【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑用新材料及制备方法，尤其涉及一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液及其制备方法。
技术介绍
1、地铁作为一种高运量、便捷型的交通方式得到了空前的发展，其中盾构法隧道施工是城市地下空间隧道开挖的主要方法，在施工过程中对周围环境影响较小，施工速度和其他传统方法相比速度较快。
2、目前，盾构砂浆广泛应用于地铁隧道工程，盾构砂浆是一种地铁管片拼装过程中填充于管片与地下层之间的填充类砂浆，起到稳定管片、封堵地下水、控制地层变形、减少沉降的作用。预拌盾构砂浆是一种加水搅拌自动流动的材料，通过注浆管压力注浆用于盾构砂浆。预拌盾构砂浆的使用可以减少现场用地使用，无需现场堆放砂、水泥、掺合料等材料，但对浆体流动状态要求较高，目前调大砂浆配方水胶比，会导致浆体泌水率变大，导致凝结后极易出现收缩现象；加入缓凝剂虽然能够确保盾构砂浆的流动性，但施工过程中难以凝固，而凝固时间长又会影响施工进度。
3、现有地铁盾构砂浆一般是水泥基砂浆，组分是水泥、粉煤灰、黄砂、膨润土、外加剂及水，存在成本高、生产及运输过程复杂及不环保的问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的缺点，本专利技术提出了一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液及其制备方法。
2、一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液，所述砂浆包括基础原料、骨料、固化剂和水；
3、其中，基础原料包括60-80重量份数的工地废土和8-10重量份数的水泥；
4、
5、特种固化剂是利用化工成品生产制得、其用量为0.03-0.08％；
6、水的用量为400-600公斤/立方米；
7、所述特种固化剂包括：环氧树脂5-15份，碳酸钙10-20份，硫酸钠1-5份，沸石粉1-5份，戊二醛1-2份，钠基膨润土5-10份，焦磷酸钠1-2份，端羧基聚酰胺胺1-2份，负载氧化钙1-10份，木质素磺酸钠1-3份，水玻璃1-5份，羟甲基纤维素1-2份，硅酸钠1-3份，聚丙烯酰胺1-2份，减水剂1-2份，缓凝剂1-2份。
8、其中，负载氧化钙采用生石灰消化后分散负载在氧化石墨烯片层结构上，再被多孔硅胶吸附负载，然后采用明胶包覆形成微球，接着固化后经高温煅烧得到。
9、优选地，减水剂为聚羧酸减水剂。
10、优选地，缓凝剂为葡萄糖酸钠。
11、优选地，水泥为硅酸盐水泥。
12、优选地，所述骨料中组分的粒径为：0mm＜石粉粒径＜2.36mm，2.36mm≤矿渣粒径＜4.75mm，4.75mm≤石灰石粒径＜8.46mm。
13、优选地，负载氧化钙采用如下具体操作制得：将生石灰、氧化石墨烯加入至去离子水中，30-40℃搅拌1-2h，加入明胶、多孔硅胶继续搅拌10-20min，得到预处理生石灰；向液体石蜡中加入吐温-80搅拌均匀，搅拌状态下向其中滴加预处理生石灰，搅拌10-20min，冷却至1-5℃，向其中加入戊二醛溶液，继续搅拌10-30min，离心，洗涤，真空干燥，氮气保护下800-820℃煅烧10-20min。
14、本专利技术将生石灰消化后分散负载在氧化石墨烯片层结构上，既可有效抑制团聚现象发生，有效增加亲水性，使其与多孔硅胶亲和性高，吸附效果好，同时采用明胶包覆后形成微球，经固化后稳定性高，再经高温煅烧形成负载氧化钙，一方面明胶壳层煅烧形成炭壳层，另一方面生石灰经消化所得氢氧化钙在煅烧过程中生成氧化钙，可自发吸收水分，实现缓慢自发热。
15、更优选地，生石灰、氧化石墨烯、明胶、多孔硅胶、吐温-80、戊二醛的质量比为5-10：4-8：1-3：1-2：1-2：0.3-0.8。
16、更优选地，戊二醛溶液质量分数为30-40％。
17、上述基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液制备方法，包括如下步骤：
18、将工地盾构土装入破碎机破碎，然后进入筛分机筛分，再进入搅拌机，以80-90％组分盾构土，加入8-10％水泥(无机固化材料)、10-15％粉煤灰(无机固化材料)，万分之五特种固化剂，将每立方米加入600-800公斤水，搅拌5分钟，以稠度120-150mm为标准初凝时间控制在6-8小时，收缩率小于3％，然后泵送至盾构作业专业运输车。
19、特种固化剂的制备方法为：
20、s1、将石粉、石灰石、赤泥、矿渣、木质素磺酸钠、水玻璃、负载氧化钙、羟甲基纤维素、硅酸钠、聚丙烯酰胺、减水剂、缓凝剂混合均匀，得到第一物料；
21、s2、将钠基膨润土加入至水中，70-80℃搅拌10-20min，依次向其中加入焦磷酸钠、端羧基聚酰胺胺，调节体系ph值为4-5，调节温度至100-120℃搅拌1-2h，过滤，水洗，干燥，得到第二物料；
22、s3、将环氧树脂、碳酸钙、硫酸钠、沸石粉、戊二醛混合均匀得到特种固化剂。
23、有益效果：
24、1、本专利技术的主要材料是工业废土，将废土加入5％-10％的水泥和泥土固化材料，能够大幅度降低成本，降幅约30％-50％，其强度指标、防水效果及凝结时间控制指标等能达到甚至是优于传统水泥基砂浆效果；
25、并且本专利技术的专用注浆液在工地生产，能够减少运输，利于环保，即本专利技术具有环保性、经济性和耐久性的有益技术效。
26、2、虽然采用工地废土与水泥复配，可大大降低水泥的添加量，但极易导致专用注浆液稳定性差，固化后强度显著降低。
