一种导水注浆材料及其制备方法、导水注浆结石体技术

一种导水注浆材料及其制备方法、导水注浆结石体。本发明专利技术公开了一种导水注浆材料，主要由胶凝材料、细骨料、发泡剂和水组成；所述细骨料的粒径小于3mm，所述细骨料与胶凝材料的质量比为(4

【技术实现步骤摘要】
一种导水注浆材料及其制备方法、导水注浆结石体


[0001]本专利技术属于岩土工程领域，尤其涉及一种注浆材料及其制备方法、导水注浆结石体。

技术介绍

[0002]淤泥及淤泥质土是一种高压缩性软弱地基，广泛分布于我国渤海、东海、黄海等沿海地区，长江中下游、珠江下游、淮河平原、洞庭湖、洪泽湖、太湖和鄱阳湖四周，以及昆明滇池地区，埋藏厚度可达数米至数十米。这类地层具有高含水量高(40％以上)、高流变(蠕变)性、低渗透性和低强度的特点，在其上进行建筑需采取人工措施进行加固处理，否则易出现不均匀沉降，使建筑物产生裂缝、倾斜等问题。
[0003]常规处理方法有桩基法、换土法、注浆法、排水固结法和加筋法或上述多种方法相结合，但这类方法或多或少存在一定缺陷，具体有：桩基础技术有钢筋混凝土预制桩、沉管灌注桩、冲钻孔灌注桩、高压旋喷桩、深层搅拌桩等多种技术方法，这类方法通过提供高强度的桩，使桩与淤泥地层形成的复合地基达到满足建筑物承载要求。但是由于淤泥地层中孔隙水无法排泄，桩与桩之间淤泥土未得到加固，仅靠提供的桩提高复合地基承载力，存在持力层判断不易监控、桩间土地区后期沉降大、施工效果有限、工期长且造价高的问题。换土法是一种通过在淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础进行地基处理的方法，这类方法不适用于处理埋藏厚度深的淤泥基地，且工程造价高。排水固结法由排水系统和加压系统组成，是在地基中设置排水体，通过施加压力或其他方法，利用地层本身的透水性在压力差作用下由排水系统集中排水，从而减少地基沉降提高地基承载力的方法。排水固结法有真空预压法、电渗法、堆载预压法等，这类方法地基承载力提高有限，处理后仍存在一定沉降且工期长。加筋法是一种将抗拉能力较强的土工合成材料埋置于土层，利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦，使土与加筋材料形成整体，增加地基整体稳定性的方法。这类方法适用于浅层淤泥，对于埋藏深厚的淤泥地基处理难度大、造价高且效果有限。
[0004]注浆法中的导水布袋压密注浆法对淤泥地层有较好的应用效果，其利用布袋导水使桩间淤泥受挤压得到排水固结，桩间土强度得到提高，通过布袋桩与提高桩间土强度共同提高复合地基承载力。但由于排水能力取决于布袋的形式与材料，为提高排水能力布袋的制作工艺复杂，随着注浆材料的注入，布袋容易胀开，增加了人工、材料和时间成本，施工受到较大的限制。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种固结后具有优异导水性能的导水注浆材料及其制备方法、导水注浆结石体。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种导水注浆材料，主要由胶凝材料、细骨料、发泡剂和水组成；所述细骨料的粒径小于3mm，所述细骨料与胶凝材料的质量比为(4
‑
7)：1；所述发泡剂为胶凝材料质量的
0.5
‑
1％。
[0007]本专利技术中，细骨料的粒径和骨料比是本专利技术导水注浆材料的关键参数，细骨料会在材料内部对起到一个类似支撑骨架的作用，但细骨料要求小于3mm，一方面可以降低材料泵送难度，另一方面可避免形成的导水注浆材料孔隙过大，无法实现毛细吸水现象，且可避免淤泥中黏粒等细微颗粒大量进入注浆材料孔隙中，造成堵塞导致透水失效，从而提高材料导排水的使用寿命。骨料比(细骨料与胶凝材料的质量比)是材料能否泵送与透水的关键，骨料比过大材料无流动性，无法满足泵送要求，造成堵管，无法应用于现场施工，骨料比较小，胶凝材料用量过多，材料内部的孔隙难以连通，达不到透水的效果，渗透系数达不到要求。采用合适的骨料比，胶凝材料可以较好的包裹细骨料，在压力下裹挟细骨料运动防止堵管，且可以保证材料内部形成孔隙网络。
