CN108424047A - 一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料 - Google Patents

一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料，由以下重量份的组分组成：赤泥60‑80份，激发剂20‑30份，外加剂5‑10份；其中，所述激发剂由氢氧化钠水溶液、水玻璃和硫铝酸盐水泥熟料组成；外加剂由羧酸类减水剂、滑石粉、羟丙基甲基纤维素和脱硫石膏粉组成。将赤泥作为一种矿物原料，辅以激发剂、添加剂等成分，制备注浆材料，可应用于砂土地层注浆加固等领域。发挥赤泥高碱性、粒径细的特点制备胶凝材料，利用硫铝酸盐水泥熟料及碱激发剂提高赤泥的胶凝活性。通过添加剂调节赤泥基注浆材料的工作性能。从而制备工程性能优异的赤泥基注浆材料。

Description

一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料
技术领域
本发明涉及一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料及其制备方法，属于废弃物综合利用和建材制备技术领域。
背景技术
赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0-2.0吨赤泥。据测算，我国每年产生的赤泥近3000万吨。赤泥的堆存占用了大量土地，对地下水、土壤造成严重污染。因此，实现赤泥多渠道、大规模的资源化利用已迫在眉睫。
砂土地层作为典型的软弱地层，具有结构松散、粘结力弱、自稳能力差、在动荷载作用下易液化等特点，成为导致隧道突水突泥的主要灾害源。注浆作为提高岩土体整体物理力学性能、实现围岩抗渗加固目的的重要手段，已被广泛应用于砂土地层的加固治理。注浆材料是注浆技术的关键因素之一，越来越得到人们的关注。在砂土地层注浆加固工程中，水泥基注浆材料具有凝结时间长，可注性差的缺点，化学浆液虽加固效果好，但具有污染环境、成本高等缺点。因此亟需研发一种适用于砂土地层加固的注浆材料。赤泥的主要成分为CaO、SiO2、Al2O3等，具有潜在的胶凝活性。利用赤泥制备胶凝材料不但可以取代高能耗的水泥基注浆材料，还能够减轻赤泥带来的环境污染，促进其资源化利用效率。
目前，已有部分学者将赤泥用于制备注浆材料，以实现其资源化利用。如中国专利文献CN103896503A公开了一种赤泥基新型注浆材料及其制备方法，通过碱激发剂使赤泥和掺和料生成一种高强的地质聚合物类注浆材料；中国专利文献CN104446213A公开了一种以赤泥为基质原料的注浆材料，利用赤泥和碱激发剂的复合作用提高注浆材料的强度；中国专利文献CN 105669945A公开了一种赤泥基自悬浮柔性注浆材料，该材料黏结力强，抗折强度高。这些赤泥基注浆材料具有一定的力学强度，一定程度上实现了赤泥的大规模应用，但普遍具有赤泥使用量低，凝结时间长，可注性差的特点。不适宜用于富水砂层注浆治理。
目前砂土地层注浆材料以超细水泥为主，但水泥产业能耗高，超细水泥价格昂贵，造成工程成本高，不符合绿色生态要求。
发明内容
针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料及制备方法。将赤泥作为主要原料，辅以激发剂、添加剂等成分，制备注浆材料，可应用于砂土地层注浆加固等领域。发挥赤泥高碱性、粒径细的特点制备胶凝材料，利用硫铝酸盐水泥熟料及碱激发剂提高赤泥的胶凝活性。通过添加剂调节赤泥基注浆材料的工作性能。从而制备工程性能优异的赤泥基注浆材料。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料，由以下重量份的组分组成：赤泥60-80份，激发剂20-30份，外加剂5-10份；其中，所述激发剂由氢氧化钠水溶液、水玻璃和硫铝酸盐水泥熟料组成；外加剂由羧酸类减水剂、滑石粉、羟丙基甲基纤维素和脱硫石膏粉组成。
优选的，所述赤泥基速凝注浆材料，由以下重量份的组分组成：赤泥65-70份，激发剂25-30份，外加剂7-10份。
优选的，所述氢氧化钠水溶液的浓度为6-9M，优选为8M。
优选的，所述硫铝酸盐水泥熟料比表面积为350-400m2/Kg。
进一步优选的，所述氢氧化钠水溶液、水玻璃和硫铝酸盐水泥熟料的质量比为20-30:5-15:60-70。
优选的，所述羧酸类减水剂、滑石粉、羟丙基甲基纤维素和脱硫石膏粉的质量比为：20-30:20-30:15:35-45。
优选的，所述赤泥为干燥、粉磨后赤泥，比表面积为550-600m2/Kg。
一种赤泥基速凝注浆浆液，由上述赤泥基速凝注浆材料和水按照设定比例混合制备而得。
所述赤泥基速凝注浆浆液的制备方法，包括如下步骤：
1)将赤泥于100℃烘干，并将其粉磨至比表面积为550-600m2/Kg，备用；
2)将硫铝酸盐水泥熟料粉磨至比表面积为350-400m2/Kg，备用；
3)配制氢氧化钠溶液，备用；
4)将赤泥、硫铝酸盐水泥熟料和水按水灰比为0.8-1.2:1制备浆体，然后再向其中加入其它组分，搅拌设定时间后，即得。
优选的，步骤4)中，搅拌的时间为4-10min，优选为5min。
本发明的有益效果为：
