一种路基用免伸缩缝淤泥轻质土及施工工艺的制作方法

本发明涉及一种路基用免伸缩缝淤泥轻质土及施工工艺。

背景技术：

1、伸缩缝，是指为防止建筑物构件由于气候温度变化(热胀、冷缩)，使结构产生裂缝或破坏而沿建筑物或者构筑物施工缝方向的适当部位设置的一条构造缝。路基伸缩缝的存在会有以下的缺点：

2、1)伸缩缝凹槽易填入硬物，影响伸缩缝的功能，导致建筑体不能自由变形而造成建筑物破坏。

3、2)伸缩缝对所连接的前后建筑体水平性要求高，一端建筑体出现下沉导致伸缩缝高低不平会带来异常伸缩的情况，车辆行驶时出现跳车同时会冲击建筑体带来噪音，同时加速建筑体断裂、剥离。

4、3)使用伸缩缝(或沉降缝)不仅增加维护成本，且长时间后易老化、脱落，增加渗水、积水风险，破坏建筑体结构。

技术实现思路

1、本发明开发的淤泥轻质土水化反应程度相对更平缓，反应放热温和，轻质土基体因温差变化过大而热胀冷缩产生破坏的风险更低。淤泥轻质土以淤泥为骨料，与传统轻质混凝土砂石骨料相比，淤泥轻质土弹压比低，属于半刚半柔性材料，不易开裂。

2、本发明所采用的技术方案有：

3、一种路基用免伸缩缝淤泥轻质土，包括流态固化土和外加材料；

4、所述流态固化土按照重量份数，由下述组分组成：淤泥泥浆700-1000份，无机复合固化剂170-280份；

5、所述外加材料按照重量份数，由下述组分组成：发泡液31-47份，减水剂3-6份，早强剂4-8份，膨胀剂7-14份，保水剂3-6份，竹纤维4-8份。

6、进一步地，所述发泡液的原液为动物蛋白类发泡剂，发泡剂原液与水的稀释比例为1:40；

7、所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水剂母液与水的稀释比例为1:4。

8、进一步地，所述早强剂为尿素，尿素是表面活性物质，对轻质土拌合物起塑化作用，可与钙盐生成可溶性复盐以调节难溶物的结晶速度，从而加速水化反应。

9、所述膨胀剂为钙镁复合膨胀剂，氧化钙与氧化镁的水化反应生成的氢氧化钙与氢氧化镁不仅体积大幅变大，起到膨胀效果，同时提供碱性环境，进一步激发固化剂的水化反应，提高了轻质土的早强。该复合膨胀剂可实现分阶段、全周期补偿轻质土收缩的目的。

10、所述保水剂为聚丙烯酰胺与甲基纤维素醚按1:1比例复配而成；

11、所述竹纤维为经过碱改性竹纤维成品，碱改性的竹纤维表面杂质基本去除，竹纤维表面的沟槽显露，提高了轻质土基体与纤维的机械咬合力。

12、进一步地，所述钙镁复合膨胀剂中氧化镁含量为35％，氧化钙含量为45％。

13、进一步地，所述无机复合固化剂包括矿粉、粉煤灰、水泥、钢渣、硅灰和石膏，无机复合固化剂中的sio2、cao、al2o3和fe2o3四者的重量总占比超过70％，石膏添加量按重量比占固化剂的20％。

14、石膏为化工厂的副产品废石膏，其主要成分为ca2so4·2h2o，废石膏价格低廉，来源广泛且稳定。废石膏可较快参与水化反应，与铝酸三钙(ca3al2o6)结合生成的钙矾石(aft)既提高了轻质土的早期强度，同时吸水后发生膨胀，弥补轻质土自收缩，防止开裂，避免了废石膏在混凝土等传统土工材料中出现体积安定性问题。

15、进一步地，所述流态固化土中淤泥泥浆的含水率为150-180％。

16、本发明还公开了一种轻质土的施工工艺，包括以下步骤：

17、1)根据设计要求，划线并开挖基坑，基坑清理干净并整平压实，浇筑前基底与坑壁提前洒水润湿。

18、2)原泥运至泥浆池，按要求加水并调制150-180％含水率的泥浆；

19、3)用功率为45kw、管道直径为200-300mm的离心泵将泥浆抽至搅拌机(带螺带式搅拌叶)内，使用绞龙输送机将定量无机复合固化剂输送至搅拌机内，其它外加材料人工投送。调整搅拌机速率至40转/min，搅拌5min后，降低搅拌机转速至25转/min开始发泡沫群并搅拌均匀，直至得到所需密度的轻质土。

20、4)淤泥质轻质固化土搅拌均匀后直接卸至泵车的料斗内进行泵送，距浇筑轻质土上表面3-5cm的深度需提前铺设网格布，浇筑完毕后在轻质土表面依次覆塑料薄膜和土工毡布并洒水养护，每隔6h洒水。养护24h后进行下一层轻质土的浇筑。

