一种玄武岩纤维加筋固化水泥土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种玄武岩纤维加筋固化水泥土及其制备方法，该加筋固化水泥土由淤泥质粉质黏土、普通硅酸盐水泥、玄武岩纤维、水组成，各组分含量包括：土样100份、普通硅酸盐水泥10

Basalt fiber reinforced solidified cement soil and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种玄武岩纤维加筋固化水泥土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及基坑工程材料
，具体涉及一种玄武岩纤维加筋固化水泥土及其制备方法。

技术介绍

[0002]软土地基经过水泥加固，能够较好地改善其物理力学性质，同时施工方法过程简单，经济快捷，在基坑工程中作为挡土结构和止水帷幕的一种重要技术而得到广泛应用。然而，随着基坑工程向大型化、深度化方向发展，同时由于不同地质特性影响，常规水泥土仍存在抗压强度低、抗剪强度弱、抗裂性差等缺点。因此，改进常规水泥土力学特性以满足基坑工程的更高要求成为关键因素。
[0003]此外，常规固化水泥土制备工艺中，水泥用量多，内部水化热高，极易产生表面裂缝，同时加剧土壤碱质化问题，对环境产生不利影响。而人工复合纤维具有化学稳定性好、耐久性强等优点，通过细小纤维与土体间产生的物理摩擦作用，增大其与土体的联结效应，提升水泥土的基础强度，同时纤维能有效填补土体中的孔隙，减少水泥土表面裂缝产生，有效阻滞外界水分侵入。但是不同类型纤维在实际运用中仍存在局限性，如价格昂贵、纤维与土体混合不均等，阻碍其在岩土工程领域的推广使用，因此玄武岩纤维加筋固化水泥土的配比方案及合理制备是后期实际工程应用可行性的关键。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种玄武岩纤维加筋固化水泥土及其制备方法，以玄武岩纤维为复合物，通过指定的制备方式，以实现玄武岩纤维与水泥土的充分混合，形成玄武岩纤维加筋固化水泥土；在水泥土中掺入玄武岩纤维起到土体拉筋效果，有效地提高常规水泥土的抗压强度及抗剪强度。影响此技术的关键因素主要在于：(1)混合材料的配合比；(2)制备方案的实现。
[0005]本专利技术的玄武岩纤维加筋固化水泥土中混合浆液按照含量分为：淤泥质粉质黏土干粉100份，通硅酸盐水泥10
‑
16份，玄武岩纤维0.2
‑
0.8份，水10
‑
16份。
[0006]作为配比方案，上述水泥选用P
·
O42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量包括10份、13份、16份。
[0007]作为配比方案，上述玄武岩纤维为6
‑
12mm长度的束状单丝，直径为17.4μm，纤维掺量包括0.2份、0.4份、0.8份。
[0008]所述的玄武岩纤维加筋固化水泥土制备工艺的具体步骤如下：
[0009](1)原料选取。各原料用量包括：土样100份，通硅酸盐水泥10
‑
16份，玄武岩纤维0.2
‑
0.8份，水10
‑
16份，水灰比设为1.0；
[0010](2)浆液制备。将称取的土样干粉和水泥置入搅拌机进行干拌混合均匀，待混合干粉充分搅拌后再加入纤维，进行二次均匀搅拌，最后缓慢均匀加入水进行逐次拌合，形成混合浆液；
[0011](3)浆液制备。将称取的土样干粉和水泥置入搅拌机进行干拌混合均匀，待混合干粉充分搅拌后再加入纤维，进行二次搅拌均匀，最后缓慢均匀加入水进行逐次拌合，形成混合浆液；
[0012](4)试块制备。向成品模具(70.7mm
×
70.7mm
×
70.7mm)中分层分捣式缓慢加入混合浆液，填料完成后静置成型，将成型试样完全浸入清水箱中进行水养养护，最后达至指定养护龄期(14天、28天、90天)，即得所述玄武岩纤维加筋固化水泥土试件。
[0013]作为配比方案，上述玄武岩纤维加筋固化水泥土抗压强度0.65
‑
1.55MPa，内摩擦角21.2
‑
38.9
°
，黏聚力173.3
‑
522.1kPa。
[0014]本专利技术的有益优势在于：本专利技术通过在常规水泥土中添加玄武岩纤维，在不同配合比要求下，通过物理拉筋作用显著提升纯水泥土的抗压强度及抗剪强度，提高软土地基的稳定性，同时有效减少水泥掺入比，大大减轻工程造价，且减少水泥用量，缓解水泥使用带来的环境污染问题，促进行业可持续发展。
