一种用于深层搅拌施工的特种结构剂及特种粘土固化液的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于深层搅拌施工的特种结构剂，包括氧化铝、硅酸盐、硫酸盐和活化剂。也公开了一种特种粘土固化液，按照重量分数计，包括粘土8?9份、水泥1?2份和特种结构剂0.1?0.4份，水料比为0.8:1?2:1。本发明中的特种结构剂溶于水后发生物理?化学反应，所形成的胶结体结构密实，强度高，抗震性好，且具备体积膨胀性，能对地基中孔隙进行有效填充，从而进一步提高了地基强度，并具备良好的抗渗性能；含有特种结构剂的特种粘土固化液同时具有强胶结能力和较好的填充孔隙能力，提高了地基的强度。而且在不改变施工方式的同时，还能降低水泥用量，既节约了资源，又保护了环境，还能有效降低工程成本。
【专利说明】
一种用于深层搅拌施工的特种结构剂及特种粘土固化液
技术领域
[0001]本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种用于深层搅拌施工的特种结构剂及特种粘土固化液。
【背景技术】
[0002]在我国，环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区以及中原地区都是软土的主要分布区，且各地软土有各自特点。在工程建设中遇到软土地基处理时，可根据软土地基的不同特点选取合适的软基处理手段，以达到加固地基，满足建设要求的目的。
[0003]软土地基处理方式有很多，但适用性各不相同，普通的人工地基受到周围环境、地下水位、处理深度等因素的限制在许多地质情况复杂条件下不能使用;粧基础适应性虽较强，应用也较为广泛，但造价较高。在这种情况下，深层搅拌法因其承载力提高幅度可调范围较大，变形模量较高，粧体质量及耐久性有保证而逐步得到较广应用。深层搅拌法是利用固化剂(水泥、石灰等)，通过特别的深层搅拌机械在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌后，固化剂和软土将产生一系列物理一化学反应，使软土硬结改性。改性后的软土强度大大高于天然强度，其压缩性、渗水性比天然软土大大降低，可达到地基加固的目的。
[0004]深层搅拌法使用固化剂和原地基土就地搅拌混合，因而最大限度地利用了地基土，且搅拌时地基土较少产生侧向位移，对周围建筑物影响小。深层搅拌法在施工时无振动，无噪音，无污染，可在市区及建筑群中施工，土体加固后重度不变，对软弱下卧层不产生附加沉降;与钢筋混凝土粧相比，节省了大量钢材，降低了造价。
[0005]但是在深层搅拌法的实际应用当中，由于软土地基土粒间连接松散，孔隙量大而强度低下，而用固化液加固时，其水化物主要为水化硅酸钙。水化硅酸钙具有较强的胶结能力，将松散土粒胶结成整体，在一定程度上提高了加固土强度，但它填充孔隙的能力较弱，未能弥补孔隙造成的强度损失，从而导致地基达不到预期的加固强度，加固效果不佳。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种具有强胶结能力和能够提高填充孔隙能力的用于深层搅拌施工的特种结构剂及特种粘土固化液。
[0007]本发明公开了一种用于深层搅拌施工的特种结构剂，包括氧化铝、硅酸盐、硫酸盐和活化剂。
[0008]进一步地，特种结构剂的比表面积大于或等于500m2/kg。
[0009]进一步地，特种结构剂的细度为0.08mm。
[0010]进一步地，特种结构剂的筛余小于或等于8%，含水率小于或等于2%。
[0011]—种用于深层搅拌施工的特种粘土固化液，按照重量分数计，包括粘土 8-9份、水泥1-2份和特种结构剂0.1-0.4份，水料比为0.8:1-2:1。
[0012]进一步地，特种结构剂包括氧化铝、硅酸盐、硫酸盐和活化剂。
[0013]进一步地，特种结构剂的比表面积大于或等于500m2/kg，细度为0.08mm，筛余小于或等于8%，含水率小于或等于2%。
[0014]进一步地，水泥为硅酸盐水泥或复合水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥中的至少一种。
[00?5] 进一步地，粘土为商业粘土或天然粘土。
[0016]与现有技术相比较，本发明中的特种结构剂溶于水后发生物理-化学反应，所形成的胶结体结构密实，强度高，抗震性好，且具备体积膨胀性，能对地基中孔隙进行有效填充，从而进一步提高了地基强度，并具备良好的抗渗性能;含有特种结构剂的特种粘土固化液同时具有强胶结能力和较好的填充孔隙能力，提高了地基的强度。而且在不改变施工方式的同时，还能降低水泥用量，既节约了资源，又保护了环境，还能有效降低工程成本。
【具体实施方式】
[0017]下面通过【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0018]本发明公开了一种用于深层搅拌施工的特种结构剂，包括氧化铝、硅酸盐、硫酸盐和活化剂。特种结构剂的各成分的取值范围根据施工情况作适应性调整，配制后的特性参数包括:比表面积大于或等于500m2/kg;细度为0.08mm;筛余小于或等于8 %，含水率小于或等于2%。
