应用于三背回填的新型凝胶材料及回填材料的施工方法技术

本申请涉及建筑材料技术领域，具体公开了应用于三背回填的新型凝胶材料及回填材料的施工方法。应用于三背回填的新型凝胶材料，按重量份数计，包括以下组分，粉煤灰60

【技术实现步骤摘要】
应用于三背回填的新型凝胶材料及回填材料的施工方法


[0001]本申请属于建筑材料
，更具体地说，它涉及应用于三背回填的新型凝胶材料及回填材料的施工方法。

技术介绍

[0002]三背回填是指挡土墙墙背、桥台台背、涵洞墙背的回填，通常采用没有活性的沙子进行回填，通过压路机反复压实、洒水，得到符合建筑施工标准的回填质量，但是，上述操作过程中，风吹时会存在沙石到处飞扬的情况，不利于施工的进行和工作人员的身体健康。
[0003]现有技术中在回填材料中通常添加凝胶材料，凝胶材料包括工业磷石膏和膨润土，工业磷石膏和膨润土的使用，减少了砂石飞扬的机率，提高了回填的质量，但是磷石膏污染地下水源,严重损害地下水的质量，不利于国家正在推进对建筑物的环保节能要求。
[0004]因此，需要提供一种回填质量高、环保无污染的新型凝胶材料。

