一种施工便道用土壤固结材料制造技术

本发明专利技术公开了一种施工便道用土壤固结材料，包括以下以重量份数计的原料：高分子固结材料0.1～0.2份、水泥1～5份、石膏2～10份、粉煤灰0～10份、硅灰0～1份、工业废渣0～10份、细骨料0～10份、消泡剂0.001份；本发明专利技术通过有机大分子形成的超分子体簇团与穿插其中的无机凝胶，有效封闭与强化土体，使其在水浸泡、碾压的情况下，仍能维持一定承载力，大幅度减少车辙；土壤固结体生物相容性良好、易复原与复垦。

A soil consolidation material for construction pavement

The invention discloses a road construction material soil consolidation, including the following with the weight of raw materials: polymer materials from 0.1 to 0.2, the consolidation of cement, gypsum 1~5 copies of 2~10 copies, 0~10 copies of fly ash, silica fume, 0~1 industrial waste 0~10 copies, 0~10 copies of fine aggregate, defoaming agent 0.001; the present invention supramolecular clusters formed by organic molecules and interspersed among the inorganic gel, effectively closed and strengthening the soil, which is immersed in water and rolling conditions, can still maintain a certain capacity, greatly reducing rutting; soil consolidation has good biocompatibility and easy restoration and reclamation.

