CN112897975A - 一种页岩土与盾构泥浆制备的流态型填筑料及制备方法 - Google Patents

一种页岩土与盾构泥浆制备的流态型填筑料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种页岩土与盾构泥浆制备的流态型填筑料及制备方法,其流态型填筑料组成成分为:页岩土50~100重量份,盾构泥浆30~50重量份,水20~60重量份,解胶剂1~3重量份,胶凝材料5~20重量份。采用本发明所述的用页岩土与盾构泥浆制备的流态型填筑料,可以就地利用岩土和地铁盾构泥浆为主料,制备得到的一种流态型填筑料,用于建筑、市政和交通工程的回填,无需压实和振捣,施工方便,质量可控,同时可以直接大规模消纳盾构泥浆,环境效益和经济效益突出。

Description

一种页岩土与盾构泥浆制备的流态型填筑料及制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域,具体涉及一种页岩土与盾构泥浆制备的流态型 填筑料及制备方法。
背景技术
地下工程施工中,泥水平衡盾构法隧道掘进等工法在施工中都要使用膨润 土泥浆对槽壁、工作面等进行支护,在泥浆循环中,会产生大量的废弃泥浆, 一旦废弃泥浆外运不顺,会影响施工进度。其组成和性质与市政泥浆不同,是 以粘土矿物为主、含有一定量微细泥颗粒的悬浮液体,自然沉降和直接脱水效 果差,如果处理不当,容易造成污染环境、破坏水质、阻塞市政管道等危害。
过去主要采用泥浆现场沉淀干燥和罐装车(泥浆车)外运等,但是存在处理 周期长、成本高等问题。
目前大量的岩土工程中回填土质量堪忧,特别是对于狭窄空间的回填,往 往会遇到回填空间狭窄、回填深度大、回填土夯实质量不稳定、回填土要求质 量高等难题。在机械和人员无法进入的情况下,很多回填工程不能按照规范在 最优含水率状态下逐层碾压密实,虚土覆盖必将造成日后路基或地基沉降,或 者使得地基结构处于四周“虚土”中,严重影响基础工程的抗震能力,因回填 土不密实造成建筑物散水、管道、入户道路等部位沉陷破坏,丧失使用功能的 事故时有发生。上述原因的造成,一方面是成本原因而造成虚土覆盖,另一方 面是缺乏合理的技术措施,特别是对于狭窄空间的回填,机械和人员无法进入的情况,采用传统的工艺难以保证回填工程的质量。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题,本发明提供了一种页岩土与盾构泥浆制备的 流态型填筑料及制备方法,解决了上述背景技术中提到的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种页岩土与盾构泥浆制备的 流态型填筑料,所述的流态型填筑料由以下按照重量份的组分组成:
页岩土50~100重量份、盾构泥浆30~50重量份、水20~60重量份、解胶 剂1~3重量份、胶凝材料5~20重量份。
优选的,所述页岩土的粒径≤10cm;所述的盾构泥浆是去除了粒径大于5cm 的石块浆液;所述水是自来水、中水或海水;所述的解胶剂是柠檬酸钠与碳酸 钠的混合物;所述胶凝材料由以下按照重量份的组分组成:磷石膏5~10重量 份、粉煤灰80~150重量份、KOH5~12重量份。
优选的,所述的解胶剂中柠檬酸钠与碳酸钠的重量比为1:3。
一种流态型填筑料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤S1、按重量份数将解胶剂和水加入到盾构泥浆中,搅拌均匀后静置一定 时间,让盾构泥浆中的胶体充分解离,同时使得泥浆稠度变稀,成为可以用水 泵抽吸的浆液;
步骤S2、用水泵将浆液抽入到振动搅拌机中,按重量份数加入页岩土、胶凝 材料和水,通过振动搅拌的强分散作用,形成匀质的填筑料。
