水下土壤凝固剂制造技术

海上风电蓬勃崛起，风电桩基防冲刷一直未能有最好防治方法，在各方院士的辅导指引下，发明专利技术人现场多次试验，意外发现了本申请的水下土壤凝固剂防治风电桩基防冲刷效果好。本申请提供的水下土壤凝固剂包括粉砂土、水泥以及土壤粘固剂(多种材料研制合成)，用高强压力泵将水下土壤凝固剂拌和料输入充填桩根部，短时间内快速初凝，一周后强度达到C15以上，桩基四周土壤固结承受每昼两潮冲刷不受影响，有效解决海上风电桩基防冲刷问题。海上风电桩基防冲刷问题。海上风电桩基防冲刷问题。

【技术实现步骤摘要】
水下土壤凝固剂


[0001]本专利技术涉及海上风电桩基础防冲刷的
，更具体地涉及水下土壤凝固剂。

技术介绍

[0002]海上风电机组基础建设后，桩基础使得此区域原来波浪、海流等水动力条件发生改变，打破原来已经建立的泥沙输运平衡，从而使桩基础周围海底发生冲刷。海流遇到桩基础的阻碍发生绕流，桩基础周围流速加大，在桩基础周围形成的马蹄形漩涡，以及桩基础后方的剥蚀漩涡是对桩基础形成冲刷的主要动力。根据冲刷原理可知，波流冲刷和海床侵蚀共同作用形成了基础桩周围的冲刷坑，桩径越大，冲刷越严重。
[0003]当桩基础周围的土壤被冲刷之后，桩的摩擦长度减小，承载力下降，在结构重力作用下，对结构物的安全造成很大威胁，因此，技术措施桩基防冲刷围护工作必须及时有效。
[0004]目前，海上风电做了一些防护措施，比如抛下护桩，由于块石抛入桩基坑内，石头之间缝隙仍然阻止不了潮汐抽流带走下面的沙土后导致块石下沉，由于块石有棱角沉至电缆后，电缆被潮汐抽空流荡使电缆受损，通过一年后扫测发现，块石下沉、基坑仍在增大，其防冲刷效果并不好。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的提供一种水下土壤凝固剂，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
[0006]一方面，本专利技术提供水下土壤凝固剂，通过以下步骤制成：按重量百分比计，将70-75％的粉砂土和25-30％水泥进行混合，得到混合料，再加入早强剂、土壤粘固剂以及水，其中，所述早强剂加入量为所述水泥的3％-5％，所述土壤粘固剂加入量为所述水泥的18％至20％，所述水的加入量为混合料的12％至15％。
[0007]该申请的水下土壤凝固剂在4小时内在有流速的水下将粉砂土和水泥中，加入早强剂、土壤粘固剂以及水后快速凝固。
[0008]其中，粉砂土的含量为70-75％，使其不但水下流速不分散，且通过凝固剂搅拌后短时间内凝固。
[0009]在一些实施方式中，水泥为强度等级≥52.5MPa的硅酸盐水泥。
[0010]在一些实施方式中，早强剂选自SCA早强剂、硅酸铝水早强剂、萘系或脂肪族早强剂中的一种或多种。
[0011]在一些实施方式中，土壤粘固剂通过聚乙烯醇、尿素、甲醛、萘系和脂肪族复合研制而成。其中，按重量百分比计，将20-25％的聚乙烯醇溶于水、20-25％的尿素溶于水、20-25％的甲醛的水溶液，15-20％的萘系减水剂溶于水以及5-25％的脂肪族减水剂溶于水，并混合而成。
[0012]在一些实施方式中，为了达到快速凝固并提高硬化强度的目的，还包括强化剂，所述强化剂通过环氧树脂、纳米无机填料以及硅酸铝水复合而成。其中，按重量百分比计，将
45-48％的环氧树脂，45-48％的纳米无机填料以及4-10％的硅酸铝水混合而成。
[0013]在一些实施方式中，纳米无机填充剂包括长径比不小于10的长条状二氧化钛以及长径比小于2的颗粒状二氧化钛。
[0014]在一些实施方式中，长条状二氧化钛与所述颗粒状二氧化钛的摩尔比为5:1至10：1。
[0015]在一些实施方式中，长条状二氧化钛的直径为5-500nm,长度为25nm-50μm。
[0016]在一些实施方式中，颗粒状二氧化钛通过激光衍射散射式粒度分布测定所测得的累积10％粒径(D10)与累积90％粒径(D90)的差值不小于50nm。
[0017]再一方面，本专利技术提供水下土壤凝固剂的使用方法，包括以下步骤：