技术实现思路

[0005]为了解决回填质量差、环保无污染的问题。本申请提供了一种应用于三背回填的新型凝胶材料及回填材料的施工方法。
[0006]第一方面，本申请提供了一种应用于三背回填的新型凝胶材料，采用如下的技术方案：一种应用于三背回填的新型凝胶材料，按重量份数计，包括以下组分：粉煤灰60
‑
100份、膨润土30
‑
50份、醋酯纤维25
‑
60份、改性淀粉5
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10份、缓释微胶囊16
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35份、改性凹凸棒5
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15份、壳聚糖6
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18份和水80
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160份。
[0007]通过采用上述技术方案，膨润土在水中分散呈胶体悬浮液，具有一定的粘性、触变性和润滑性，粉煤灰含有粒径很小的微珠和碎屑，分散于膨润土的悬浮液中，提高了膨润土的结构强度、匀质性和致密性，膨润土、粉煤灰与砂石混合后，由于膨润土具有一定的粘性，减小了在回填过程中砂石飞扬的机率，粉煤灰能够填充砂石的颗粒孔隙，增加了砂石的密实性和结构强度；醋酯纤维分散于膨润土的胶体悬浮液中，具有较好的亲水性、大的比表面积、极高的韧性和强度，有利于悬浮液的混合均匀，与砂石混合，呈三维立体状分布，减少砂石的收缩，提高砂石的结构强度和密实性，减少裂纹的发生。
[0008]改性淀粉分散于膨润土的胶体悬浮液，增加体系的粘稠度，与砂石混合，进一步增强砂石颗粒间的粘结性，进而减少砂石的飞扬机率，缓释微胶囊附着于改性凹凸棒的表面，增加了改性凹凸棒的比表面积，改性凹凸棒具有较好的流变性能，增加体系的流变性和稳定性，而且细小的砂石易附着于改性凹凸棒的表面，醋酯纤维进一步增加了改性凹凸棒的比表面积，减小了砂石颗粒间的缝隙，进而增加了砂石颗粒间的密实度；醋酯纤维、壳聚糖和淀粉混合，壳聚糖分子中的反应活性较高的游离氨基和羟基与淀粉分子链中的羟基之间不仅有充分的物理交联而且能够形成较强的氢键作用，增加了体系的柔韧性和延展性，醋酯纤维分散于壳聚糖和淀粉分子表面，增加了体系的结构强度和黏度，与砂石混合后，增加
了砂石的结构强度和密实性，而且醋酯纤维、壳聚糖和淀粉均含有大量的亲水基团，有助于与砂石快速的混合，进一步提高了施工过程中的回填质量。
[0009]优选的，所述改性淀粉的制备方法，包括以下步骤：1)将淀粉、纳米碳酸钙、柠檬酸和棕榈酸进行混合，混合温度为60
‑
70℃，混合时间为50
‑
60min，得到混合物一；2)将步骤1)制得的反应物一、过硫酸铵、聚乙烯醇、马来酸酐丙烯酸共聚物混合，进行反应2
‑
4h，混合温度为50
‑
70℃，制得改性淀粉。
[0010]通过采用上述技术方案，纳米碳酸钙分散于淀粉分子的结构中，增加了淀粉分子的比表面积，进一步增加了淀粉的结构强度和吸附性，柠檬酸与淀粉混合，增加了淀粉胶体的粘稠性，棕榈酸的加入，有助于淀粉、纳米碳酸钙和柠檬酸混合均匀，提高淀粉的生物活性，促进淀粉体系的稳定性。
[0011]过硫酸铵作为引发剂，马来酸酐丙烯酸共聚物作为接枝共聚物，过硫酸铵促进混合物一与马来酸酐丙烯酸共聚物进行接枝共聚反应，得到了高接枝率的淀粉，进一步提高了淀粉体系的稳定性，聚乙烯醇用作淀粉的胶黏性的改性剂和增塑剂，进一步提高了淀粉的黏度和力学性能，有助于后续淀粉加入砂石中，提高砂石颗粒间的粘结性和砂石结构体系的强度。
[0012]优选的，所述淀粉、纳米碳酸钙和柠檬酸的质量比为1:0.1
‑
1.5:10
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20。
[0013]通过采用上述技术方案，控制淀粉、纳米碳酸钙和柠檬酸的质量比，得到生物活性更强的淀粉体系，纳米碳酸钙分散于淀粉分子的螺旋结构中，增加了淀粉的结构强度，柠檬酸进一步增加了淀粉的粘稠度，淀粉、纳米碳酸钙和柠檬酸之间存在协同作用，为后续淀粉的改性提供基础。
[0014]优选的，所述淀粉、过硫酸铵和聚乙烯醇的质量比为1:0.5
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2.5:2
‑
6。
[0015]通过采用上述技术方案，控制淀粉、过硫酸铵和聚乙烯醇的质量比，得到黏度更高、结构强度更强的改性淀粉，淀粉、过硫酸铵和聚乙烯醇之间存在协同配合作用，过硫酸铵促进淀粉进行接枝反应，聚乙烯醇进一步促进淀粉的改性，得到稳定性更强、粘性更强和结构强度更高的改性淀粉。
[0016]优选的，所述缓释微胶囊的制备方法，包括以下步骤：1)将麦芽糊精、1,4
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丁二醇二缩水甘油醚、偶氮二异丁腈、聚乳酸和乙醇混合搅拌1
‑
2h，加入司班80，搅拌均匀，得到混合物一；2)将海藻酸钠、瓜尔胶、聚乙烯醇和去离子水混合，搅拌温度为80
‑
90℃，搅拌时间为1
‑
3h，然后降温至30
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50℃加入聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯，搅拌速率800
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1200rpm，搅拌时间2
‑
4h，得到混合物二；3)将二氧化硅、葡萄糖酸钠、硅酸钠和氧化镁混合均匀，得到芯材，加入到步骤1)的混合物一中，搅拌转速为1000
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1500rmp，搅拌分散5
‑
10min，得到初乳相；4)将步骤3)的初乳相加至步骤2)的混合物二中，搅拌30
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60min，待胶囊表面固化后，升温至45
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50℃，搅拌速度降低为100
‑
200rpm，搅拌2
‑
4h，洗涤，过滤，干燥得到缓释微胶囊。
[0017]通过采用上述技术方案，麦芽糊精含有d
‑
葡萄糖连接在可变长度的链单元，1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚作为交联剂，麦芽糊精与1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚混合交联，得到具
有网状结构的麦芽糊精大分子，偶氮二异丁腈作为引发剂，偶氮二异丁腈促进麦芽糊精与1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚的交联反应，加快反应的进程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于三背回填的新型凝胶材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：粉煤灰60
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100份、膨润土30
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50份、醋酯纤维25
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60份、改性淀粉5
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10份、缓释微胶囊16
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35份、改性凹凸棒5
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15份、壳聚糖6
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18份和水80
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160份。2.根据权利要求1所述的应用于三背回填的新型凝胶材料，其特征在于：所述改性淀粉的制备方法，包括以下步骤：1）将淀粉、纳米碳酸钙、柠檬酸和棕榈酸进行混合，混合温度为60
‑
70℃，混合时间为50
‑
60min，得到混合物一 ；2）将步骤 1）制得的反应物一、过硫酸铵、聚乙烯醇、马来酸酐丙烯酸共聚物混合，进行反应 2
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4h，混合温度为 50
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70℃，制得改性淀粉。3.根据权利要求2所述的应用于三背回填的新型凝胶材料，其特征在于：所述淀粉、纳米碳酸钙和柠檬酸的质量比为1:0.1
‑
1.5:10
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20。4.根据权利要求2所述的应用于三背回填的新型凝胶材料，其特征在于：所述淀粉、过硫酸铵和聚乙烯醇的质量比为1:0.5
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2.5:2
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6。5.根据权利要求1所述的应用于三背回填的新型凝胶材料，其特征在于：所述缓释微胶囊的制备方法，包括以下步骤：1）将麦芽糊精、1,4
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丁二醇二缩水甘油醚、偶氮二异丁腈、聚乳酸和乙醇混合搅拌1
‑
2h，加入司班80，搅拌均匀，得到混合物一；2）将海藻酸钠、瓜尔胶、聚乙烯醇和去离子水混合，搅拌温度为 80
‑
90℃，搅拌时间为1
‑
3h，然后降温至 30
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50℃加入聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯，搅拌速率800
‑
1200rpm，搅拌时间2
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【专利技术属性】
技术研发人员：王忠秀，王娟，万能，王卫，陈龙涛，姚客，冯竞成，
申请(专利权)人：中国铁建港航局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：