21、进一步地，调制泥浆时，原状泥先在预挖好的泥浆池中初搅，随后使用带有滤网的泥浆泵抽至钢制泥浆槽中，经过二次制浆，可基本除去泥浆中上浮与下沉的杂质。

22、进一步地，基坑浇筑单层浇筑高度不超过0.5m，浇筑区域在10min之内摊铺均匀。

23、进一步地，制备得到的淤泥轻质土的密度范围为650kg/m3-850kg/m3，淤泥轻质土的流动度范围为18cm-25cm，淤泥轻质土在标准养护28d后无侧限抗压强度的范围是160kpa-750kpa，淤泥轻质土的体积收缩率不超过7‰。

24、本发明具有如下有益效果：

25、1)在轻质土中引入的尿素早强剂可提升轻质土早期强度，降低施工前期因地基承载不稳定或收缩引起轻质土开裂的风险。

26、2)引入保水剂中的聚丙烯酰胺和甲基纤维素醚可以增大轻质土的黏聚性，使各组分间相互胶黏性增强，堆积更加紧密，一定程度上阻断轻质土内部连通的开口孔，将自由水、吸附水封闭于轻质土内部，不易蒸发出去，确保内部固化剂的持续水化作用，保证轻质土强度的发展。另外聚丙烯酰胺、甲基纤维素醚有较多的酰胺、羧基和醚键等大量的亲水性基团，当它溶于水中时亲水性基团便会与水分子结合成氢键，通过化学吸附的方式吸收大量水分。利用内部离子和基团与水溶液相关成分的浓度之差产生的渗透压，继而会有反渗透发生，使水进入聚合物内部。同时高分子电解质与水的亲和力可以大量吸收水分，阻止水分子的游离及挥发，最终起到保水作用。保水剂能够在轻质土内部持续发生吸水与释水过程，起到长期保水作用，降低轻质土内部因水分大量流失导致结构开裂的风险。

27、2)引入的膨胀剂成分，有利于补偿后期因轻质土自由水流失和温度降低引起的自收缩。降低了轻质土浇注体后期出现开裂风险。

28、3)常规人工合成纤维普遍不亲水，且搅拌过程中易受静电影响发生团聚，难以分散均匀；矿物纤维或金属纤维密度与轻质土偏差过大，易沉降分散。本发明引入适量的竹纤维自身亲水，密度与轻质土密度接近，易均匀分布于轻质土中。竹纤维具有稳泡作用，可减少大气泡的数量，中小气泡沿纤维均匀分布，改善了轻质土气孔分布的均匀性，提高了轻质土的结构稳定性。竹纤维表面沟槽可提高与轻质土基体的机械咬合力，避免膨胀剂过度膨胀带来膨胀开裂以及后期轻质土冷却收缩开裂的风险，提高了轻质土的稳定性。同时竹纤维的亲水性对轻质土具有一定的保水性，可降低轻质土干燥收缩带来的开裂风险。

技术特征：

1.一种路基用免伸缩缝淤泥轻质土，其特征在于：包括流态固化土和外加材料；

2.如权利要求1所述的路基用免伸缩缝淤泥轻质土，其特征在于：

3.如权利要求1所述的路基用免伸缩缝淤泥轻质土，其特征在于：

4.如权利要求3所述的路基用免伸缩缝淤泥轻质土，其特征在于：所述钙镁复合膨胀剂中氧化镁含量为35%，氧化钙含量为45%。

5.如权利要求1所述的路基用免伸缩缝淤泥轻质土，其特征在于：所述无机复合固化剂包括矿粉、粉煤灰、水泥、钢渣、硅灰和石膏，无机复合固化剂中的sio2、cao、al2o3和fe2o3四者的重量总占比超过70%，石膏添加量按重量比占固化剂的20%。

6.如权利要求1所述的路基用免伸缩缝淤泥轻质土，其特征在于：所述流态固化土中淤泥泥浆的含水率为150-180%。

7.一种如权利要求1-6任一所述轻质土的施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的施工工艺，其特征在于：调制泥浆时，原状泥先在预挖好的泥浆池中初搅，随后使用带有滤网的泥浆泵抽至钢制泥浆槽中。

9.如权利要求7所述的施工工艺，其特征在于：基坑浇筑单层浇筑高度不超过0.5m，浇筑区域在10min之内摊铺均匀。

10.如权利要求7所述的施工工艺，其特征在于：制备得到的淤泥轻质土的密度范围为650kg/m3-850kg/m3，淤泥轻质土的流动度范围为18cm-25cm，淤泥轻质土在标准养护28d后无侧限抗压强度的范围是160kpa-750kpa，淤泥轻质土的体积收缩率不超过7‰。

技术总结
本发明公开了一种路基用免伸缩缝淤泥轻质土及施工工艺，包括流态固化土和外加材料；所述流态固化土按照重量份数，由下述组分组成：淤泥泥浆700‑1000份，无机复合固化剂170‑280份；所述外加材料按照重量份数，由下述组分组成：发泡液31‑47份，减水剂3‑6份，早强剂4‑8份，膨胀剂7‑14份，保水剂3‑6份，竹纤维4‑8份。在轻质土中引入的尿素早强剂可提升轻质土早期强度，降低施工前期因地基承载不稳定或收缩引起轻质土开裂的风险。

技术研发人员：汪潇,钟天雪
受保护的技术使用者：江苏坤泽科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8