现析水沉淀，凝固后结石更加密实坚固，因此，研究新型注浆材料成为攻克的技术关键。
发明内容
基于以上不足之处，本发明提出一种地基加固的灌浆材料，选取硅酸盐水泥为主料，添加硫铝酸盐水泥、矿渣微粉、粉煤灰、石膏、石灰、水玻璃、碳酸钙粉、氢氧化钙、低粘度纤维素等掺合料，制成浆液将原本松散土体或裂隙胶结固化，形成新的结石体，其土体结构的成分、渗流性能、化学稳定性及力学性能等多方面均有所改变，具有更好的工程性质。
为了实现上述发明的目的，本发明技术方案如下：
一种地基加固的灌浆材料，配方按重量配比如下：硅酸盐水泥45-55份；硫铝酸盐水泥10-14；矿渣微粉5-8份；粉煤灰8-12份；石膏6-10份；石灰5-8份；水玻璃8-10份；碳酸钙粉3-5份；氢氧化钙0.6-1.2份；低粘度纤维素0.02-0.03份；膨胀剂3-6份；减水剂1-1.5份。
本发明还具有如下技术特征：
进一步，所述硅酸盐水泥为强度等级高于42.5的普通硅酸盐水泥，硅酸盐水泥为灌浆主料，缩短凝结时间，为凝结时间调节的前提；所述硫铝酸盐水泥为强度等级高于42.5的硫铝酸盐水泥，用于早期快速凝结硬化，增强早期强度，调节凝结时间。
进一步，所述矿渣细度为300-450目，比表面积为500-700m2/kg，可增长使用寿命，增强灌浆材料硬化后结石体的抗渗性和抗硫酸盐性。
进一步，所述水玻璃为固体钠水玻璃。
进一步，所述碳酸钙粉细度为350-500目。
进一步，所述氢氧化钙细度为600-700目。
进一步，所述低粘度纤维素粘度为100-300mpa·s，用于防止复合材料的分层与沉降。
进一步，所述膨胀剂为过氧化钙、过氧化钠和硫铝酸钙混合物，质量比为2-4:2-3:2-5，细度为300-400目，过氧化钙用于早期塑性收缩补偿，过氧化钠用于中期收缩补偿，硫铝酸钙用于终凝后收缩补偿。复合膨胀剂可补偿水泥灌浆材料收缩，灌浆后材料微膨胀、体积较稳定。
进一步，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为25-35％，减水率高，与水泥具有良好相容性，可减小加水量，增加复合材料流动性。
使用时，需加入一定量的水，制成浆液，含水量为14-22％。
根据含水量不同，浆液流动度不同，物理力学特性指标不同。在试验中，依据所需流动度的不同，来调节加水量与原料配比。
灌浆材料在施工中，首先按配比将一定重量的原料与水混合搅拌均匀，保证浆液的流动度超过150mm，对于运输距离比较近，将搅拌好浆液静止15min即可输送，对于运输距离比较远，可采用泵送方式。
本发明配比的复合材料可提高土体的抗压强度，解决水泥灌浆存在收缩裂缝问题，能有效控制土体的膨胀率，膨胀率在0.5％之内，有微小膨胀但不会产生胀裂，以达到地基加固、防止裂缝等要求。
本发明的灌浆浆液凝固快、凝结时间可调节、施工时间短，加固效果好、结石体强度高、原料损耗少、成效较快，易于施工、施工简单、成本低、施工过程中噪声小、产生的振动弱、对周围环境影响小，可应用于操作面比较狭小的场地工程，注浆加固的深度可依据需要控制深浅，广泛应用于交通工程、土建工程、隧道、水利水电、地下建筑等领域，带来巨大的经济效益与社会价值。
具体实施方式
实施例1
本实例适用于场地比较狭窄、地形比较复杂场地情况，原料配制如下：硅酸盐水泥55Kg；硫铝酸盐水泥12Kg；矿渣微粉8Kg；粉煤灰10Kg；石膏6Kg；石灰6Kg；固体钠水玻璃9Kg；碳酸钙粉3Kg；氢氧化钙0.6Kg；低粘度纤维素0.02Kg；膨胀剂3Kg；减水剂1.2Kg。
本实例中，硅酸盐水泥为强度等级42.5普通硅酸盐水泥；硫铝酸盐水泥为强度等级52.5硫铝酸盐水泥；矿渣微粉细度为450目，比表面积为500m2/kg；低粘度纤维素粘度为100mpa·s；所述碳酸钙粉细度为350目；所述氢氧化钙细度为600目；膨胀剂为过氧化钙、过氧化钠和硫铝酸钙质量比为4:3:5混合物，细度为300目；减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为25％；加水量为总重量18％。