优选的,所述步骤S1中的静置时间为5~24h。
优选的,所述步骤S1的搅拌转数为48rpm,搅拌时间为5min。
优选的,所述步骤S2的搅拌转数为55rpm,搅拌时间为3min。
本发明的有益效果是:
1)采用本发明所述的用页岩土与盾构泥浆制备的流态型填筑料及制备方 法,以地铁施工产生的地下泥浆为主料,得到的填筑料成分均匀,黏度适中并可 用水泵直接抽取,施工方便,取材简易,对以往地铁施工生成的地下泥浆无须另 行处理,降低了生产成本。
2)本发明利用页岩土与盾构泥浆制备的流态型填筑料,成为一种可以通过 材料、设备和工艺进行质量控制的、匀质稳定的岩土工程材料,可以独立进行 生产、运输、使用和检测评价,具备与预拌混凝土相同的商品属性,本发明形 成的流态固化土是采用高效岩土固结剂固化细颗粒土和盾构泥浆,是就地取材, 利用道场堆砌废弃土经特殊工艺加工返用于工程。根据各施工部位设计要求, 设计不同强度等级的固化土;能有效填补预拌混凝土在超低强度的空白,流动 性强于混凝土,施工无需振捣,又可有效地降低成本,不受原材料市场影响快 速完成施工,在原材料上不与混凝土争夺大宗原材料:不用砂石、不用水泥。而且可以使用水泥混凝土难以利用的各种固废,因此,是一种可以协同处置多 种固废的绿色建材。
3)施工时采用泵送、溜槽、汽车泵浇筑,可以解决回填材料现场运输问题。 且流动性强,施工时无需振动浇筑,完成后只需要表面刮平即可。与混凝土相 比,本流态型填筑料是一个具有很大包容性和冗余度的体系,在产品性能上是 混凝土的一个补充,同时,以流态型填筑料为中心,可以形成一个上下游联动 的绿色化产业链条,协同处置建筑垃圾、工业固废、城市污泥等目前城市亟待 解决的大宗低质固废,为“无废城市”提供一套新的选择方案,作为新的工艺, 新的岩土工程材料,用于回填工程(包括矿山充填)、路基工程、地基工程,将 有十分重大的工程价值和社会意义。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实 施例。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。
实施例1
本发明以破碎筛分的页岩土与地铁盾构泥浆为主要成分,添加解胶剂、胶 凝材料和水,通过振动搅拌机进行搅拌,形成流态型填筑料。
填筑料的组成:页岩土50重量份,盾构泥浆30重量份,水20重量份,解 胶剂1重量份,胶凝材料5重量份。
所述的页岩土粒径不超过10cm,所述盾构泥浆为去除了5cm以上石块浆体, 所述水为自来水或中水或海水,所述解胶剂为柠檬酸钠与碳酸钠按重量份1:3 的混合物,所述胶凝材料按照如下配比为:磷石膏5重量份、粉煤灰80重量份、 KOH 5重量份。
制备方法步骤如下:
S1、按重量份数将解胶剂和水加入到盾构泥浆中搅拌,搅拌转数为48rpm, 搅拌时间为5min,搅拌均匀后放置5h,让盾构泥浆中的胶体充分解离,同时使 得泥浆稠度变稀,成为可以用水泵抽吸的浆液;S2、将浆液用泵抽入振动搅拌 机,按重量份数加入页岩土、胶凝材料和水,搅拌转数为55rpm,搅拌时间为 3min,通过振动搅拌的强分散作用,形成匀质的填筑料。
实施例2
本发明以破碎筛分的页岩土与地铁盾构泥浆为主要成分,添加解胶剂、胶 凝材料和水,通过振动搅拌机进行搅拌,形成流态型填筑料。
填筑料的组成:页岩土100重量份,盾构泥浆50重量份,水60重量份, 解胶剂3重量份,胶凝材料20重量份。
所述的页岩土粒径不超过10cm,所述盾构泥浆为去除了5cm以上石块浆体, 所述水为自来水或中水或海水,所述解胶剂为柠檬酸钠与碳酸钠按重量份1:3 的混合物,所述胶凝材料按照如下配比为:磷石膏10重量份、粉煤灰150重量 份、KOH 12重量份。
制备方法步骤如下:
