【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及软土加固，具体涉及一种高渗透性软土注浆加固复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、软土地区有着地层不均匀、地下水丰富、地基承载力弱、变形大等缺点，地层易发生变形和沉降，无论是地面结构还是地下结构，在软土地区进行工程作业有着极大风险。固化软土以提高地层的强度和稳定性是常用的解决办法。
2、现有注浆材料无法适用于软土。软土因孔隙尺寸小、含水率高、土壤颗粒与孔隙水结合力紧密、未知的地下水补充等特点，导致软土可注性差、注浆后力学性能加固效果差。传统的注浆方式通过注浆针头或钢拉花管插入土体中，通过注浆机将水泥基浆、环氧树脂浆、或水玻璃双液浆注入，起到加固的作用。现有水泥基浆采用普通硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥颗粒较大，难以注入软土的细小孔径中。水泥基浆水胶比常采用1：1，水泥完全反应后还有多余的水分，而环氧树脂或水玻璃双液浆，虽然渗透性较好，但是其材料本身不会与水反应，不会消耗软土中的水分，这导致现有注浆材料对高含水率的软土起不到明显的加固作用，甚至过量注浆会导致地面隆起。
3、现有软土加固技术难以适用于深埋城市隧道。现有软土地区地基加固通常采用高压劈裂注浆或旋转搅拌固化等方式。这两种加固方式在地表施工难度大，对地表施工环境要求高，在穿过城市建筑时难以开展作业，并且对于埋深大的盾构隧道，地表加固机械往往无法达到对应深度。将设备在地下结构中使用时，地下结构无法承受高压以及旋转带来的反力。
4、综上所述，现有注浆材料与软土加固方式适用性差，现亟需一种高渗透性自耗水软土注浆加固复合材料。鉴于此问题，
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高渗透性软土注浆加固复合材料及其制备方法，解决现有技术中加固材料对高含水率软土的加固效果差的技术问题。
2、本专利技术公开了一种高渗透性软土注浆加固复合材料，按质量份数计，包括以下原材料：水硬性胶凝复合材料80～120份、无机耗水粉末0～1.5份、表面活性剂0.1～1份、早强表面活性剂0～0.5份和水20～40份。
3、进一步的，所述水硬性胶凝复合材料为硅酸盐类水泥、铝酸盐类水泥、硫铝酸盐类水泥、粉煤灰水泥、硅灰水泥和矿粉水泥中的一种或多种。
4、进一步的，所述水硬性胶凝复合材料细度为800目以上。
5、进一步的，所述无机耗水粉末为氧化钙、氯化钙、硫酸钠和氯化镁中的一种或多种。
6、进一步的，所述表面活性剂为木质素磺酸盐类、多环芳香族盐类、水溶性树脂磺酸盐类、萘系类、脂肪族类，氨基类或聚羧酸类。
7、进一步的，所述早强表面活性剂为密胺系、改性密胺系、蒽系或洗油系中的一种或多种。
8、一种高渗透性软土注浆加固复合材料的制备方法，包括以下步骤：
9、按照重量份计，先称取水硬性胶凝复合材料、无机耗水粉末、表面活性剂、早强表面活性剂，使用砂浆搅拌机将各原料混合并以100～150转/分钟的低速搅拌60～300秒，使各固体组分均匀混合后，制得材料a，称取按照重量份计的水，一次性加入混合均匀后的固体材料中，使用砂浆搅拌机先以100～150转/分钟的低速搅拌60～300秒，再以200～300转/分钟的高速搅拌90～300秒后，制得材料b，材料b即为加固复合材料。
10、一种高渗透性软土注浆加固复合材料的使用方法，包括以下步骤：
11、将制得材料b加入砂浆注浆机，使用软管使浆液在注浆机内循环，循环30秒后，控制注浆压力，开始注浆作业。
12、进一步地，包括以下步骤：
13、将制得材料b加入旋转搅拌机或高压注浆机，从地表深入软土地层，开启旋转搅拌机或高压注浆机，开始软土地基加固作业。
14、进一步的，为应对含水率更高的软土材料，加速高渗透性软土注浆加固复合材料的起效时间，在材料b的基础上增加有机耗水材料，制得高渗透性软土注浆快速加固复合材料。在按质量份数计，包括以下原材料：水硬性胶凝复合材料80～120份、无机耗水粉末0.4～1.4份、表面活性剂0.1～1份、早强表面活性剂0～0.5份、有机耗水材料0～1.6份、水20～40份。
