一种地铁特殊路基换填的轻质泡沫土的制作方法

文档序号:9318082阅读:522来源:国知局
一种地铁特殊路基换填的轻质泡沫土的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种建筑材料,具体涉及一种地铁特殊路基换填的轻质泡沫土。
【背景技术】
[0002] 特殊路基是指修建在不良地质现象、特殊地形地质情况、某些特殊气候因素等不 利条件下的道路路基。特殊路基有可能因自然平衡条件被打破,或者边坡过陡,或者地质承 载力过低,而出现各种各样的问题,因此,除要按一般路基标准、要求进行设计外,还要针对 特殊问题进行研究,做出处理。
[0003] 地铁线路经过软基路段或者岩溶地区,为提高基底摩擦系数和地基承载力,确保 基坑施工安全及预防铁路运营期间基底塌陷造成的危险,轨道交通设计中对部分工程进行 换填,传统换填方案采用水平分层填筑、逐层碾压夯实、逐层检验的方法进行施工。传统工 艺不仅施工速度慢,而且由于受到地下水等侵蚀易对填充材料的密实度产生影响,从而影 响铁路行驶安全。
[0004] 地铁路线经常会跨越岩溶区或采空区,在这些区段修建路基,尤其是高路基,必须 采取措施避免岩溶区出现塌陷,这些措施包括注浆、强夯等。但由于岩溶区、采空区地下空 洞分布极不规则,且地质复杂,常规功法的处理要么代价高昂,要么无法处理彻底,及时采 用桥梁跨越这些区段也由于地下岩溶区、采空区分布的复杂性,粧基施工依旧存在巨大风 险。
[0005] 在地铁填筑施工领域,因填料不密实或荷载过大,或地基承载力不够、或雨水渗 入等原因,产生不均匀沉降对地铁运行安全构成极大安全隐患,常规的修补方法是在对结 构进行加固,由于增加了新的荷载,维修后总沉降进一步加大,进入再维修再沉降的恶性循 环。地铁填充采用本项目产品相对于常规回填土,则具有密度小、强度大、整体性能好、抗冲 击性好、无侧向压力等优点。
[0006] CN102010223B提供了一种早强柔性气泡轻质混凝填土组合物,包括如下重量 份的组分:硅酸盐水泥50~80份,硫铝水泥10~40份,硫酸铬钾0. 3~0. 5份,聚丙烯酰胺 0. 1~0. 3份,可再分散乳胶粉0. 5~1. 5份,复合改性重质碳酸钙5~10份,粉煤灰5~10份,复 合早强稳定乳液1〇~30份,水48~55份。该发明的早强柔性气泡轻质混凝填土组合物,主要 用于隧道、高速公路、地铁、山体滑坡重大工程的抢险工程使用的填土,可大大缩短抢险工 程施工期和增强填土的抗震强度。
[0007] CN101514091B公开了一种气泡轻质混凝土双组分砂浆,包括如下重量份的组 分:普通水泥85~95份,硫酸铬钾0. 3~0. 5份,甲酸钙0. 1~0. 3份,胶冻乳液30~60份,水 2~25份。该发明的气泡轻质混凝土双组分砂浆是多用性砂浆,可以用于隧道、高速公路、地 铁、重大工程的填土和道路修补,使用方便,浇筑过程中可以缩短工期,经济实惠,是真正的 环保型新材料。