[0008]本专利技术中，发泡剂是本专利技术导水注浆材料的关键组分，发泡剂的用量也是本专利技术导水注浆材料的关键参数。发泡剂是使注浆材料固结体产生毛细孔的关键，本专利技术为满足泵送性，胶凝材料能较好的包裹住细骨料，通过控制骨料比，细骨料之间被胶凝材料填满，本身未有较大孔隙，通过发泡剂产生的细小气泡孔保证材料的孔隙率，这些细小气泡孔最终使结石体形成毛细孔隙结构。此外，由于注浆用到注浆泵，泵压可大于20MPa，在压力作用下更加促进发泡剂产生泡沫，减小泡沫半径，提高泡沫的面积，从而达到液膜减薄、液膜排液速度降低，已产生的泡沫更加稳定的效果，更加有利于保证材料的孔隙率。本专利技术无需通过大粒径细骨料之间形成孔隙来透水，而是利用“毛细力”作用，可主动将淤泥中水倒吸进入导水桩(由导水注浆材料固结后得到)的毛细孔中内，导水桩顶部附近孔内水在自然条件下蒸发，在负压与“毛细力”作用下促使导水桩主动吸水排水。上述发泡剂用量过多，对应的会增加注浆材料结石体的孔隙，从而影响到其强度，会降低结石体的强度，发泡剂用量过少则难以形成连通的孔隙，导致注浆材料不透水。
[0009]上述导水注浆材料中，优选的，所述发泡剂为羧甲基纤维素钠和脂肪醇硫酸铵按质量比为1：(1
‑
2)组成的混合物。发泡剂起到增加注浆材料结石体细小孔隙的作用。常规发泡剂的作用效果受矿化度的影响较大，水泥水化后溶解出的Ca
2+
会和发泡剂结合形成钙盐，这类重金属盐的水溶性极差，会在水中析出，降低了发泡剂的表面活性，起泡能力下降。本专利技术中由羧甲基纤维素钠和脂肪醇硫酸铵组合形成的复合发泡剂通过减小泡沫透气性、提高薄膜的粘弹性，使泡沫具有稳定、细腻和使用介质适应性好的优点。并且，上述发泡剂还可以进一步保证材料的流动性，便于泵送，相比于其他发泡剂，对水灰比的要求更低。在相同水灰比条件下，采用本专利技术的上述发泡剂的注浆材料既具有流动性好又具有透水性好的优点，增大了材料的配比范围。
[0010]上述导水注浆材料中，优选的，所述水的添加量以控制水与胶凝材料的质量比为(0.4
‑
0.8)：1为准。水的添加量不能过少，否则材料泵送性能不好，且胶凝材料无法分布于细骨料之间，材料内部形成的孔隙会过大，无法达到毛细吸水的效果。水的添加量不能过多，否则材料泵送时会离析。
[0011]上述导水注浆材料中，优选的，所述胶凝材料主要由水泥、粉煤灰和硅灰组成，所述水泥、粉煤灰和硅灰的质量比为1：(0.1
‑
0.3)：(0.05
‑
0.1)。
[0012]上述导水注浆材料中，优选的，所述细骨料包括砂、石子或砂石中的一种或多种。上述细骨料主要在材料中起到骨架作用，再结合发泡剂，可以产生连通的孔隙。基于上述发
泡剂的控制，本专利技术中对细骨料的要求更低，可以采用单一粒径的细骨料，也可以采用连续级配的细骨料。
[0013]上述导水注浆材料中，优选的，还包括保水剂，所述保水剂包括纤维素醚中的一种或几种，所述保水剂的添加量为胶凝材料质量的0.01
‑
0.03％。上述保水剂可以为羟丙基甲基纤维素(20万粘度)。
[0014]上述导水注浆材料中，优选的，还包括触变润滑剂，所述触变润滑剂包括黄原胶或聚丙烯酰胺，所述触变润滑剂的添加量为胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导水注浆材料，其特征在于，主要由胶凝材料、细骨料、发泡剂和水组成；所述细骨料的粒径小于3mm，所述细骨料与胶凝材料的质量比为(4
‑
7)：1；所述发泡剂为胶凝材料质量的0.5
‑
1％。2.根据权利要求1所述的导水注浆材料，其特征在于，所述发泡剂为羧甲基纤维素钠和脂肪醇硫酸铵按质量比为1：(1
‑
2)组成的混合物。3.根据权利要求1或2所述的导水注浆材料，其特征在于，所述水的添加量以控制水与胶凝材料的质量比为(0.4
‑
0.8)：1为准。4.根据权利要求1或2所述的导水注浆材料，其特征在于，所述胶凝材料主要由水泥、粉煤灰和硅灰组成，所述水泥、粉煤灰和硅灰的质量比为1：(0.1
‑
0.3)：(0.05
‑
0.1)。5.根据权利要求1或2所述的导水注浆材料，其特征在于，所述细骨料包括砂、石子或砂石中的一种或多种。6.根据权利要求1或2所述的导水注浆材料，其特征在于，还包括保水剂，所述保水剂包括纤维素醚中的一种或几种，所述保水剂的添加量为胶凝材料质量的0.01
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓倩，宾斌，谭鑫阳，田新红，贺茉莉，彭春雷，张旭东，贺尊宝，
申请(专利权)人：湖南宏禹工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：