CN112174554A - 一种单组份改性地聚合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单组份改性地聚合物注及其应用。这种单组份改性地聚合物，单组份改性地聚合物包括工业副产硅铝质矿物料50.0～60.0，建筑垃圾粉25.0～30.0，水泥5.0～10.0，固体激发剂5.0～10.0，添加剂0.2～1.0。本发明制备的单组份改性地聚合物采用固体激发剂，固体激发剂为盐类物质，制成的单组份改性地聚合物均为固态，运输方便，现场加水搅拌后直接施工，固化速度慢，可操作时间长；将单组份改性地聚合物应用于二灰碎石冷再生处理工艺，冷再生处理得到的基层材料强度高，稳定性好；二灰碎石冷再生处理工艺可实现二灰碎石基层铣刨料现场处理，降低转运、堆放费用，减少环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是一种单组份改性地聚合物及其应用。
背景技术
注浆又称为灌浆，是将一定材料配制成浆液，用压送设备将其通过钻孔注入到地层中颗粒的间隙、土层的界面或裂隙内，扩散、凝胶、固化，以达到加固地层或防渗堵漏的目的，注浆技术大量使用于水利、采矿、建筑工程、交通工程等领域。常用的注浆材料有：1)有机高分子浆材如环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸盐等化学浆材，一般粘度较低，易于进入土体的细小裂隙或孔隙之中，浆液注入能力较强，但是造价较高；2)无机类注浆材料，现有的无机注浆材料大多以水泥作为基本材料，而以水泥作为注浆材料通常具有浆液稳定性不好、结实率低的缺点。
地聚合物是通过硅铝质材料在一定激发作用下形成的具有硅氧四面体和铝氧四面体交替键合网络结构，常温或低于150℃下合成的一种无机胶凝材料，具有原料来源广、工艺简单、能耗少、环境污染小等优点，地聚合物可以与基层矿物发生反应，固结体结构致密、抗冲刷能力强、物理化学性能稳定，是水泥注浆料的理想代替材料。但是，现有技术中地聚合物注浆料主要采用双组份地聚合物材料，实际应用过程需要生产液体碱性激发剂，液体碱性激发剂具有腐蚀性，会刺激皮肤和侵蚀盛装容器，另外双组分地聚合物混合后发生放热反应，稠化速度块，操作时间短，在应用过程中要及时清理注浆设备，否则会堵塞注浆设备，对施工操作要求高。
同时二灰碎石基层铣刨料的冷再生处理工艺主要通过在二灰碎石基层铣刨料中添加水泥、消石灰等材料进行冷再生处理，通常存在承载能力不够的缺陷，需要添加新的二灰土才能满足使用要求；另一方面对于由于二灰碎石产生膨胀导致路面破坏而翻新的公路，灰碎石基层铣刨料中可能存在过量石灰、过烧石灰、过量的石膏等导致膨胀的因素存在，在其基础上再添加水泥、消石灰等材料进行冷再生处理，可能会导致进一步膨胀的可能性，达不到消除质量隐患的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种单组份改性地聚合物，现场直接加水搅拌注浆施工，延长硬化时间，简化操作工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单组份改性地聚合物，包括如下质量份的原料：
所述固体激发剂包括如下质量份的原料：
速溶性硅酸钠 50.0～60.0
速溶性氟硅酸钠 15.0～30.0
碳酸钠 20.0～25.0；
所述速溶性硅酸钠模数为1.4～2.0。
将单组份改性地聚合物和水混合搅拌得到单组份改性地聚合物注浆料，质量配比为单组份改性地聚合物：水＝1：(0.3～0.4)。
工业副产硅铝质矿物料、建筑垃圾粉中含有大量氧化硅、氧化铝、氧化钙等，这些废渣自身没有或有很弱的活性。利用碱性可提高废渣中氧化硅、氧化铝、氧化钙的活性，反应形成硬化强度。采取弱酸强碱盐进行激发可以延缓活性产生的速度，延长硬化时间，避免浆体硬化过快。添加少量水泥可以改善早期浆体状态，并提供一定的早期强度。
本发明制成的单组份改性地聚合物为粉类，在使用过程中搅拌和注浆都是在封闭设备中进行，对人体产生腐蚀的可能性很小。
进一步地，所述工业副产硅铝质矿物料为粉煤灰、矿粉、沸石粉、高岭土中的一种或几种。