[0018]通过扫测图了解桩基坑冲刷深度和面积以及形状，计算出所需填坑用量，根据天气情况，力争一根桩在一个平潮落潮时间内一次施工完毕，将所需原材料，水泥、早强剂、土壤粘固剂装入工程船上。采砂船用探沙仪离桩500m外探沙后去绞吸标准粉砂土运至施工船过滤后输入工程船拌和仓内刻度计量加入水泥搅拌，再加入早强剂、水下凝固剂拌和十分钟，快速用2台高压输送泵通过固定导管牵引传感器的控制，把拌和好的填充料输进桩基坑，其填高度要超出海床面12-20公分，由桩为中心向外留有一定的波比，在四小时内达到初凝效果，水下自然养护一周后达到一定的强度，起到防冲刷结果，使用过程中可以定期扫测查核受损情况和年限。
[0019]有益效果：本专利技术的水下土壤凝固剂成本低、初凝速度快、效果好且达到环保的要求，该水下土壤凝固剂回填冲刷坑后，能有效解决海上风机桩基础防冲刷问题。
附图说明
[0020]图1为本专利技术水下土壤凝固剂拌和料施工示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]本申请提供水下土壤凝固剂，提供水下土壤凝固剂，通过以下步骤制成：按重量百分比计，将70-75％的粉砂土和25-30％水泥进行混合，得到混合料，再加入早强剂、土壤粘固剂以及水，其中，所述早强剂加入量为所述水泥的3％-5％，所述土壤粘固剂加入量为所述水泥的18％至20％，所述水的加入量为混合料的12％至15％。
[0023]该申请的水下土壤凝固剂在4小时内在有流速的水下将粉砂土和水泥中，加入早强剂、土壤粘固剂以及水后快速凝固。
[0024]其中，粉砂土的含量为70-75％，使其不但水下流速不分散，且通过凝固剂搅拌后短时间内凝固。
[0025]本申请的水下土壤凝固剂的各种实施例中，水泥为强度等级≥52.5MPa的硅酸盐水泥。水泥可以选择52.5R、62.5、62.5R这三个等级。
[0026]本申请的水下土壤凝固剂的各种实施例中，早强剂选自SCA早强剂、硅酸铝水早强
剂、萘系或脂肪族早强剂中的一种或多种。早强剂的主要作用在于加速水泥水化速度，促进混凝土早期强度的发展；既具有早强功能，又具有一定减水增强功能。
[0027]本申请的水下土壤凝固剂的各种实施例中，土壤粘固剂通过聚乙烯醇、尿素、甲醛、萘系和脂肪族复合研制而成。其中，按重量百分比计，将20-25％的聚乙烯醇溶于水、20-25％的尿素溶于水、20-25％的甲醛的水溶液，15-20％的萘系减水剂溶于水以及5-25％的脂肪族减水剂溶于水，并混合而成。
[0028]本申请的水下土壤凝固剂的各种实施例中，为了达到快速凝固并提高硬化强度的目的，还包括强化剂，所述强化剂通过环氧树脂、纳米无机填料以及硅酸铝水复合而成。其中，按重量百分比计，将45-48％的环氧树脂，45-48％的纳米无机填料以及4-10％的硅酸铝水混合而成，强化剂的加入了量为混合料的3-5％。
[0029]环氧树脂选优阴离子交换树脂，可以选用201
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7阴离子树脂，该阴离子树脂能吸附海水中侵入水下土壤的氯离子和硫酸根离子，减少氯离子和硫酸根离子对水下土壤的侵蚀，提高水下土壤材料的填充寿命。
[0030]本申请的水下土壤凝固剂的各种实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水下土壤凝固剂，其特征在于，通过以下步骤制成：按重量百分比计，将70-75％的粉砂土和25-30％水泥进行混合，得到混合料，再加入早强剂、土壤粘固剂以及水，其中，所述早强剂加入量为所述水泥的3％-5％，所述土壤粘固剂加入量为所述水泥的18％至20％，所述水的加入量为混合料的12％至15％。2.如权利要求1所述的水下土壤凝固剂，其特征在于，所述水泥为强度等级≥52.5MPa的硅酸盐水泥。3.如权利要求1所述的水下土壤凝固剂，其特征在于，所述早强剂选自SCA早强剂、硅酸铝水早强剂、萘系或脂肪族早强剂中的一种或多种。4.如权利要求1所述的水下土壤凝固剂，其特征在于，所述土壤粘固剂通过聚乙烯醇、尿素、甲醛、萘系和脂肪族复合研制而成。5.如权利要求1所述的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：权利要求书一页说明书六页附图一页，
申请(专利权)人：江苏在铭建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：