本发明的制备方法简单，制备注浆材料过程中应用了大量的赤泥，节省制备工序及成本；所制备的赤泥基材料可注性强、凝结时间短、力学强度高，可广泛应用于砂土地层加固等注浆领域，既解决了相关工程问题，又实现了赤泥的高附加值资源化利用，减轻了对生态环境的污染。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
1、组份及质量比：赤泥65份，激发剂28份，外加剂7份。激发剂由质量浓度为8M氢氧化钠水溶液26质量份、水玻璃12质量份和硫铝酸盐水泥熟料62质量份组成。外加剂由羧酸类减水剂25质量份、滑石粉25质量份、羟丙基甲基纤维素15质量份和脱硫石膏粉35质量份组成。
2、制备方法：将粉磨至比表面积为550-600m2/Kg的赤泥微粉与比表面积为350-400m2/Kg的硫铝酸盐水泥熟料与水按水灰比1:1混合，搅拌均匀，然后向其中加入相应比例的其他组分，搅拌五分钟即可。制备得到的注浆材料的相关性能如表1所示：
表1
该产品成功应用于第四系富水砂层注浆治理工程中。
实施例2
1、组份及质量比：赤泥70份，激发剂25份，外加剂5份。激发剂由8M氢氧化钠水溶液27质量份、水玻璃9质量份和硫铝酸盐水泥熟料64质量份组成。外加剂由羧酸类减水剂23质量份、滑石粉20质量份、羟丙基甲基纤维素15质量份和脱硫石膏粉42质量份组成。
2、制备方法：将粉磨至比表面积为550-600m2/Kg的赤泥微粉与比表面积为350-400m2/Kg的硫铝酸盐水泥熟料与水按水灰比1:1混合，搅拌均匀，然后向其中加入相应比例的其他组分，搅拌五分钟即可。制备得到的注浆材料的相关性能如表2所示：
表2
该产品成功应用于第四系富水砂层注浆治理工程中。
实施例3
1、组份及质量比：赤泥80份，激发剂30份，外加剂8份。激发剂由8M氢氧化钠水溶液30质量份、水玻璃15质量份和硫铝酸盐水泥熟料70质量份组成。外加剂由羧酸类减水剂30质量份、滑石粉25质量份、羟丙基甲基纤维素15质量份和脱硫石膏粉45质量份组成。
2、制备方法：将粉磨至比表面积为550-600m2/Kg的赤泥微粉与比表面积为350-400m2/Kg的硫铝酸盐水泥熟料与水按水灰比1.2:1混合，搅拌均匀，然后向其中加入相应比例的其他组分，搅拌五分钟即可。制备得到的注浆材料的相关性能如表3所示：
表3
该产品成功应用于第四系富水砂层注浆治理工程中。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料，其特征在于：由以下重量份的组分组成：赤泥60-80份，激发剂20-30份，外加剂5-10份；其中，所述激发剂由氢氧化钠水溶液、水玻璃和硫铝酸盐水泥熟料组成；外加剂由羧酸类减水剂、滑石粉、羟丙基甲基纤维素和脱硫石膏粉组成。
2.根据权利要求1所述的赤泥基速凝注浆材料，其特征在于：由以下重量份的组分组成：赤泥65-70份，激发剂25-30份，外加剂7-10份。
3.根据权利要求1所述的赤泥基速凝注浆材料，其特征在于：所述氢氧化钠水溶液的浓度为6-9M，优选为8M。
4.根据权利要求3所述的赤泥基速凝注浆材料，其特征在于：所述氢氧化钠水溶液、水玻璃和硫铝酸盐水泥熟料的质量比为20-30:5-15:60-70。
5.根据权利要求1所述的赤泥基速凝注浆材料，其特征在于：所述羧酸类减水剂、滑石粉、羟丙基甲基纤维素和脱硫石膏粉的质量比为：20-30:20-30:15:35-45。
6.根据权利要求1所述的赤泥基速凝注浆材料，其特征在于：所述赤泥为干燥、粉磨后赤泥，比表面积为550-600m2/Kg。
7.根据权利要求1所述的赤泥基速凝注浆材料，其特征在于：所述硫铝酸盐水泥熟料的比表面积为350-400m2/Kg。
8.一种赤泥基速凝注浆浆液，其特征在于：由权利要求1-8任一所述赤泥基速凝注浆材料和水按照设定比例混合制备而得。
9.权利要求8所述的赤泥基速凝注浆浆液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将赤泥于100℃烘干，并将其粉磨至比表面积为550-600m2/Kg，备用；
2)将硫铝酸盐水泥熟料粉磨至比表面积为350-400m2/Kg，备用；
3)配制氢氧化钠溶液，备用；
4)将赤泥、硫铝酸盐水泥熟料和水按水灰比为0.8-1.2:1制备浆体，然后再向其中加入其它组分，搅拌设定时间后，即得。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤4)中，搅拌的时间为4-10min，优选为5min。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110423090A (zh) * 2019-08-19 2019-11-08 山东大学 一种用于路面裂缝修补的速凝抗裂冷灌缝材料及其制备方法
CN111960754A (zh) * 2020-07-09 2020-11-20 山东省邱集煤矿有限公司 一种用于矿井水害治理顶板充填作用的固废基注浆材料与制备方法
CN112592143A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 哈尔滨工业大学 一种粘土-矿渣基港口抗震加固矿物注浆材料及制备方法
CN114644483A (zh) * 2022-03-18 2022-06-21 山西云泉岩土工程科技股份有限公司 一种高强度赤泥基固废路基材料