进一步地，所述建筑垃圾粉为房屋拆迁垃圾或道路翻新铣刨废料，建筑垃圾粉采用200目以上粉料。
进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥，水泥强度≥42.5。
进一步地，所述添加剂包括如下质量份的原料：
聚羧酸减水剂 65.0～80.0
消泡剂 10.0～20.0
定优胶 5.0～10.0。
聚酸酸减水剂降低用水量，改善浆料流动性；消泡剂降低浆料中气泡数量，提高硬化浆料致密性；定优胶用于改善浆料触变性，防止泌水、沉底等，形成稳定均匀的灌注浆料。
单组份改性地聚合物与水按上述比例高速搅拌均匀后进行注浆施工，浆料初始流锥流动度为16～22s，30分钟流锥流动度为26～30s，初凝时间大于120min，28天强度大于35MPa。
一种如上述的单组份改性地聚合物的应用，所述单组份改性地聚合物应用于二灰碎石冷再生处理工艺，该二灰碎石冷再生处理工艺具有以下步骤：
(1)、将单组份改性地聚合物与二灰碎石基层铣刨料按(8.0～15.0)：100.0的质量比，进行摊铺、拌和均匀；
(2)、将拌合均匀的二灰碎石再生材料整平，并碾压至达到压实度为止；
(3)、冷再生基层养生，以保证其一定湿度，表面始终处于湿润状态，养生一般不少于3～7d。
采用单组份改性地聚合物激发旧二灰碎石中残留的粉煤灰及铣刨过程中产生的粘土颗粒中硅铝质材料的活性，处理冷再生处理后的基层材料无侧限抗压强度(7d)大于2.0MPa；对于由于膨胀导致路面起拱、波浪等损坏的二灰碎石基层铣刨料的冷再生处理的基层材料长期浸水膨胀率小于0.1％。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，具有以下优点：
(1)、本发明制备的单组份改性地聚合物采用固体激发剂，固体激发剂为盐类物质，制成的单组份改性地聚合物均为固态，运输方便，现场加水搅拌后直接施工，浆料初始流锥流动度为16～22s，30分钟流锥流动度为26～30s，初凝时间大于120min，28天强度大于35MPa，固化速度慢，可操作时间长；
(2)、本发明制备的单组份改性地聚合物采用工业副产硅铝质矿物料、建筑垃圾粉为主要原材料，节约资源，变废为宝；
(3)、本发明制备的单组份改性地聚合物无需配制液体碱性激发剂，避免液体碱性激发剂对生产设备及盛装容器的腐蚀，对人体无直接伤害，安全环保；
(4)、将单组份改性地聚合物应用于二灰碎石冷再生处理工艺，冷再生处理得到的基层材料强度高，稳定性好，对不同材质二灰碎石基层铣刨料适应性广；二灰碎石冷再生处理工艺可实现二灰碎石基层铣刨料现场处理，降低转运、堆放费用，减少环境污染。
具体实施方式
现在优选实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种单组份改性地聚合物，包括如下质量份的原料：
固体激发剂包括如下质量份的原料：
速溶性硅酸钠 50.0
速溶性氟硅酸钠 15.0
碳酸钠 20.0；
速溶性硅酸钠模数为1.4；
添加剂包括如下质量份的原料：
聚羧酸减水剂 65.0
消泡剂 10.0
定优胶 5.0。
单组份改性地聚合物与水按质量比1：0.3高速搅拌均匀后进行注浆施工。
二灰碎石冷再生处理工艺具有以下步骤：
(1)、将单组份改性地聚合物与二灰碎石基层铣刨料按8.0：100.0的质量比，进行摊铺、拌和均匀；
(2)、将拌合均匀的二灰碎石再生材料整平，并碾压至达到压实度为止；
(3)、冷再生基层养生，以保证其一定湿度，表面始终处于湿润状态，养生3d。
实施例2
一种单组份改性地聚合物，包括如下质量份的原料：
固体激发剂包括如下质量份的原料：
速溶性硅酸钠 52.0
速溶性氟硅酸钠 19.0
碳酸钠 21.0；
速溶性硅酸钠模数为1.5；
添加剂包括如下质量份的原料：
聚羧酸减水剂 70.0
消泡剂 12.0
定优胶 6.5。
单组份改性地聚合物与水按质量比1：0.32高速搅拌均匀后进行注浆施工。
二灰碎石冷再生处理工艺具有以下步骤：
(1)、将单组份改性地聚合物与二灰碎石基层铣刨料按9.5：100.0的质量比，进行摊铺、拌和均匀；