【发明内容】

[0008] 本发明所要解决的技术问题是,针对现有技术的不足,提供一种地铁特殊路基换 填的轻质泡沫土,能够减少特殊路基的荷载,减小路基沉降。
[0009] 为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种地铁特殊路基换填的轻 质泡沫土,由如下重量份的组成原料制成:120~300份水泥,5~60份硅灰粉,5~85份硅藻 土,10~105份粉煤灰,60~250份水,1~5份减水剂,1~3份早强剂,0. 0015~0. 005份铝粉, 0. 05~0. 20份葡萄糖酸钠,5~25份植物纤维,5~12份发泡剂,2~10份微沫剂。
[0010] 所述水泥优选为P052. 5或P052. 5R硅酸盐水泥。
[0011] 所述减水剂优选为萘系减水剂。
[0012] 所述早强剂可采用本领域现有的早强剂,如氯化钙、氯化钠等氯盐类早强剂,或硫 酸钠、硫代硫酸钠等硫酸盐类早强剂;优选的,所述早强剂为氯化钙或硫酸钠。
[0013] 所述发泡剂优选为HT复合发泡剂,其成分包括动物蛋白和植物蛋白,以及松香 皂、双氧水和铝粉中的一种或多种。
[0014] 所述微沫剂优选为将发泡剂与水进行1 :2000稀释,并通过柱塞栗进行微量发泡 制得。
[0015] 本发明还提供了一种上述地铁特殊路基换填的轻质泡沫土的生产方法,包括以下 步骤: 1) 利用自动化发泡水泥设备主机控制,通过变频器控制水栗的抽水量、搅拌机的搅拌 速度和输送机的输送速度,通过管道向搅拌机内加所述配比的水,同时,按所述配比向搅拌 机内加入水泥、硅灰粉、硅藻土、粉煤灰、减水剂、早强剂、铝粉、葡萄糖酸钠和植物纤维,通 过搅拌机进行搅拌,利用变频器控制搅拌速度,确保无水泥团即可进行浇筑施工,其中,水 栗、搅拌机和输送机的输入频率均控制在〇~70HZ范围内; 2) 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微沫剂制成泡沫; 3)利用自动化发泡水泥设备主机控制,启动抽浆程序,变频器控制抽浆的速度,以控制 最终成品的容重; 4) 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轻质泡沫土混合浆料。
[0016] 本发明轻质泡沫土利用高标号或特种水泥作为固结材料,使轻质泡沫土在同等密 度下提高强度,进而满足承载力,同样,在满足同等强度下,可以大大降低产品的密度。添加 减水剂,减水剂分子中的憎水基团定向吸附于水泥质点表面,亲水基团指向水溶液,在水泥 颗粒表面形成单分子或多分子吸附膜,在电斥力作用下,使原来水泥加水后由于水泥颗粒 间分子凝聚力等多种因素而形成的絮凝结构打开,把被束缚在絮凝结构中的游离水释放出 来,这就是由减水剂分子吸附产生的分散作用。水泥加水后,水泥颗粒被水湿润,湿润愈好, 在具有同样工作性能的情况下所需的拌和水量也就愈少,且水泥水化速度亦加快。添加早 强剂,能增加水泥矿物的溶解度,加速水泥矿物的水化速度,从而提高轻质泡沫土的强度。 通过采用HT复合发泡剂使轻质泡沫土的闭孔率大大提高,孔径更加均匀独立,继而提高轻 质泡沫土的强度。
[0017] 本发明轻质泡沫土对地铁特殊路基进行换填,研究表明不管是在前期建设阶段还 是后期维护阶段,由于本发明轻质泡沫土的高强度、填筑自密实、沉降量小、施工速度快等 特点,可将特殊路基的荷载减到常规路基的1/3左右,对岩溶区和采空区承载力的要求也 可大幅降低,其相应的处理措施可大大简化或不做处理,且技术质量更有保障,与常规路基 填筑比较,优势非常明显。地铁特殊路基填充采用轻质泡沫土,具有密度小、强度大、整体性 能好、抗冲击性好、无侧向压力等优点,使用本发明的轻质泡沫土填筑后,填筑体处于超固 结状态,由此大大减少沉降或不均匀沉降,从而彻底消除填料本身承建所引起的不均匀沉 降现象,保证了地下结构的稳定性。
[0018] 本发明轻质泡沫土为发明人经过多年研究和探索制备的新型轻质泡沫土材料,其 具有密度小、强度大、整体性能好、填筑自密实等优点,而且本发明生产填筑材料的方法,工 艺简单,操作简便,通过专用设备~自动化发泡水泥设备主机,有效地实现了自动发泡、自 动计量、自动配比的全自动一体化生产,通过自动化控制,高效率、低成本地完成了双发泡 泡沫混凝土的生产施工,有效地解决了发泡水泥现场施工容重不准,自动化程度低的技术 难题,使施工更加方便,操作更加简单,产品质量更加标准。
【具体实施方式】
[0019] 在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然 而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以 实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进 行描述。
[0020] 本发明所提供的地铁特殊路基换填的轻质泡沫土,由如下重量份的组成原料制 成:120~300份水泥,5~60份硅灰粉,5~85份硅藻土,10~105份粉煤灰,60~250份水,1~5份 减水剂,1~3份早强剂,0. 0015~0. 005份铝粉,0. 05~0. 20份葡萄糖酸钠,5~25份植物纤维, 5~12份发泡剂,2~10份微沫剂。
[0021] 本发明中水泥优选为P052. 5或P052. 5R硅酸盐水泥。
[0022] 本发明中所述减水剂优选为萘系减水剂。
[0023] 本发明中所述早强剂可采用本领域现有的早强剂,如氯化钙、氯化钠等氯盐类早 强剂,或硫酸钠、硫代硫酸钠等硫酸盐类早强剂;优选的,所述早强剂为氯化钙或硫酸钠。
[0024] 本发明中所述发泡剂优选为HT复合发泡剂,HT复合发泡剂是本公司多年的研究 成果,目前在市场上已经公开出售,其成分包括动物蛋白和植物蛋白,以及松香皂、双氧水 和铝粉中的一种或多种。
[0025] 本发明中所述微沫剂是将发泡剂与水进行1 :2000稀释,并通过柱塞栗进行微量 发泡制得。
[0026] 本发明还提供了一种上述地铁特殊路基换填的轻质泡沫土的生产方法,包括以下 步骤: 1) 利用自动化发泡水泥设备主机控制,通过变频器控制水栗的抽水量、搅拌机的搅拌 速度和输送机的输送速度,通过管道向搅拌机内加所述配比的水,同时,按所述配比向搅拌 机内加入水泥、硅灰粉、硅藻土、粉煤灰、减水剂、早强剂、铝粉、葡萄糖酸钠和植物纤维,通 过搅拌机进行搅拌,利用变频器控制搅拌速度,确保无水泥团即可进行浇筑施工,其中,水 栗、搅拌机和输送机的输入频率均控制在〇~70HZ范围内; 2) 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微沫剂制成泡沫; 要求泡沫尽量干燥、均匀、有韧性,通过变频器控制泡沫液的多少,柱塞栗将泡沫液抽 到管道内,同时,空压机给管道提供气体,气体的大小通过球阀控制,泡沫液遇到气体
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