一种锁扣钢管桩绿色防渗材料及其制备方法与流程

本发明属于岩土工程防渗漏，具体涉及一种锁扣钢管桩绿色防渗材料及其制备方法。

背景技术：

1、我国的江、河、湖、海众多，桥梁建设在我国的基础设施建设中扮演着至关重要的角色。深水基础的修建是桥梁工程建设中至关重要的一环，但由于深水环境中施工难度大且周期长、安全系数低，桥梁的建设仍面临着许多问题，尤其是在跨度较大的桥梁工程中。例如，在我国的中部、东部地区以及沿海地带，地势较平坦且雨水充足，尤其是河流出海口水位深度较大，滞留的淤泥较多，闸口处汛期流速大，水深越深，流速越大，施工难度越大。现阶段，我国在解决深水基础施工问题的方案中，主要分为三种类型，即管柱基础，沉井和钻孔桩基础，复合基础。

2、近年来，由于大型群桩基础被广泛的应用于桥梁的深水基础中，探索围堰施工技术的发展方向，使其更好地服务群桩基础，成为了近年来亟需应对的新的挑战。围堰施工技术通常有混凝土围堰、钢板桩围堰、钢吊箱围堰、钢套箱围堰、钢-混凝土组合围堰等多种形式。钢管桩围堰由于施工效率高、整体刚度较大，抗冲刷阻力较好被广泛采用，但常存在渗漏水难以解决，特别是在出海口存在深厚淤泥的条件下近海闸口大潮汐水压力周期变化条件下，保证围堰锁扣拼接处的防渗漏水是保障后续安全作业施工的重要保障措施。现有的防渗漏水材料较少考虑海边腐蚀环境及大潮汐水压力周期变化条件，同时海边对绿色环保要求很高，因此亟需一种综合造价较低、防渗效果好、绿色环保的海域钢管桩围堰防渗材料。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的技术缺陷，本发明提供了一种锁扣钢管桩绿色防渗材料，该防渗材料力学性能优良，干缩性好，抗渗系数低，抗侵蚀性能好，施工工艺简单，抗侵蚀、抗周期水压优异，解决了上述技术问题。

2、本发明提供一种改性膨润土防渗材料，包括以下质量份的组成：围堰内为粗砂、锯末、膨润土及聚丙烯纤维体积比4∶3∶2∶1，围堰外为水泥、中粗砂、黏土及水不漏体积比4∶3∶2∶5，围堰内按照粗砂、锯末、膨润土及聚丙烯纤维体积比4∶3∶2∶1进行均匀搅拌混合，最后加入适量的蒸馏水搅拌至刚好粘合；围堰外按照水泥、中粗砂、黏土、水不漏体积比4∶3∶2∶5，进行均匀搅拌混合，最后加入适量的蒸馏水搅拌至刚好粘合，10℃-30℃温度下进行聚合反应。

3、上述的一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，所述的围堰内组成粗砂含泥量低于5％，纯净度高于95％。

4、上述的一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，所述的围堰内组成锯末细度不大于2mm。

5、上述的一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，所述的围堰外组成粗砂细度模数为3.7-3.1，平均粒径为0.5mm-1mm。

6、上述的一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，所述的围堰外组成中黏土粒径不大于0.005mm，杂质含量小于1％。

7、上述的一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥中一种。

8、上述的一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，其特征在于，所述围堰内防渗材料养护时间为8h，围堰外养护0.5h-1h。

9、一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料的制备方法，按配比量取粗砂，锯末，膨润土及聚丙烯纤维、水泥、中粗砂、黏土、水不漏，在100-200r/min的搅拌条件下将其搅拌混合均匀，再按水灰比0.55-0.75加入蒸馏水，然后提到搅拌速度到500-1000r/min，持续搅拌1-2min得到防渗材料。

10、其中，围堰内绿色防渗材料的制备方法包括以下步骤：

11、步骤一：量取粗砂∶锯末∶膨润土∶聚丙烯纤维＝4∶3∶2∶1，总体积按照需求体积计算，一般保证缝隙体积的1.05-1.1倍，混合形成围堰内改性膨润土防渗干材料；

12、步骤二：在100r/min-200r/min的搅拌条件下将其搅拌混合均匀；

13、步骤三：量取适量蒸馏水，按照水灰比0.55-0.75搅拌至刚好粘合为止，然后提到搅拌速度到500-1000r/min，持续搅拌1-2min后得到所述防渗材料。