27、本专利技术采用焦磷酸钠与膨润土结合，破坏钠基膨润土的层层堆积结构，然后与端羧基聚酰胺胺接枝，在膨润土表面形成稳定空间位阻结构，所得支化膨润土不仅可有效阻碍其与高价阳离子接触，保证其膨胀效果，而且在环氧树脂的配合下，在工地废土中分散均匀性极高，体系不仅粘结强度高，稳定性好，经过固化后有效增强制品强度，同时可有效提高成品固结率，可达100％，可有效解决浆体固化后收缩的问题，降低二次注浆现象的发生。
28、3、本专利技术所得第一物料与第二物料混合，可在确保物料混合均匀的基础上实现盾构专用注浆液的快速凝固；而在第一物料中，赤泥、矿渣、水玻璃、负载氧化钙复配，可有效形成水化物，与第二物料、第三物料配合，不仅填充效果好，促使硬化后专用注浆液具有极好的抗压强度，而且负载氧化钙缓慢吸水产生热量，而升温又可促使专用注浆液流动性得到提高，在保证专用注浆液稠度的同时，有效保证出浆率；同时专用注浆液升温过程可加快聚丙烯酰胺与戊二醛交联，有效增强产品强度。
29、由于负载氧化钙的分子尺寸与结构可控，且端基质子化基团密度大，在膨润土能够充分发挥膨胀作用的情况下，两者有机结合促使硬化之后的专用注浆液具备良好的致密度，有效改善防水性能；而将膨润土表面支化后，形成的空间位阻结构可有效避免聚羧酸减水剂被膨润土吸附，充分发挥本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液，其特征在于，所述砂浆包括基础原料、骨料、固化剂和水；
2.根据权利要求1所述的一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用砂浆，其特征在于，所述负载氧化钙采用生石灰消化后分散负载在氧化石墨烯片层结构上，与多孔硅胶、明胶负载包覆形成微球，固化后经高温煅烧得到。
3.根据权利要求1所述的一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用砂浆，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
4.根据权利要求1所述的一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用砂浆，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥。
5.根据权利要求1所述的一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液，其特征在于，所述骨料中组分的粒径为：0mm＜石粉粒径＜2.36mm，2.36mm≤矿渣粒径＜4.75mm，4.75mm≤石灰石粒径＜8.46mm。
6.根据权利要求2所述的一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液，其特征在于，所述负载氧化钙采用如下具体操作制得：将生石灰、氧化石墨烯加入至去离子水中，30-40℃搅拌1-2h，加入明胶、多孔硅胶
7.根据权利要求6所述的一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液，其特征在于，所述生石灰、氧化石墨烯、明胶、多孔硅胶、吐温-80、戊二醛的质量比为5-10：4-8：1-3：1-2：1-2：0.3-0.8。
8.根据权利要求6所述的一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液，其特征在于，所述戊二醛溶液质量分数为30-40％。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液的制备方法，其特征在于，所述特种固化剂的制备方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液，其特征在于，所述砂浆包括基础原料、骨料、固化剂和水；
2.根据权利要求1所述的一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用砂浆，其特征在于，所述负载氧化钙采用生石灰消化后分散负载在氧化石墨烯片层结构上，与多孔硅胶、明胶负载包覆形成微球，固化后经高温煅烧得到。
3.根据权利要求1所述的一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用砂浆，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
4.根据权利要求1所述的一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用砂浆，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥。
5.根据权利要求1所述的一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液，其特征在于，所述骨料中组分的粒径为：0mm＜石粉粒径＜2.36mm，2.36mm≤矿渣粒径＜4.75mm，4.75mm≤石灰石粒径＜8.46mm。
6.根据权利要求2所述的一种基于泥土固化材料的地铁盾构隧道用专用注浆液，其特征在于，所述负载氧化钙采用如下具体操作制得：将生石灰、氧化石墨烯加入至去离子水...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙德良，刁维科，
申请(专利权)人：合肥沃特新型建材有限公司，
类型：发明
国别省市：
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