【技术实现步骤摘要】
一种施工便道用土壤固结材料
本专利技术涉及土壤固结材料领域，具体涉及一种施工便道用土壤固结材料。
技术介绍
在铁路、公路施工过程中，为方便大型工程机械进出及运送钢材、水泥、砂、石、混凝土等大宗工程物资，需要在所修建铁路、公路沿线修筑施工便道；且需对一些地方进行硬化，以建立预制梁板场、活动板房、搅拌站等设施，以快速推进工程；在铁路、公路完工后，这些便道与设施除地方要求保留外，一般均要求做复原与复垦；而在油气田钻采过程中，在钻采前期需将大量大型钻采设备运输至井场；在开采过程中，需将开采得到的原油、气等运输出去，因此也需铺筑便道，且为大型钻采设备安装的需求，还需对井场周边进行硬化处理；同样待钻采完成后，需对便道进行复原与复垦；这些工程的特点在于使用期限较短，铁路、公路的便道与设施使用年限只有3～5年，而油气田钻采周期只有0.5年左右；此外工程完成后一般都要求将土地复原与复垦；目前通常做法是使用大量水泥、混凝土等进行硬化与铺筑，或将土体就地压实；前者成本较高且水泥、混凝土的强碱性将不利于作物生长，对环境有较大破坏，导致大量建渣、复垦性差、复垦成本高；后者性能往往达不到工程要求，造成雨天后车辆打滑、翻车、崩塌等安全事故。
技术实现思路
本专利技术提供一种强度高、成本低、易复垦，且环境友好的施工便道用土壤固结材料。本专利技术采用的技术方案是：一种施工便道用土壤固结材料，包括以下以重量份数计的原料：高分子固结材料0.1～0.2份、水泥1～5份、石膏2～10份、粉煤灰0～10份、硅灰0～1份、工业废渣0～10份、细骨料0～10份、消泡剂0.001份。进一步的，所述高分子固结材料为聚丙烯酰胺、季铵盐、氨基磺酸盐、三乙醇胺、磺化三聚氰胺、水性聚氨酯、水性环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、磷酸二丁酯、萘磺酸盐中的一种或两种及其以上以任意比例混合构成。进一步的，所述石膏为脱硫石膏或磷石膏。进一步的，所述细集料为河砂、机制砂中的一种，细度模数为1.6～4.0。进一步的，所述工业废渣为尾矿砂、采石场废渣、石材加工废渣中的一种。进一步的，所述尾矿砂为铜矿、铁矿、锰矿、硅铁矿中的一种。进一步的，所述硅灰为冶炼硅铁和工业硅过程中产生的，其表面积≥20000m2/kg，活性指数应≥110％。进一步的，所述消泡剂为有机硅消泡剂。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术针对施工便道对土壤硬化与固结要求，采用环境友好型材料，通过原子价键重组，降低土体颗粒表面张力，有效排出土体内部水分，实现土体颗粒密实化；(2)本专利技术通过有机大分子形成的超分子体簇团与穿插其中的无机凝胶，有效封闭与强化土体，使其在水浸泡、碾压的情况下，仍能维持一定承载力，大幅度减少车辙；(3)本专利技术土壤固结体生物相容性良好、易复原与复垦。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。一种施工便道用土壤固结材料，包括以下以重量份数计的原料：高分子固结材料0.1～0.2份、水泥1～5份、石膏2～10份、粉煤灰0～10份、硅灰0～1份、工业废渣0～10份、细骨料0～10份、消泡剂0.001份。将上述比例的原料混合搅拌后即可使用，土壤固结材料其掺量为干土重的2％～5％，固化土试件7d(其中标准养护6d、浸水1d)无侧限抗压强度≥2.0MPa，渗透系数≤5×10-6cm/s；其中水泥采用市售42.5级及以上硅酸盐水泥，其28d抗压强度应大于42.5MPa；粉煤灰采用电厂从烟道气体中收集的细灰，其品质应达到Ⅰ级粉煤灰的水平。进一步的，所述高分子固结材料为聚丙烯酰胺、季铵盐、氨基磺酸盐、三乙醇胺、磺化三聚氰胺、水性聚氨酯、水性环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、磷酸二丁酯、萘磺酸盐中的一种或两种及其以上以任意比例混合构成；采用高分子固结材料，材料中的强离子组合具有强大的离解能力，可破坏土壤表面的双电层结构，减弱土壤表面与水的化学作用力，且从根本上改变土壤颗粒的表面性质，将土体亲水性改变为疏水性；同时有机离子在土中发生聚合或缩聚反应，形成网状结构，把土壤颗粒胶结在一起，并填充土壤孔隙，排除土壤水份，通过外力碾压形成密实的整体，具有一定的强度和水稳性；此外还可通过高分子自身网络结构特点，利用高分子末端大量的活性羟基或羧基等官能团与土壤颗粒表面基团络合，发生物理化学反应将土壤粘结成网络状的结构整体，提高其强度。此外，在土壤固结材料中添加一定量的水泥，水泥水化可吸收土壤中的部分水分，降低土壤含水率；水泥水化还形成大量的C-S-H无机凝胶体，增大土壤结石体的强度；同时水泥水化产生的Ca(OH)2能与土壤中的SiO32-、Al3+等离子反应，生成C-S-H凝胶以及针状的钙矾石等水化物，也可增大结石体强度。进一步的，所述石膏为脱硫石膏或磷石膏；石膏的主要化学成分为CaSO4·0.5H2O或Ca2(PO4)3·0.5H2O或者两种均有；其可以为天然矿物经脱水处理得到的材料，也可为电厂脱硫石膏及化工厂磷石膏；石膏本身可以吸水，可以快速吸收土壤中的水分，形成具有一定强度的固结体，这在土壤含水率较高时尤为重要，石膏还可以充当粉煤灰、水泥等活性激发材料，可有效提高结石体强度。进一步的，所述细集料为河砂、机制砂中的一种或其他颗粒物，细度模数为1.6～4.0；其主要目的在于弥补土壤中颗粒物不足，有效优化土壤颗粒级配，当土壤为沼泽土、有机土、泥浆时，需掺入一定量的细集料。进一步的，所述工业废渣为尾矿砂、采石场废渣、石材加工废渣中的一种，也可以为各种生产固体废弃物，其主要化学成分为硅质、铝质、镁质或钙质颗粒；尾矿砂为铜矿、铁矿、锰矿、硅铁矿中的一种；本专利技术材料中工业废渣所占比例较大，若当地有大量工业废渣资源对于有效消纳固体废弃物尤为重要；废渣中的硅质、铝质、镁质、钙质颗粒与土壤中的Ca2+、K+、Na+等形成絮凝结构，且废渣可充当细颗粒，这在沼泽土、有机土等细颗粒不足时具有优势。进一步的，所述硅灰为冶炼硅铁和工业硅过程中产生的，其表面积≥20000m2/kg，活性指数应≥110％；为铁合金厂在冶炼硅铁和工业硅(即金属硅)过程中，由热电炉内产生的大量挥发性SiO2和Si气体经氧化、冷凝、沉淀后的产物；可利用硅灰的大比表面积、高反应活性等特点，可有效吸收和排除土体中的水分；其中的超微SiO2能吸附土壤中的Ca2+、Al3+、K+、Na+等离子，形成絮凝结构，实现土体的密实与强度。材料中用到的粉煤灰为电厂从烟道气体中收集的细灰，其品质应达到Ⅰ级粉煤灰的水平；粉煤灰中主要成分为高温瞬冷的玻璃化微珠，具有滚轴、润滑作用，可有效排出土体内部含水；粉煤灰的主要物质为SiO2、Al2O3等，可与土体微颗粒形成π键、氢键等作用，起到絮凝作用；且粉煤灰能在水泥水化产生Ca(OH)2、石膏等激发作用下，能进行反应，形成具有一定强度的C-S-H凝胶和C-A-H凝胶；可有效降低结石体碱度，增强其环境友好程度。材料中的消泡剂采用有机硅消泡剂，该消泡剂可在土壤环境下仍具有较高消泡能力，可有效排除土壤中气泡，实现结石体快速密实化与强化。实施例1采用以下以重量份数计的原料：高分子固结材料0.1份、水泥2份、石膏2份、粉煤灰1份、硅灰0.1份、消泡剂0.001份；由上述原料混合搅拌得到施工便道用土壤固结材料。将上述制备的土壤固结材料掺在含水率为21.2％的南方红粘土中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种施工便道用土壤固结材料，其特征在于，包括以下以重量份数计的原料：高分子固结材料0.1～0.2份、水泥1～5份、石膏2～10份、粉煤灰0～10份、硅灰0～1份、工业废渣0～10份、细骨料0～10份、消泡剂0.001份。

【技术特征摘要】
1.一种施工便道用土壤固结材料，其特征在于，包括以下以重量份数计的原料：高分子固结材料0.1～0.2份、水泥1～5份、石膏2～10份、粉煤灰0～10份、硅灰0～1份、工业废渣0～10份、细骨料0～10份、消泡剂0.001份。2.根据权利要求1所述的一种施工便道用突土壤固结材料，其特征在于，所述高分子固结材料为聚丙烯酰胺、季铵盐、氨基磺酸盐、三乙醇胺、磺化三聚氰胺、水性聚氨酯、水性环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、磷酸二丁酯、萘磺酸盐中的一种或两种及其以上以任意比例混合构成。3.根据权利要求1所述的一种施工便道用突土壤固结材料，其特征在于，所述石膏为脱硫石膏或磷石膏。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙作虹，朱彬，张平国，周薇，何诗雨，
申请(专利权)人：四川昊龙高科轨道交通新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51