15、进一步的，所述有机耗水材料按质量份数计，包括以下原材料：nco-r0～0.8份、r-x·oh 0～0.8份、(—r—o—r—)0～0.8份和催化剂0～0.1份。
16、进一步地，所述nco-r为甲苯二异氰酸酯(tdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)或赖氨酸二异氰酸酯(ldi)中的一种或多种；所述r-x·oh为三羟甲基丙烷、新戊二醇、一缩乙二醇或1,3-丁二醇中的一种或多种；所述(—r—o—r—)为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇或四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一种或多种；所述催化剂为三乙胺、二乙基乙醇胺、n-甲基吗啉、n-乙基吗啉、n-甲基吡咯烷、二丁基锡二乙酸盐、二丁基锡二月桂酸盐、二丁基锡二油酸盐或二辛基锡二乙酸盐中的一种或多种。
17、一种高渗透性软土注浆快速加固复合材料的制备方法，包括以下步骤：
18、按照重量份计，称取按照重量份计的有机耗水材料，低速搅拌10～60秒，制得材料c，将材料c加入材料b中，使用搅拌机搅拌30秒，使材料c和材料b均匀混合，加入催化剂，再搅拌30秒，制得材料d，所述材料d即为高渗透性软土注浆快速加固复合材料。
19、一种高渗透性软土注浆快速加固复合材料的使用方法，包括以下步骤：
20、将制得材料b加入砂浆注浆机，使用软管使浆液在注浆机内循环，缓慢加入材料c，循环30秒，使得材料b与材料c均匀混合。再加入催化剂，开启注浆机使得浆液在注浆机中循环30秒，使得催化剂与浆液均匀混合后，制得材料d，开启旋转搅拌机或高压注浆机，开始软土地基加固作业。
21、与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：
22、1.本专利技术中软土注浆加固材料的设计水胶比低于0.35，属于低水较比水泥基体系，材料固化后强度高，并且材料在水化过程中能够自发性地快速消耗软土中的自由水，降低软土含水率，提高软土自身的强度。所用超细水泥的粒径在0.2微米左右，最大粒径不超过20微米。超细水泥制成的浆体具有很好的可灌性，可渗透入通常认为水泥颗粒无法渗透的细砂粉砂混合层、粉砂层和粉土层。超细水泥的比表面积比普通水泥高出10-20倍。这使得超细水泥的水化反应更快、更充分，从而提高了浆体的强度和耐久性。超细水泥的水化产物主要是水化硅酸钙凝胶(c-s-h)和氢氧化钙晶体(ca(oh)2)，水化产物会填充土体的孔隙，增加土体的抗压强度和抗剪强度；
23、2.本专利技术中加入无机耗水粉末可以配合注浆材料进入软土。在注浆过程中，通过消耗注浆材料中的水分，降低注浆材料的含水率，增加注浆材料的渗透压，加大注浆本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高渗透性软土注浆加固复合材料，其特征在于：按质量份数计，包括以下原材料：水硬性胶凝复合材料80～120份、无机耗水粉末0～1.5份、表面活性剂0.1～1份、早强表面活性剂0～0.5份和水20～40份。
2.根据权利要求1所述的一种高渗透性软土注浆加固复合材料，其特征在于：所述水硬性胶凝复合材料细度为800目以上。
3.根据权利要求1所述的一种高渗透性软土注浆加固复合材料，其特征在于：所述无机耗水粉末为氧化钙、氯化钙、硫酸钠和氯化镁中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种高渗透性软土注浆加固复合材料的制备方法，其特征在于：先称取水硬性胶凝复合材料、无机耗水粉末、表面活性剂、早强表面活性剂，使用砂浆搅拌机将各原料混合并搅拌，使各固体组分均匀混合后，制得材料A，称取按照重量份计的水，一次性加入混合均匀后的固体材料中，使用砂浆搅拌机先搅拌后制得材料B，材料B即为加固复合材料。
5.一种高渗透性软土注浆快速加固复合材料，其特征在于：按质量份数计，包括以下原材料：水硬性胶凝复合材料80～120份、无机耗水粉末0.4～1.