14、围堰内绿色防渗材料根据不同含水率，以及水压力要求，可以作为锁扣钢管柱围堰自密实防渗材料使用，亦可作为类似咬合钢桩防渗材料。

15、其中，围堰外绿色防渗材料的制备方法包括以下步骤：

16、步骤一：量取水泥∶中粗砂∶黏土∶水不漏的体积比为4∶3∶2∶5，总体积按照需求体积计算，一般保证缝隙体积的1.05-1.1倍，混合形成围堰内绿色防渗干材料；

17、步骤二：在100r/min-200r/min的搅拌条件下将其搅拌混合均匀；

18、步骤三：量取适量蒸馏水，按照水灰比0.55-0.75搅拌至刚好粘合为止，然后提到搅拌速度到500r/min-1000r/min，持续搅拌1-2min后得到所述防渗材料。

19、总体而言，通过本发明所构思的技术方案与现有技术相比，可以达到以下有益效果：本发明一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，制作方便简单，造价低廉，适合大规模防渗推广使用，制备的防渗固化材料力学性能优良，干缩性好，抗渗系数低，抗侵蚀性能好，抗侵蚀、抗周期水压优异，后期强度稳定增长，长期性能稳定，在大体积水中围堰防渗工程中有着极为广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，其特征在于，包括以下质量份的组成：围堰内为粗砂、锯末、膨润土及聚丙烯纤维体积比4：3：2：1，围堰外为水泥、中粗砂、黏土及水不漏体积比4：3：2：5，围堰内按照粗砂、锯末、膨润土及聚丙烯纤维体积比4：3：2：1进行均匀搅拌混合，最后加入适量的蒸馏水搅拌至刚好粘合；围堰外按照水泥、中粗砂、黏土、水不漏体积比4：3：2：5，进行均匀搅拌混合，最后加入适量的蒸馏水搅拌至刚好粘合，10℃-30℃温度下进行聚合反应。

2.根据权利要求1所述的一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，其特征在于，所述的围堰内组成粗砂含泥量低于5％，纯净度高于95％。

3.根据权利要求1所述的一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，其特征在于，所述的围堰内组成锯末细度不大于2mm。

4.根据权利要求1所述的一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，其特征在于，所述的围堰外组成粗砂细度模数为3.7-3.1，平均粒径为0.5mm-1mm。

5.根据权利要求1所述的一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，其特征在于，所述的围堰外组成中黏土粒径不大于o.005mm，杂质含量小于1％。

6.根据权利要求1所述的一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥中一种。

7.根据权利要求1所述的一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料，其特征在于，所述围堰内防渗材料养护时间为8h，围堰外养护0.5h-1h。

8.一种锁扣钢管桩围堰的绿色防渗材料的制备方法，其特征在于，按配比量取粗砂，锯末，膨润土及聚丙烯纤维、水泥、中粗砂、黏土、水不漏，在100-200r/min的搅拌条件下将其搅拌混合均匀，再按水灰比0.55-0.75加入蒸馏水，然后提到搅拌速度到500-1000r/min，持续搅拌1-2min得到防渗材料。

技术总结
本发明公开了一种锁扣钢管桩绿色防渗材料及其制备方法，包括以下质量份的组成：围堰内为粗砂、锯末、膨润土及聚丙烯纤维体积比4：3：2：1，围堰外为水泥、中粗砂、黏土及水不漏体积比4：3：2：5，围堰内按照粗砂、锯末、膨润土及聚丙烯纤维体积比4：3：2：1进行均匀搅拌混合，最后加入适量的蒸馏水搅拌至刚好粘合；围堰外按照水泥、中粗砂、黏土、水不漏体积比4：3：2：5，进行均匀搅拌混合，最后加入适量的蒸馏水搅拌至刚好粘合，10℃‑30℃温度下进行聚合反应。该防渗材料力学性能优良，干缩性好，抗渗系数低，抗侵蚀性能好，施工工艺简单，抗侵蚀、抗周期水压优异，在大体积水中围堰防渗工程中有着极为广阔的应用前景。

技术研发人员：陈琳,张天宝,袁剑阁,任博,于志东
受保护的技术使用者：中建三局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11