(2)、将拌合均匀的二灰碎石再生材料整平，并碾压至达到压实度为止；
(3)、冷再生基层养生，以保证其一定湿度，表面始终处于湿润状态，养生5d。
实施例3
一种单组份改性地聚合物，包括如下质量份的原料：
固体激发剂包括如下质量份的原料：
速溶性硅酸钠 55.0
速溶性氟硅酸钠 22.5
碳酸钠 22.5；
速溶性硅酸钠模数为1.7；
添加剂包括如下质量份的原料：
聚羧酸减水剂 72.5
消泡剂 15.0
定优胶 7.5。
单组份改性地聚合物与水按质量比1：0.35高速搅拌均匀后进行注浆施工。
二灰碎石冷再生处理工艺具有以下步骤：
(1)、将单组份改性地聚合物与二灰碎石基层铣刨料按11.5：100.0的质量比，进行摊铺、拌和均匀；
(2)、将拌合均匀的二灰碎石再生材料整平，并碾压至达到压实度为止；
(3)、冷再生基层养生，以保证其一定湿度，表面始终处于湿润状态，养生7d。
实施例4
一种单组份改性地聚合物，包括如下质量份的原料：
固体激发剂包括如下质量份的原料：
速溶性硅酸钠 58.0
速溶性氟硅酸钠 28.0
碳酸钠 24.0；
速溶性硅酸钠模数为1.8；
添加剂包括如下质量份的原料：
聚羧酸减水剂 78.0
消泡剂 17.0
定优胶 8.0。
单组份改性地聚合物与水按质量比1：0.37高速搅拌均匀后进行注浆施工。
二灰碎石冷再生处理工艺具有以下步骤：
(1)、将单组份改性地聚合物与二灰碎石基层铣刨料按13.0：100.0的质量比，进行摊铺、拌和均匀；
(2)、将拌合均匀的二灰碎石再生材料整平，并碾压至达到压实度为止；
(3)、冷再生基层养生，以保证其一定湿度，表面始终处于湿润状态，养生8d。
实施例5
一种单组份改性地聚合物，包括如下质量份的原料：
固体激发剂包括如下质量份的原料：
速溶性硅酸钠 60.0
速溶性氟硅酸钠 30.0
碳酸钠 25.0；
速溶性硅酸钠模数为2.0；
添加剂包括如下质量份的原料：
聚羧酸减水剂 80.0
消泡剂 20.0
定优胶 10.0。
单组份改性地聚合物与水按质量比1：4高速搅拌均匀后进行注浆施工。
二灰碎石冷再生处理工艺具有以下步骤：
(1)、将单组份改性地聚合物与二灰碎石基层铣刨料按15.0：100.0的质量比，进行摊铺、拌和均匀；
(2)、将拌合均匀的二灰碎石再生材料整平，并碾压至达到压实度为止；
(3)、冷再生基层养生，以保证其一定湿度，表面始终处于湿润状态，养生9d。
实施例1～5制得的单组份改性地聚合物与水搅拌均匀后进行注浆施工，其施工性能参数如表1所示。
表1实施例1～5注浆施工性能参数
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。
Claims (6)
1.一种单组份改性地聚合物，其特征在于：该单组份改性地聚合物包括如下质量份的原料：
所述固体激发剂包括如下质量份的原料：
速溶性硅酸钠 50.0～60.0
速溶性氟硅酸钠 15.0～30.0
碳酸钠 20.0～25.0；
所述速溶性硅酸钠模数为1.4～2.0。
2.根据权利要求1所述的单组份改性地聚合物，其特征在于：所述工业副产硅铝质矿物料为粉煤灰、矿粉、沸石粉、高岭土中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的单组份改性地聚合物，其特征在于：所述建筑垃圾粉为房屋拆迁垃圾或道路翻新铣刨废料，建筑垃圾粉采用200目以上粉料。
4.根据权利要求1所述的单组份改性地聚合物，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥，水泥强度≥42.5。
5.根据权利要求1所述的单组份改性地聚合物，其特征在于：所述添加剂包括如下质量份的原料：
聚羧酸减水剂 65.0～80.0
消泡剂 10.0～20.0
定优胶 5.0～10.0。
6.一种如权利要求1～5任一项所述的单组份改性地聚合物的应用，其特征在于：所述单组份改性地聚合物应用于二灰碎石冷再生处理工艺。
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