一种基槽回填材料及其制备方法与应用与流程

本申请涉及基槽回填的，具体涉及一种基槽回填材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、随着城市化及城市轨道交通的快速发展，盾构隧道技术已成为地铁及重大隧道建设的关键技术。在盾构过程中会产生大量渣土，这些渣土一般通过土方车外运处理或者丢弃，不能获得有效利用；且盾构渣土若处理不当，极易对环境造成污染。

2、为了充分利用盾构渣土，同时减少环境污染，已有研究对盾构渣土进行回收改良，将其应用于基槽回填材料中。但是对于基槽回填工程而言，基槽回填材料的流动性和抗压强度直接影响到基坑的稳定性，如不进行质量控制会影响基坑结构的稳定性，从而导致基坑结构的破坏。

3、因此，利用盾构渣土提供基槽回填材料的过程中，如何保障基槽回填材料的流动性和抗压强度，以提高基槽回填过程中的基坑与内部构筑物的稳定性是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为了保障基槽回填材料的流动性和抗压强度，以提高基槽回填过程中的基坑与内部构筑物的稳定性，本申请提供一种基槽回填材料及其制备方法与应用。

2、第一方面，本申请提供一种基槽回填材料，包括以下重量份的组分：盾构渣土24-30份；砂29-42份；水泥8-15份；固化剂0.01-0.5份和水25-28份；

3、所述固化剂包括重量比为(30-40)：(10-18)：(0.5-1.5)的二氧化硅、环氧树脂和苯丙乳液。

4、本申请利用上述重量比的二氧化硅、环氧树脂和苯丙乳液作为有机无机复合型固化剂，与盾构渣土、砂、水泥和水制备基槽回填材料，获得的基槽回填材料的稠度、抗压强度和耐久性优异，说明该基槽回填材料具有良好的流动性与自密实性能，且在进行基槽回填及养护后均具有较高的抗压性能。

5、本申请的技术方案以盾构渣土和砂为主体材料，水泥为凝胶材料，水泥在起到粘结作用的同时，还能够提高基槽回填材料的抗压强度。本申请利用二氧化硅、环氧树脂和苯丙乳液作为有机无机复合型固化剂，二氧化硅颗粒尺寸较小，可以填充固化剂各组分之间的空隙，提高基槽回填材料的自密实程度与粘结效果，进而提高基槽回填材料的抗压强度。同时，水泥水化会产生氢氧化钙，氢氧化钙会与固化剂中的二氧化硅进行反应放热，进一步加快水泥的水化反应，从而减少基槽回填材料的凝结时间。另外，在本申请提供的固化剂的作用下，体系的粘稠度较高，盾构渣土、砂和水泥颗粒间形成良好的粘结性，进而减少砂石的飞扬机率，增加了基槽回填材料的比表面积，减小了砂石颗粒间的缝隙，进而增加了砂石颗粒间的密实度，能使基槽回填材料的抗压强度得到明显提升，同时保证基槽回填材料的稳定性，从而提升基槽回填材料的耐久性。

6、优选地，所述基槽回填材料包括以下重量份的组分：盾构渣土24-27份；砂33-42份；水泥8-12份；固化剂0.1-0.5份和水25-28份。

7、在一个具体的实施方案中，所述盾构渣土的添加量可以为24份、27份、30份。

8、在一些具体的实施方案中，所述盾构渣土的添加量还可以为24 -27份。

9、在一个具体的实施方案中，所述砂的添加量可以为29份、33份、42份.

10、在一些具体的实施方案中，所述砂的添加量还可以为29-33份。

11、在一个具体的实施方案中，所述水泥的添加量可以为8份、12份、15份。

12、在一些具体的实施方案中，所述水泥的添加量还可以为12-15份。

13、在一个具体的实施方案中，所述固化剂的添加量可以为0.05份、0.1份、0.5份。

14、在一些具体的实施方案中，所述固化剂的添加量还可以为0.05-0.1份。

15、通过试验分析可知，本申请将基槽回填材料中各组分的添加量控制为上述范围内，可以进一步提高基槽回填材料的流动性、抗压强度和耐久性。

16、优选地，所述盾构渣土的制备方法为：将盾构泥浆经过逐级筛分除去碎石和砂料，然后加入絮凝剂进行絮凝，并通过抽水、挤压，得到所述盾构渣土。

17、进一步地，所述絮凝剂为非离子型聚丙烯酰胺型絮凝剂，所述絮凝剂的用量为0.01-0.05wt％。

18、在一个具体的实施方案中，所述絮凝剂的用量可以为0.01wt％、0.025wt％、0.05wt％。

19、在一些具体的实施方案中，所述絮凝剂的用量还可以为0.01-0.025wt％、0.025-0.05wt％。

20、经过试验分析可知，本申请将絮凝剂的用量控制在上述范围内，获得的基槽回填材料抗压强度和耐蚀系数得到明显提高。

21、进一步地，所述盾构渣土的粒径≤0.25mm，含水率为5-8wt％。

22、优选地，所述固化剂包括重量比为(35-40)：(10-14)：(0.5-1)的二氧化硅、环氧树脂和苯丙乳液。

23、经过试验分析可知，本申请将固化剂中二氧化硅、环氧树脂和苯丙乳液的重量比控制为上述范围，可以进一步提高基槽回填材料的流动性、抗压强度和耐久性。

24、优选地，所述砂的粒度为0.25-1mm。

25、优选地，所述水泥为p.o≥42.5普通硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥中的一种或几种。

