一种高铁用预制衬砌块材填充用轻质泡沫土的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料制备领域，特别涉及一种高铁用预制衬砌块材填充用轻质泡沫 土。
【背景技术】
[0002] 随着环境问题的日益严峻，交通运输各行业中，从单位运量的能源消耗、对环境资 源的占用、对环境质量的保护、对自然环境的适应以及运营安全等方面来综合分析，迭路的 优势最为明显。因此许多国家重新审视和调整其运输政策,把重点逐步移回铁路,其策略中 重要的一环是规划和发展高速铁路。高速迭路在支撑区域协调发展、优化资源配置和产业 布局、构建高效综合运输体系、降低社会物流成本、促进城镇一体化进程和经济可持续发展 等方面，都将发挥巨大的作用。
[0003] 钢筋混凝土是现今高铁建设所常用的建筑材料，但是其自重过大，应用到高铁建 设的预制衬砌结构时，用量大，与预制衬砌连接难度大，整体性差，嵌固不好时易出现通长 裂缝，造成漏水的情况，防水性能较差，化学稳定性也较差，结构的稳定性以及安全性也难 以保证，吊装难度大，隔音效果差，从一定程度上还加大了基础负荷。
[0004] 轻质泡沫土是利用机械方式将发泡剂制成泡沫，再将泡沫混入各种外掺物质和水 的混合料中搅拌，浇筑，养护制得。研究开发这种材料有利于保护环境和土地资源，而且具 有轻质、耐火、保温隔热性能好等优点，在交通、水利、矿山、建筑工程等领域都已得到广泛 应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服上述不足，针对钢筋混凝土应用到高铁建设的预制衬砌结 构时自重较大，一定程度上加大了基础负荷的问题，公开了一种高铁用预制衬砌块材填充 用轻质泡沫土，其填充密实、稳泡效果好、强度高、容重低、不易开裂、柔韧性好、具有很好的 隔音效果和防水效果。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下所述： 一种高铁用预制衬砌块材填充用轻质泡沫土，其中，它包含如下重量份的组成材料：水 泥：200-240份，活性混合材料：40-60份，水：100-120份，憎水剂：1-4份，外加剂：2-6份， 稳泡剂：2-6份，发泡剂：2-5份，减水剂：2-4份，微沫剂：2-5份。
[0007] 进一步，所述水泥采用P042. 5水泥。
[0008] 进一步，所述活性混合材料包括粒化高炉矿渣、烧粘土、煤灰粉中的一种或多种。
[0009] 进一步，所述憎水剂采用硬脂酸钙、硬脂酸锌、有机硅、无机铝盐中的一种或多种。
[0010] 进一步，所述外加剂采用微硅粉和聚丙烯纤维中的至少一种。
[0011] 进一步，所述稳泡剂采用聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、骨胶中至少一种。
[0012] 进一步，所述发泡剂采用动物型复合发泡剂，其成分包括十二烷基磺酸钠、十二烷 基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烯基磺酸钠中至少一种。
[0013] 进一步，所述减水剂采用木质素磺酸钠盐、萘磺酸盐、粉末聚羧酸酯中至少一种。
[0014] 进一步，所述微沫剂采用发泡剂与水按1:1000的重量份配比混合稀释制得。
[0015] -种高铁用预制衬砌块材填充用轻质泡沫土的生产方法，包括以下工艺步骤： 1) 水泥浆的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，搅拌状态向双轴搅拌机内通过 水栗和注料机按所述配比分别注入水、水泥、活性混合材料、稳泡剂、外加剂、减水剂、微沫 剂和憎水剂，同时通过自动化发泡水泥设备主机变频器控制加水、注料及搅拌速度，确保无 水泥团即可进行浇筑施工，其中加水、注料及搅拌动力机电源输入频率均控制在50-70HZ 范围内； 2) 泡沫的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，通过柱塞栗和空压机将发泡剂制 成泡沫； 3) 混合料的制备：在自动化发泡水泥设备主机控制下，按所述配比分别将步骤1)制备 的浆料和步骤2)制备的泡沫输送到混合器内均匀混合制得混合浆料； 4) 将制备的混合浆料浇注入成型模具。