6.根据权利要求5所述的一种高渗透性软土注浆快速加固复合材料，其特征在于：所述催化剂为三乙胺、二乙基乙醇胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N-甲基吡咯烷、二丁基锡二乙酸盐、二丁基锡二月桂酸盐、二丁基锡二油酸盐或二辛基锡二乙酸盐中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的一种高渗透性软土注浆快速加固复合材料，其特征在于：所述有机耗水材料按质量份数计，包括以下原材料：NCO-R 0～0.8份、R-X·OH 0～0.8份和(—R—O—R—)0～0.8份。
8.根据权利要求7所述的一种高渗透性软土注浆快速加固复合材料的制备方法，其特征在于：所述NCO-R为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或赖氨酸二异氰酸酯(LDI)中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述的一种高渗透性软土注浆快速加固复合材料的制备方法，其特征在于：所述R-X·OH为三羟甲基丙烷、新戊二醇、一缩乙二醇或1,3-丁二醇中的一种或多种；所述(—R—O—R—)为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇或四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一种或多种。
10.根据权利要求5-9所述的一种高渗透性软土注浆快速加固复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将有机耗水材料，搅拌制得材料C，将材料C加入权利要求1中的一种高渗透性软土注浆加固复合材料中，并均匀混合，加入催化剂，再搅拌30秒，制得材料D，所述材料D即为目标材料。
...【技术特征摘要】
1.一种高渗透性软土注浆加固复合材料，其特征在于：按质量份数计，包括以下原材料：水硬性胶凝复合材料80～120份、无机耗水粉末0～1.5份、表面活性剂0.1～1份、早强表面活性剂0～0.5份和水20～40份。
2.根据权利要求1所述的一种高渗透性软土注浆加固复合材料，其特征在于：所述水硬性胶凝复合材料细度为800目以上。
3.根据权利要求1所述的一种高渗透性软土注浆加固复合材料，其特征在于：所述无机耗水粉末为氧化钙、氯化钙、硫酸钠和氯化镁中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种高渗透性软土注浆加固复合材料的制备方法，其特征在于：先称取水硬性胶凝复合材料、无机耗水粉末、表面活性剂、早强表面活性剂，使用砂浆搅拌机将各原料混合并搅拌，使各固体组分均匀混合后，制得材料a，称取按照重量份计的水，一次性加入混合均匀后的固体材料中，使用砂浆搅拌机先搅拌后制得材料b，材料b即为加固复合材料。
5.一种高渗透性软土注浆快速加固复合材料，其特征在于：按质量份数计，包括以下原材料：水硬性胶凝复合材料80～120份、无机耗水粉末0.4～1.4份、表面活性剂0.1～1份、早强表面活性剂0～0.5份、有机耗水材料0～1.6份、水20～40份和催化剂0～0.1份。
6.根据权利要求5所述的一种高渗透性软土注浆快速加固复合材料，其特征在于：所述催化剂为三乙胺、二乙基乙醇胺...
【专利技术属性】
技术研发人员：王君瑞，王波，刘上春，杨燕，杨诚浩，郝浩业，贾鹏，邓非凡，李彬，喻治强，
申请(专利权)人：中铁成都轨道交通健康管理技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。