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103896503A (zh) * 2014-03-06 2014-07-02 焦作丁豪科技股份有限公司 一种赤泥基新型注浆材料及其制备方法
CN104446213A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 广西启利新材料科技股份有限公司 一种以赤泥为原料的注浆材料
CN105669945A (zh) * 2016-04-19 2016-06-15 河南理工大学 一种赤泥基自悬浮柔性注浆材料及其制备方法
CN105859187A (zh) * 2016-04-19 2016-08-17 河南理工大学 一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料及其制备方法
CN106278070A (zh) * 2016-08-12 2017-01-04 刘兴才 一种新型注浆充填材料
CN107265943A (zh) * 2017-06-23 2017-10-20 华娜 一种注浆材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103896503A (zh) * 2014-03-06 2014-07-02 焦作丁豪科技股份有限公司 一种赤泥基新型注浆材料及其制备方法
CN104446213A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 广西启利新材料科技股份有限公司 一种以赤泥为原料的注浆材料
CN105669945A (zh) * 2016-04-19 2016-06-15 河南理工大学 一种赤泥基自悬浮柔性注浆材料及其制备方法
CN105859187A (zh) * 2016-04-19 2016-08-17 河南理工大学 一种利用赤泥制备的早强柔性双液注浆材料及其制备方法
CN106278070A (zh) * 2016-08-12 2017-01-04 刘兴才 一种新型注浆充填材料
CN107265943A (zh) * 2017-06-23 2017-10-20 华娜 一种注浆材料及其制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110423090A (zh) * 2019-08-19 2019-11-08 山东大学 一种用于路面裂缝修补的速凝抗裂冷灌缝材料及其制备方法
CN111960754A (zh) * 2020-07-09 2020-11-20 山东省邱集煤矿有限公司 一种用于矿井水害治理顶板充填作用的固废基注浆材料与制备方法
CN112592143A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 哈尔滨工业大学 一种粘土-矿渣基港口抗震加固矿物注浆材料及制备方法
CN112592143B (zh) * 2020-12-16 2022-05-10 哈尔滨工业大学 一种粘土-矿渣基港口抗震加固矿物注浆材料及制备方法
CN114644483A (zh) * 2022-03-18 2022-06-21 山西云泉岩土工程科技股份有限公司 一种高强度赤泥基固废路基材料

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