26、第二方面，本申请提供了上述基槽回填材料的制备方法，具体包括以下步骤：

27、将所述固化剂中的各组分按照配比溶解于所述水中得到固化剂溶液备用，再将所述盾构渣土、所述砂、所述水泥倒入搅拌机中混合均匀，然后加入配好的所述固化剂溶液，搅拌3-5min；即得所述基槽回填材料。

28、第三方面，本申请提供了上述基槽回填材料在地基或基槽施工环境的应用。

29、综上所述，本申请的技术方案具有以下效果：

30、本申请通过对盾构渣土进行改良，能够满足基槽回填的要求，从而充分利用盾构过程中开挖出来的渣土，有效地利用了渣土资源，减小了环境污染问题，同时大大降低基槽回填的运输成本和施工成本，为基槽回填顺利施工提供参考。

31、本申请的技术方案以盾构渣土和砂为主体材料，水泥为凝胶材料，并利用二氧化硅、环氧树脂和苯丙乳液作为有机无机复合型固化剂，使得体系的粘稠度较高，盾构渣土、砂和水泥颗粒间形成良好的粘结性，增加了基槽回填材料的比表面积，减小了砂石颗粒间的缝隙，进而增加了砂石颗粒间的密实度，能使基槽回填材料的抗压强度得到明显提升，同时保证基槽回填材料的稳定性，从而提升基槽回填材料的耐久性。

32、本申请通过筛选基槽回填材料中各组分的添加量，优化盾构渣土的制备方法，并筛选固化剂中二氧化硅、环氧树脂和苯丙乳液的重量比，进一步提高了基槽回填材料的流动性、抗压强度和耐久性。

技术特征：

1.一种基槽回填材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：盾构渣土24-30份；砂29-42份；水泥8-15份；固化剂0.01-0.5份和水25-28份；

2.根据权利要求1所述的基槽回填材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：盾构渣土24-27份；砂33-42份；水泥8-12份；固化剂0.1-0.5份和水25-28份。

3.根据权利要求1所述的基槽回填材料，其特征在于，所述盾构渣土的制备方法为：将盾构泥浆经过逐级筛分除去碎石和砂料，然后加入絮凝剂进行絮凝，并通过抽水、挤压，得到所述盾构渣土。

4.根据权利要求3所述的基槽回填材料，其特征在于，所述絮凝剂为非离子型聚丙烯酰胺型絮凝剂，所述絮凝剂的用量为0.01-0.05wt%。

5.根据权利要求3所述的基槽回填材料，其特征在于，所述盾构渣土的粒径≤0.25mm，含水率为5-8wt%。

6.根据权利要求1所述的基槽回填材料，其特征在于，所述固化剂包括重量比为（35-40）：（10-14）：（0.5-1）的二氧化硅、环氧树脂和苯丙乳液。

7.根据权利要求1所述的基槽回填材料，其特征在于，所述砂的粒度为0.25-1mm。

8.根据权利要求1所述的基槽回填材料，其特征在于，所述水泥为p.o≥42.5普通硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥中的一种或几种。

9.如权利要求1-8中任一项所述的基槽回填材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

10.如权利要求1-8中任一项所述的基槽回填材料在地基或基槽施工环境的应用。

技术总结
本申请涉及基槽回填的技术领域，具体公开了一种基槽回填材料及其制备方法与应用。本申请公开的基槽回填材料包括以下重量份的组分：盾构渣土24‑30份；砂29‑42份；水泥8‑15份；固化剂0.01‑0.5份和水25‑28份；所述固化剂包括重量比为（30‑40）：（10‑18）：（0.5‑1.5）的二氧化硅、环氧树脂和苯丙乳液。本申请还公开了上述基槽回填材料的制备方法和应用。利用本申请提供的技术方案获得的基槽回填材料具有良好的流动性、较高的抗压性能和较好的耐久性能。

技术研发人员：谭忠盛,白震,陈先珍,张强,张小银,刘庆,王欢,李宁,张浩,崔莹,白若鑫,沈德欣,邓如意,刘立宁,许红林,贺华维,张桐,常显峰,王培,王克
受保护的技术使用者：北京中德建基路桥工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15