一种用于搅拌桩地基加固工程的复合型浆材制造技术

本发明专利技术公开了一种用于搅拌桩地基加固工程的复合型浆材。所述复合型浆材重量份组分包括：水泥150～350份、膨润土45～175份、石灰石矿粉15～35份、矿渣微粉10.5～24.5份、木质素磺酸钙0.45～2.1份、铝酸钠0.45～5.25份、水玻璃0.45～5.25份、纯碱0.9～3.5份、水132.3～584.5份；该复合型浆材绿色环保、经济效益好，制备简单，适用地层广；可采用常规搅拌桩机施工，将制备的复合型浆材与地基土强制搅拌形成水泥土固结体，该水泥土固结体凝结速度快、早期抗压强度高、抗渗效果好、耐强酸性及有机质侵蚀能力强，可用于软土地基加固工程、基坑止水帷幕工程、垃圾卫生填埋场防渗工程等。垃圾卫生填埋场防渗工程等。

【技术实现步骤摘要】
一种用于搅拌桩地基加固工程的复合型浆材


[0001]本专利技术涉及建筑地基基础工程、岩土环保绿色工程
，具体涉及一种用于搅拌桩地基加固工程的复合型浆材。

技术介绍

[0002]目前，水泥土搅拌法被广泛应用于建筑物地基加固、边坡加固与稳定、隔水帷幕、防止砂土液化、桥台后背填土加固、地下构筑物地基加固、地铁车站盾构机进出洞端头地基加固、基坑坑底土加固、支挡墙体工程和提高基础横向反力系数等，且主要适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土(软塑、可塑)、粉土(稍密、中密)、粉细砂(松散、中密)、中粗砂(松散、稍密)、饱和黄土等土层。
[0003]目前，国内外普遍采用常规水泥基浆材(普通硅酸盐水泥浆加水搅拌成浆，浆液水灰比0.7～1.5)进行搅拌桩的施工，其水泥土固结时间长，桩身早期无侧限抗压强度低，后期强度增长缓慢(28d龄期强度不足1.5MPa)，其水泥土固结体的抗渗能力也较低(28d龄期水泥土固结体渗透系数一般超过10
～7
cm/s)，且不能直接用于处理泥炭土、有机质含量较高或pH值小于4的酸性土、塑性指数大于25的粘土或在腐蚀性环境中的土层，必须通过现场和室内试验确定此类土层搅拌桩法的适用性。这是因为，由于土中有机质(或强酸性、强腐蚀性)与水泥矿物发生一系列化学反应，阻碍了水泥水化产物晶体的生长，不利于水泥土强度的增长，土中有机质成分含量越高、酸性越强、黏粒含量越大、腐蚀性越高，越不利于水泥水化晶体的生长及水泥土强度的增长。
[0004]为此，配制出一种复合型浆材用于搅拌桩工程施工，实现水泥土固结体凝结速度快、早期抗压强度高、抗渗效果好、适应地层广、耐酸碱及有机质侵蚀能力强的性能指标要求是非常必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有搅拌桩法使用的水泥基浆材不足，提供一种凝结速度快、早期抗压强度高、抗渗效果好、绿色环保并适用地层广的一种用于搅拌桩地基加固工程的复合型浆材。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种用于搅拌桩地基加固工程的复合型浆材，它包括如下重量份组分：水泥150～350份、膨润土45～175份、石灰石矿粉15～35份、矿渣微粉10.5～24.5份、木质素磺酸钙0.45～2.1份、铝酸钠0.45～5.25份、水玻璃0.45～5.25份、纯碱0.9～3.5份、水132.3～584.5份。
[0007]进一步，所述水泥为普通硅酸盐水泥(或硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥)，水泥的强度等级为42.5(或42.5R、52.5)，是水泥土固结体的水硬性胶凝材料。
[0008]进一步，所述膨润土为蒙脱石矿物含量30％～80％的黏土，用于降低水泥土固结体的渗透系数，提高固结体的抗渗能力。
[0009]进一步，所述石灰石矿粉的碳酸钙含量在95％以上，其粒径尺寸200～800目之间；
所述矿渣微粉为S95级(或S105级)、颗粒直径为300～800目之间。石灰石矿粉和矿渣微粉都属于活性材料，以改善水泥水化的活性作用，增强水泥土加固体抵抗天然土中酸性成分及有机质侵蚀的能力，提高固结体早期强度。
[0010]进一步，所述木质素磺酸钙是一种多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂(水泥的减水剂)，分子量在1000～10000之间，用于阻止水泥颗粒因聚结所形成的网状结构，改善水泥颗粒与水接触的水化条件，增加浆液的流动性。
[0011]进一步，所述铝酸钠，其化学式为NaAlO2，纯度为85％以上，为白色结晶性粉末；所述水玻璃模数为2.3～3.4。铝酸钠和水玻璃都属于水泥速凝剂，并有一定的早强作用，对水泥浆液起到促凝作用，可使水泥土快速稠化固结，缩短凝结时间，有助于提高水泥土固结体的早期强度。
[0012]进一步，所述纯碱为工业级碳酸钠，是钙质膨润土的钠化材料，提高膨润土的分散稳定性。