实施例2
本实例适用于普通注浆情况，原料配制如下：硅酸盐水泥48Kg；硫铝酸盐水泥10Kg；矿渣微粉6Kg；粉煤灰8Kg；石膏10Kg；石灰8Kg；水玻璃8Kg；碳酸钙粉4Kg；氢氧化钙1Kg；低粘度纤维素0.03Kg；膨胀剂6Kg；减水剂1.5Kg。
本实例中，硅酸盐水泥为强度等级52.5普通硅酸盐水泥；硫铝酸盐水泥为强度等级42.5硫铝酸盐水泥；矿渣微粉细度为400目，比表面积为700m2/kg；低粘度纤维素粘度为300mpa·s；所述碳酸钙粉细度为500目；所述氢氧化钙细度为700目；膨胀剂为过氧化钙、过氧化钠和硫铝酸钙质量比为3:2:3混合物，细度为400目；减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为35％；加水量为总重量22％。
实施例3
本实例适用于工程加固情况，原料配制如下：硅酸盐水泥45Kg；硫铝酸盐水泥14Kg；矿渣微粉5Kg；粉煤灰12Kg；石膏8Kg；石灰5Kg；水玻璃10Kg；碳酸钙粉5Kg；氢氧化钙1.2Kg；低粘度纤维素0.025Kg；膨胀剂5Kg；减水剂1Kg。
本实例中，硅酸盐水泥为强度等级52.5普通硅酸盐水泥；硫铝酸盐水泥为强度等级52.5硫铝酸盐水泥；矿渣微粉细度为300目，比表面积为650m2/kg；低粘度纤维素粘度为250mpa·s；所述碳酸钙粉细度为400目；所述氢氧化钙细度为650目；膨胀剂为过氧化钙、过氧化钠和硫铝酸钙质量比为2:2:5混合物，细度为350目；减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为30％；加水量为总重量14％。
实施例4
表1不同实施案例技术指标表

Claims (10)

1.一种地基加固的灌浆材料，其特征在于，配方按重量配比如下：硅酸盐水泥45-55份、硫铝酸盐水泥10-14份、矿渣微粉5-8份、粉煤灰8-12份、石膏6-10份、石灰5-8份、水玻璃8-10份、碳酸钙粉3-5份、氢氧化钙0.6-1.2份、低粘度纤维素0.02-0.03份、膨胀剂3-6份和减水剂1-1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种地基加固的灌浆材料，其特征在于：所述硅酸盐水泥为强度等级高于42.5的普通硅酸盐水泥；所述硫铝酸盐水泥为强度等级高于42.5的硫铝酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种地基加固的灌浆材料，其特征在于：所述矿渣细度为300-450目，比表面积为500-700m2/kg。
4.根据权利要求1所述的一种地基加固的灌浆材料，其特征在于：所述水玻璃为固体钠水玻璃。
5.根据权利要求1所述的一种地基加固的灌浆材料，其特征在于：所述碳酸钙粉细度为350-500目。
6.根据权利要求1所述的一种地基加固的灌浆材料，其特征在于：所述氢氧化钙细度为600-700目。
7.根据权利要求1所述的一种地基加固的灌浆材料，其特征在于：所述低粘度纤维素粘度为100-300mpa·s。
8.根据权利要求1所述的一种地基加固的灌浆材料，其特征在于：所述膨胀剂为过氧化钙、过氧化钠和硫铝酸钙混合物，质量比为2-4:2-3:2-5，细度为300-400目。
9.根据权利要求1所述的一种地基加固的灌浆材料，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为25-35％。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种地基加固的灌浆材料，其特征在于：使用时，需加入一定量的水，制成浆液，含水量为14-22％。
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