具体实施方式
[0015]下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细说明，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0016]以下实施例中，采用的淤泥质粉质黏土取自上海典型基坑地块，具有明显触变及流变特性，内摩擦角17.5
°
，黏聚力11.1kPa。采用的水泥为P
·
O42.5普通硅酸盐水泥。玄武岩纤维由上海臣启化工科技有限公司提供，直径为17.4μm，长度为6
‑
12mm。
[0017]实施例设计纤维长度包括3种：6、9、12mm；水泥组分包括3种：10、13、16份；纤维组分包括3种：0.2、0.4、0.8份。
[0018]所述玄武岩纤维加筋固化水泥土制备工艺具体步骤如下：
[0019](1)原料选取。各原料用量包括：土样100份，通硅酸盐水泥10
‑
16份，玄武岩纤维0.2
‑
0.8份，水10
‑
16份，水灰比设为1.0；
[0020](2)浆液制备。将称取的土样干粉和水泥置入搅拌机进行干拌混合均匀，待混合干粉充分搅拌后再加入纤维，进行二次均匀搅拌，最后缓慢均匀加入水进行逐次拌合，形成混合浆液；
[0021](3)浆液制备。将称取的土样干粉和水泥置入搅拌机进行干拌混合均匀，待混合干粉充分搅拌后再加入纤维，进行二次搅拌均匀，最后缓慢均匀加入水进行逐次拌合，形成混合浆液；
[0022](4)试块制备。向成品模具(70.7mm
×
70.7mm
×
70.7mm)中分层分捣式缓慢加入混合浆液，填料完成后静置成型，将成型试样完全浸入清水箱中进行水养养护，最后达至指定养护龄期(14天、28天、90天)，即得所述玄武岩纤维加筋固化水泥土试件。
[0023]具体玄武岩纤维加筋固化水泥土抗压强度及抗剪强度测定方法按标准规定成型试块并达到指定养护龄期后，采用平行试验方法，每组3个试块，分别通过标准压力试验机及液压式万能试验机测定。具体数据可见下述实施例中。
[0024]实施例1
‑
1：
[0025]本实施例提供一种纯固化水泥土，混合料含量包括：土样100份，水泥13份，水13份，养护28天时，抗压强度为0.82MPa，内摩擦角和黏聚力分别为26.0
°
和222.8kPa。
[0026]实施例2
‑
1：
[0027]本实施例提供一种玄武岩纤维加筋固化水泥土，混合料含量包括：土样100份，水泥10份，玄武岩纤维，长度6mm，0.2份，水10份，养护90天时，抗压强度为1.03MPa，内摩擦角和黏聚力分别为32.8
°
和294.3kPa。
[0028]实施例2
‑
2：
[0029]本实施例提供一种玄武岩纤维加筋固化水泥土，混合料含量包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玄武岩纤维加筋固化水泥土及其制备方法，该加筋固化水泥土由淤泥质粉质黏土、普通硅酸盐水泥、玄武岩纤维、水组成，其特征在于，各混合物组分用量为：土样100份，通硅酸盐水泥10
‑
16份，玄武岩纤维0.2
‑
0.8份，水10
‑
16份。2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维加筋固化水泥土及其制备方法，其特征在于：所选用土样为淤泥质粉质黏土。3.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维加筋固化水泥土及其制备方法，其特征在于：所选用普通硅酸盐水泥为P
·
O42.5普通硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥掺量包括10份、13份、16份。4.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维加筋固化水泥土及其制备方法，其特征在于：所选用玄武岩纤维为6
‑
12mm长度的束状单丝，直径为17.4μm，玄武岩纤维掺量包括0.2份、0.4份、0.8份。5.一种如权利要求1所述的一种玄武岩纤维加筋固化水泥土及其制备方法，包括下列步骤：(1)原料选取。各原料用量包括：土样100份，通硅酸盐水泥10
‑
16份，玄武...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉石，谢晓东，李飞，袁钊，
申请(专利权)人：上海城地香江数据科技股份有限公司上海城地岩土设计有限公司，
类型：发明
国别省市：