[0016] 本发明的有益效果是： 本发明的技术方案中，所用水泥采用P042. 5水泥，有效地减少了工业废料的排放和大 量堆积，极大地降低了环境污染，具有很好的环保效益和社会效益，符合国家提倡的新型建 材标准。所用活性混合材料采用粒化高炉矿渣、烧粘土、煤灰粉中的一种或多种，提高了泡 沫轻质土的耐磨性，还可以作为微集料填充骨架孔隙；掺加外加剂微硅粉和聚丙烯纤维中 的至少一种，可以改善产品内部结构层次，降低开裂，提高劈裂抗拉强度，降低干缩率，增加 其强度，减轻其自重，减小泡沫轻质土的导热系数，提高泡沫的稳定性，进一步减少由于泡 沫破裂而产生的坍塌、下沉，极大地提高了轻质泡沫土抗压、抗渗等性能，保障了水泥分散 效果和分散稳定性，有效地提高轻质泡沫土的强度和耐久性，保证了材料的整体效果。所用 稳泡剂采用聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、骨胶中至少一种，使发泡剂的稳泡效果提升，提高产品 的浇筑高度。所用憎水剂采用硬脂酸钙、硬脂酸锌、有机硅、无机铝盐中的一种或多种，通过 对水分的吸附或排斥作用实现对水分移动的阻止，降低了单位体积的吸水率。所用减水剂 采用木质素磺酸钠盐、萘磺酸盐、聚羧酸中至少一种，可增加轻质泡沫土浆料的内聚性和黏 性，有利于泡沫的稳定，减小泡沫上浮合并的几率，这对抑制轻质泡沫土的干燥收缩有一定 的帮助。
[0017] 该轻质泡沫土材料，其填充密实、稳泡效果好、强度高、容重低、不易开裂、柔韧性 好、具有很好的隔音效果和防水效果，对土壤、水、空气等自然环境均无污染作用，较一般的 土建材料要轻，应用于高铁建设的预制衬砌结构时易于连接，还可以大大降低结构的自重， 整体性好，保证结构的稳定性以及安全性，降低高铁运行的噪音影响。
【具体实施方式】
[0018] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发 明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0019] 实施例1 一种高铁用预制衬砌块材填充用轻质泡沫土，包含如下重量份的组成材料：水泥：200 份，粒化高炉矿渣：40份，水：100份，硬脂酸钙：1份，微硅粉：2份，聚丙烯酰胺：2份，发泡 剂：2份，木质素磺酸钠盐：2份，微沫剂：2份。
[0020] 其生产方法包括以下步骤： 1) 利用自动化发泡水泥设备主机控制，搅拌状态向双轴搅拌机内通过水栗和注料机按 所述配比分别注入7K、水泥、活性混合材料、稳泡剂、外加剂、减水剂、微沫剂和憎水剂，同时 通过自动化发泡水泥设备主机变频器控制加水、注料及搅拌速度，确保无水泥团即可进行 浇筑施工，其中加水、注料及搅拌动力机电源输入频率均控制在50-70HZ范围内； 2) 泡沫的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，通过柱塞栗和空压机将发泡剂制 成泡沫，主机变频控制微沫剂的多少，通过柱塞栗将微沫剂抽到管道内，同时，空压机给管 道提供气体，并通过主机控制气流的大小，微沫剂在气体的作用下通过钢丝球过滤器产生 泡沫，要求泡沫尽量干燥、均匀、有韧性； 3) 混合料的制备：在自动化发泡水泥设备主机控制下，按所述配比分别将步骤1)制 备的浆料和步骤2)制备的泡沫输送到混合器内均匀混合制得混合浆料，此步骤通过调节 抽浆动力机的频率控制单位时间内抽浆量的大小，进而实现对成品容重的控制，浆料通过 软管栗抽送到混合器内，泡沫通过泡沫管道输送到混合器内，通过与混合器内狼牙棒四周 的突出物进行碰撞、翻腾，使浆料与泡沫均匀混合； 4) 利用栗车将制备的混合浆料输送浇注入成型模具； 5) 专业人员进行找坡、找平处理； 6) 养护28天即得。
[0021] 实施例2 一种高铁用预制衬砌块材填充用轻质泡沫土，包含如下重量份的组成材料：水泥：220 份，粒化高炉矿渣：40份，烧粘土 ：10份，水：110份，硬脂酸锌：2份，聚丙烯纤维：3份，聚乙 烯醇：4份，发泡剂：3份，萘磺酸盐：3份，微沫剂：3份。
[0022] 其生产方法包括以下步骤： 1) 利用自动化发泡水泥设备主机控制，搅拌状态向双轴搅拌机内通过水栗和注料机按 所述配比分别注入7K、水泥、活性混合材料、稳泡剂、外加剂、减水剂、微沫剂和憎水剂，同时 通过自动化发泡水泥设备主机变频器控制加水、注料及搅拌速度，确保无水泥团即可进行 浇筑施工，其中加水、注料及搅拌动力机电源输入频率均控制在50-70HZ范围内； 2) 泡沫的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，通过柱塞栗和空压机将发泡剂制