S1、按重量份数将解胶剂和水加入到盾构泥浆中搅拌,搅拌转数为48rpm, 搅拌时间为5min,搅拌均匀后,放置24h,让盾构泥浆中的胶体充分解离,同 时使得泥浆稠度变稀,成为可以用水泵抽吸的浆液;S2、将浆液用泵抽入振动 搅拌机,按重量份数加入页岩土、胶凝材料和水,搅拌转数为55rpm,搅拌时间 为3min,通过振动搅拌的强分散作用,形成匀质的填筑料。
实施例3
本发明以破碎筛分的页岩土与地铁盾构泥浆为主要成分,添加解胶剂、胶 凝材料和水,通过振动搅拌机进行搅拌,形成流态型填筑料。
填筑料的组成:页岩土50重量份,盾构泥浆40重量份,水40重量份,解 胶剂2重量份,胶凝材料12重量份。
所述的页岩土粒径不超过10cm,所述盾构泥浆为去除了5cm以上石块浆体, 所述水为自来水或中水或海水,所述解胶剂为柠檬酸钠与碳酸钠按重量份1:3 的混合物,所述胶凝材料按照如下配比为:磷石膏7重量份、粉煤灰120重量 份、KOH 9重量份。
制备方法步骤如下:
S1、按重量份数将解胶剂和水加入到盾构泥浆中搅拌,搅拌转数为48rpm, 搅拌时间为5min,搅拌均匀后,放置15h,让盾构泥浆中的胶体充分解离,同 时使得泥浆稠度变稀,成为可以用水泵抽吸的浆液;S2、将浆液用泵抽入振动 搅拌机,按重量份数加入页岩土、胶凝材料和水,搅拌转数为55rpm,搅拌时间 为3min,通过振动搅拌的强分散作用,形成匀质的填筑料。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员 来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部 分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等 同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种页岩土与盾构泥浆制备的流态型填筑料,其特征在于,所述的流态型填筑料由以下按照重量份的组分组成:
页岩土50~100重量份、盾构泥浆30~50重量份、水20~60重量份、解胶剂1~3重量份、胶凝材料5~20重量份。
2.根据权利要求1所述的页岩土与盾构泥浆制备的流态型填筑料,其特征在于:所述页岩土的粒径≤10cm;所述的盾构泥浆是去除了粒径大于5cm的石块浆液;所述水是自来水、中水或海水;所述的解胶剂是柠檬酸钠与碳酸钠的混合物;所述胶凝材料由以下按照重量份的组分组成:磷石膏5~10重量份、粉煤灰80~150重量份、KOH 5~12重量份。
3.根据权利要求2所述的页岩土与盾构泥浆制备的流态型填筑料,其特征在于:所述的解胶剂中柠檬酸钠与碳酸钠的重量比为1:3。
4.一种根据权利要求1~3中任一项所述的流态型填筑料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤S1、按重量份数将解胶剂和水加入到盾构泥浆中,搅拌均匀后静置一定时间,得到泥浆稠度变稀的浆液;
步骤S2、用水泵将浆液抽入到振动搅拌机中,按重量份数加入页岩土、胶凝材料和水,通过振动搅拌的强分散作用,形成匀质的填筑料。
5.根据权利要求4所述的流态型填筑料的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中的静置时间为5~24h。
6.根据权利要求4所述的流态型填筑料的制备方法,其特征在于:所述步骤S1的搅拌转数为48rpm,搅拌时间为5min。
7.根据权利要求4所述的流态型填筑料的制备方法,其特征在于:所述步骤S2的搅拌转数为55rpm,搅拌时间为3min。
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