[0013]进一步，所述水为自来水(或河流水、淡水湖泊水以及地下水，应达到一、二类水质标准)，水是水泥、膨润土、石灰石矿粉、矿渣微粉等材料的水化介质，是木质素磺酸钙、纯碱、铝酸钠、水玻璃等材料的溶解稀释介质。
[0014]一种用于搅拌桩地基加固工程的复合型浆材的制备方法，包括如下步骤：
[0015](1)取木质素磺酸钙0.45～2.1份，加入4.5～21份水溶解；
[0016](2)取纯碱0.9～3.5份，加入4.5～17.5份水溶解；
[0017](3)取膨润土45～175份，加入45～175份水浸泡分散，然后向其加入步骤(2)配置的纯碱溶液，搅拌10min以后制成膨润土浆，静置8h以上待用；
[0018](4)取铝酸钠0.45～5.25份，加入1.35～15.75份水溶解；
[0019](5)取水玻璃0.45～5.25份，加入1.35～15.75份水稀释；
[0020](6)取水泥150～350份、石灰石矿粉15～35份、矿渣微粉10.5～24.5份拌制均匀形成混合料，加入余量水并搅拌均匀，然后加入步骤(1)配置的木质素磺酸钙溶液，搅拌均匀，继续加入步骤(3)配置的膨润土浆，搅拌均匀，加入步骤(4)配置的铝酸钠溶液，搅拌均匀，最后加入步骤(5)配置的水玻璃溶液，搅拌均匀，得到复合型浆材。
[0021]进一步，复合型浆材中的膨润土、石灰石矿粉、矿渣微粉、木质素磺酸钙、铝酸钠、水玻璃均与水泥加量具有特定比例关系，其中膨润土的加量为水泥加量的30％～50％，石灰石矿粉加量为水泥加量的10％，矿渣微粉的加量为水泥加量的7％,木质素磺酸钙的加量为水泥加量的0.3％～0.6％，铝酸钠及水玻璃的加量均为水泥加量的0.3％～1.5％，且铝酸钠及水玻璃二者加量比例保持为1：1。
[0022]进一步，复合型浆材中的纯碱加量与膨润土加量具有特定比例关系，纯碱加量一般为膨润土的加量2％，如膨润土的蒙脱石矿物含量高，纯碱加量可相对减少一些，反之亦然。
[0023]进一步，复合型浆材的水固比为0.6～1.0(指总加水量与水泥、膨润土、石灰石矿粉、矿渣微粉等混合料重量之和的比)。
[0024]一种用于搅拌桩地基加固工程的复合型浆材的搅拌桩施工方法，利用多轴搅拌桩机(单轴、双轴、三轴、五轴、七轴等)就地搅拌，将复合型浆材与软土地基拌合固结，最终形成水泥土固结体。
[0025]进一步，所述搅拌桩水泥土固结体中的水泥与矿粉之和的掺入比为15％～35％(指水泥与石灰石矿粉、矿渣微粉之和的重量占所述被处理软土地基的重量百分比)。
[0026]进一步，复合型浆材水泥土固结体的强度和抗渗性能与其制备浆液搅拌的均匀性密切相关，为了保证复合型浆材制备的均匀性，需要采用先进的数显搅拌设备，控制好搅拌时间和搅拌速度等搅拌参数，同时根据浆液流动度和可泵期的要求，适量调整水灰比，确保制备的浆材混合均匀。
[0027]更进一步，为实现水泥土固结体的强度和抗渗性能指标，在进行搅拌桩加固地基施工时，应确保复合型浆材与软土地基拌合的均匀性和水泥等固化剂的掺入比，搅拌桩机注浆管道的设置应该考虑到保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于搅拌桩地基加固工程的复合型浆材，其特征在于，它包括如下重量份组分：水泥150～350份、膨润土45～175份、石灰石矿粉15～35份、矿渣微粉10.5～24.5份、木质素磺酸钙0.45～2.1份、铝酸钠0.45～5.25份、水玻璃0.45～5.25份、纯碱0.9～3.5份、水132.3～584.5份；该复合型浆材的制备方法包括如下步骤：(1)取木质素磺酸钙0.45～2.1份，加入4.5～21份水溶解；(2)取纯碱0.9～3.5份，加入4.5～17.5份水溶解；(3)取膨润土45～175份，加入45～175份水浸泡分散，然后向其加入步骤(2)配置的纯碱溶液，搅拌10min以后制成膨润土浆，静置8h以上待用；(4)取铝酸钠0.45～5.25份，加入1.35～15.75份水溶解；(5)取水玻璃0.45～5.25份，加入1.35～15.75份水稀释；(6)取水泥150～350份、石灰石矿粉15～35份、矿渣微粉10.5～24.5份拌制均匀形成混合料，加入余量水并搅拌均匀，然后加入步骤(1)配置的木质素磺酸钙溶液，搅拌均匀，继续加入步骤(3)配置的膨润土浆，搅拌均匀，加入步骤(4)配置的铝酸钠溶液，搅拌均匀，最后加入步骤(5)配置的水玻璃溶液，搅拌均匀，得到复合型浆材。2.根据权利要求1所述的一种用于搅拌桩地基加固工程的复合型浆材，其特征在于，所述水泥为42.5级或52.5级的普通硅酸盐水泥；所述膨润土为含有30％～80％蒙脱石矿物的黏土；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，代国忠，周聪，张磊，
申请(专利权)人：江苏建院营造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：