[0019]特种结构剂溶于水后，立即生成大量的铝酸根、硅酸根、硫酸根，上述三者与水泥反应的生成物氢氧化钙、水化铝酸三钙反应，生成均质绒毛状的水化铝酸三钙、无定型水化硅酸二钙，以及具有较大膨胀性的硫铝酸钙。反应中消耗了浆液中大量的拌合水，有利于加速水泥的水化反应，生成具有一定强度的胶凝体，充填在空隙中的胶凝体会有效堵塞渗流通道，降低其渗透系数。用特种结构剂配制的粘土固化液与地基加固土体的空隙具有很好的胶结作用和化学机理，所形成的胶结体强度较高，具有明显的膨胀性和耐久性，由于采用特种结构剂，因此能降低水泥用量，既节约了资源，又保护了环境，还能有效降低工程成本。
[0020]本发明也公开了一种特种粘土固化液，按照重量分数计，包括粘土8-9份、水泥1-2份和特种结构剂0.1-0.4份，水料比为0.8:1-2:1。料包括粘土、水泥和特种结构剂。其中，特种结构剂包括氧化铝、硅酸盐、硫酸盐和活化剂。配制后的特种结构剂的比表面积为大于或等于500m2/kg，细度为0.08mm，筛余小于或等于8%，含水率小于或等于2%。水泥为硅酸盐水泥或复合水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥中的至少一种。粘土为商业粘土或天然粘土。
[0021 ]实施例一:特种粘土固化液包括8份天然粘土、I份娃酸盐水泥、0.1份特种结构剂和8份水。
[0022]实施例二:特种粘土固化液包括9份商业粘土、2份矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥的等比例混合物、0.4份特种结构剂和22份水。
[0023]实施例三:特种粘土固化液包括8.5份天然粘土、1.5份矿渣硅酸盐水泥、0.3份特种结构剂和12份水。
[0024]配制特种粘土固化液的具体步骤包括:
[0025]将粘土打碎成粗浆放入泥浆池；
[0026]使用干拌桶将水泥与特种结构剂混合均匀；
[0027]使用高速搅拌机将粗浆、水泥与特种结构剂的混合物，和水一起高速搅拌，得到浆液，其中高速搅拌机的搅拌转速至少达到400r/min。
[0028]含有特种结构剂的特种粘土固化液应用于深层搅拌方法，具体步骤包括:
[0029]确定粧位并且使搅拌机就位。放样确定粧位，并设置好控制线和控制点，检查孔位偏差，保证偏差值不超过5cm。根据粧位安装搅拌机并对搅拌机进行调平和对中，保证钻孔的孔位准确和垂直。
[OO3O ]配制特种粘土固化液。特种粘土固化液由特种结构剂、水泥、粘土和水按照预定比例混合得到。
[0031]搅拌机沿导向杆下沉切土。下沉速度过慢时，可用输浆系统补给清水以利钻进。
[0032]当搅拌机钻到设计深度后启动送浆栗和记录仪开始试喷，达到设计喷浆压力和流量时，喷出和搅拌特种粘土固化液，并同时提升，提升速度为0.2-1.0m/min，直至设计粧顶高程。进一步地，开始注楽时，当特种粘土固化液到达出楽口后，喷楽30s，使特种粘土固化液完全到达粧端，再开始搅拌提升。为保证粧头均匀密实，搅拌机提升至地面Im时，用慢速提升，当喷浆口即将出地面时，应停止提升并搅拌数秒。
[0033]搅拌机喷出和搅拌特种粘土固化液，并二次下沉至设计粧底高程。
[0034]搅拌机在设计粧顶高程和设计粧底高程之间往复运动，并喷液搅拌直至特种粘土固化液达到停浆面。
[0035]完成后将搅拌机移动至下一粧位，直至全部粧位完成施工。
[0036]由于实际条件不同，不同的工程所采用的具体施工措施也略有区别，常用的施工方法有:四搅二喷、四搅三喷及四搅四喷等。
[0037]在施工过程中，根据工程实际情况，可向浆液中掺入外加剂、粉煤灰等物质以优化浆液的加固效果。
[0038]以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于深层搅拌施工的特种结构剂，其特征在于，包括氧化铝、硅酸盐、硫酸盐和活化剂。2.根据权利要求1所述的用于深层搅拌施工的特种结构剂，其特征在于，所述特种结构剂的比表面积大于或等于500m2/kg。3.根据权利要求1或2所述的用于深层搅拌施工的特种结构剂，其特征在于，所述特种结构剂的细度为0.08mm。4.根据权利要求1或2所述的用于深层搅拌施工的特种结构剂，其特征在于，所述特种结构剂的筛余小于或等于8%，所述特种结构剂的含水率小于或等于2%。5.—种用于深层搅拌施工的特种粘土固化液，其特征在于，按照重量分数计，包括粘土8-9份、水泥1-2份和特种结构剂0.1-0.4份，水料比为0.8:1-2:1。6.根据权利要求5所述的用于深层搅拌施工的特种粘土固化液，其特征在于，所述特种结构剂包括氧化铝、硅酸盐、硫酸盐和活化剂。7.根据权利要求5或6所述的用于深层搅拌施工的特种粘土固化液，其特征在于，所述特种结构剂的比表面积大于或等于500m2/kg，细度为0.08mm，筛余小于或等于8%，含水率小于或等于2%。8.根据权利要求5所述的用于深层搅拌施工的特种粘土固化液，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥、复合水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥中的至少一种。9.根据权利要求5所述的用于深层搅拌施工的特种粘土固化液，其特征在于，所述粘土为商业粘土或天然粘土。
【文档编号】E02D3/12GK106082842SQ201610405746
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】陈枝东, 王凤梅
【申请人】深圳市宏业基基础工程有限公司