一种实验室注浆水泥土的制备方法与流程

本发明属于土木工程领域，具体涉及一种实验室水泥注浆土的制备方法。

背景技术：

土是一种古老的天然材料，由土颗粒、孔隙水和气体三相组成，其力学性质复杂受环境影响较大。土体抗拉能力差，抗震动性能低，易产生裂缝，受压时土体发生压缩，这些缺点影响了土在某些特殊领域的应用。

随着科学技术的发展，水泥注浆土技术成为当代迅速发展的新兴补强土技术。该项技术将水泥作为一种胶凝材料掺加到土中，能够从多方面改善土的性能，大大提高土的抗拉强度、变形能力、抗冲击性。

随着地下工程、城市铁路的健康可持续发展，地铁周围土体的加固需求，水泥土搅拌桩的应用越来越广泛，由于现场的测试条件有限，测试较多的是水泥土的抗压强度。国内外不少学者研究了水泥参入比、水灰比、含水率等因素对水泥土抗压强度的影响，近年来也有学者研究试块尺寸和形状对水泥土强度的影响。

以上研究中，水泥土试块的制作都是按照土工试验规范要求将拌和好的水泥土分三次装入模具中，其制备方法存在断层、整体性差等技术问题，从而降低了水泥土的性能。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于解决上述的水泥土试块在制作过程中发生断层、层间粘结不牢固等技术问题，使水泥土试块不会发生断层现象，整体性更强，从而得到一种整体性好、高性能的注浆水泥土。

本发明提供了一种实验室水泥注浆土的制备方法，采用土及水泥制备水泥土试块，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将所述土风干并敲碎后，过筛，按天然含水率25％配制成湿土，在封闭器皿中静置；

步骤2，取步骤1得到的所述湿土，按照水泥为湿土质量的20％、水灰比为0.5的比例配制水泥注浆土；

步骤3，将步骤2得到的所述水泥注浆土一次性加入预制模具，通过落锤击实得到预制试块；

步骤4，将步骤3得到的所述预制试块脱模并放入室内标准养护箱进行养护，得到所述水泥土试块。

进一步的，步骤1中风干条件为：将土放进烘干箱，温度为100℃～110℃，烘干24小时后取出。

进一步的，步骤1中的湿土的静置时间为16h～18h；

进一步的，步步骤2中水泥注浆土包括如下制备步骤：

步骤2-1，将所述湿土倒入搅拌机并搅拌2min；

步骤2-2，将水泥浆倒入搅拌机中，将所述湿土与所述水泥浆搅拌均匀后得到所述水泥注浆土。

进一步的，步骤3中的模具高度为需要制备的所述水泥土试块高度的2倍以上。

进一步的，步骤4中的标准养护时间为28天。

发明的作用与效果

本发明的实验室水泥注浆土的制备方法，由于采用了比需要制备的水泥土试块高度高两倍以上的模具，并一次性将水泥土材料全部放入模具中，因此，最终得到的水泥土试块的整体性、抗压强度等方面有明显的增强，具有稳定的物理力学性质。

附图说明

图1是本发明的实施例一中的直径70mm，高100mm的模具下制作的水泥土试块实物图；

图2是本发明的实施例二中的直径70mm，高200mm的模具下制作的水泥土试块实物图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。

实施例一：

一种实验室水注浆土的制备方法，通过以下步骤实现：

步骤1，将土风干并敲碎后，过2mm筛，然后取15kg过筛的土，按天然含水率25％配制成湿土即取水3.75kg，在封闭器皿中静置；

步骤2，取步骤1得到的湿土，水泥为湿土质量的20％；水灰比为0.5的比例配置水泥注浆土，水泥注浆土包括如下制备步骤：

步骤2-1，将静置后的湿土搅拌2min，

步骤2-2，将5.625kg水泥浆倒入搅拌机中，将湿土与水泥浆搅拌均匀后得到水泥注浆土；

步骤3，将步骤2得到的水泥注浆土一次性加入预制模具，通过落锤击实得到预制试块，预制试块通过如下步骤制备：

步骤3-1，称取混合均匀的水泥注浆土825g，称取6份，分别编号1、2、3，

步骤3-2，取直径70mm，高100mm模具三个，分别在模具内部涂抹薄薄的普通白凡士林，

步骤3-3，将编号1的水泥土均分三份，分三次放入直径70mm，高100mm模具中，在下次放料前对击实水泥土进行凿毛处理，每次放料后击实20次，一天后脱模得到预制试块；编号2、3的水泥土重复编号1水泥土的操作方法；

步骤4，将步骤3得到的预制试块放入室内标准养护箱养护28天，得到水泥土试块。

实施例二：

一种实验室水注浆土的制备方法，通过以下步骤实现：

步骤1，将土风干并敲碎后，过2mm筛，然后取15kg过筛的土，按天然含水率25％配制成湿土即取水3.75kg，在封闭器皿中静置；

步骤2，取步骤1得到的湿土，水泥为湿土质量的20％；水灰比为0.5的比例配置水泥注浆土，水泥注浆土包括如下制备步骤：

步骤2-1，将静置后的湿土搅拌2min，

步骤2-2，将5.625kg水泥浆倒入搅拌机中，将湿土与水泥浆搅拌均匀后得到水泥注浆土；

步骤3，将步骤2得到的水泥注浆土一次性加入预制模具，通过落锤击实得到预制试块，预制试块通过如下步骤制备：

步骤3-1，称取混合均匀的水泥注浆土825g，称取6份，分别编号4、5、6，

步骤3-2，直径70mm，高200mm模具三个，分别在模具内部涂抹薄薄的普通白凡士林，

步骤3-3，将编号4、5、6的水泥土分别放入三个尺寸直径70mm，高200mm模具中，先将四周压实，然后将每个模具中的水泥土击实50下，一天后脱模；

步骤4，将步骤3得到的预制试块放入室内标准养护箱养护28天，得到水泥土试块。

最后根据gb/t2611-1992《试验机通用技术要求》，gb/t3722-1992《液压式压力试验机》，采用sans微型控制电液伺服压力试验机对实施例一和实施例二中的水泥注浆土抗压强度进行测定，28天后实施例一中抗压强度平均值为13.6kn,尺寸直径70mm，实施例二中水泥土抗压强度平均值为19.2kn。

实施例的作用与效果

图1是直径70mm，高100mm的模具下制作的水泥土试块，图2是直径70mm，高200mm的模具下制作的水泥土试块。

从图1及图2中可得知：图1中有明显的断层裂缝，而图2中试块表面光滑，无裂缝。从试块外观可以看出，尺寸直径70mm，高100mm模具中的三块试块外表面裂纹较多，且有严重的断层裂缝。尺寸直径70mm，高200mm模具中的三块试块表面光滑度高，无断层裂缝现象。采用电镜扫描仪对试块表面质量进行观察，实施例二中的试块材料粘结度强，整体性高。

此外，本发明最终得到的水泥注浆土，根据外观检查结果，在试块无断层裂缝；通过电镜扫描仪观看试块周围，纵向裂缝极少，土质及水泥拌合均匀；通过无侧限单轴抗压试验，28天后的水泥土试块抗压强度为16.9kn-28.5kn,即其抗压强度明显提高；而且本发明生产工艺简单，实施简便易行，适用性广，且本方法特别适用于实验室中测量注浆水泥土的各项力学性能的试验。

综上所述，本发明的一种实验室水泥注浆土的制备方法，由于采用高于欲制备的水泥土试块尺寸高度的模具，使水泥土试块整体性大大增强，减少水泥土断层裂缝的产生，因此最终所得的水泥土试块极限抗压强度增加。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。