專利名稱：特種粘土固化漿液的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對工程地基和土工構筑物及邊坡等實施注漿加固和建造防滲帷幕工程中所采用的新型粘土固化漿液。屬建筑材料。
建筑工程中的礦山建筑與采礦工程、交通隧道工程、邊坡整治工程、城市地鐵工程、地下人防與國防工程、基坑工程、堤壩防滲加固工程及其它地下巖土工程等大多均需要采用注漿的辦法實施防滲堵水與加固處理，以確保工程順利施工與日后安全運營。目前，國內(nèi)外廣泛應用的水泥固化漿液及粘土固化漿液等尚存在初凝時間和終凝時間難以控制與調整、抗震與抗?jié)B性能低、耐動水壓力性能差、抗地下(礦化)水及酸、堿根離子侵蝕能力不足等缺欠，致使地基加固、止水堵漏、防塌防沉等的工程質量與可靠性成為有待解決的難題。堤壩防滲加固處理尤其如此。據(jù)中國國家圖書館、中國學術期刊文摘、中國科學引文數(shù)據(jù)庫、中國科技論文統(tǒng)計與分析數(shù)據(jù)庫、中國期刊網(wǎng)、歐州網(wǎng)站及美國加州大學伯克利分校圖書館等國內(nèi)外數(shù)十個網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫的國際互聯(lián)網(wǎng)查尋結果，國內(nèi)外均未見有與本發(fā)明相似的文獻報導。
本發(fā)明的目的在于提供一種具有早凝與早強(時間可控)、抗震、抗稀釋、抗地下水動水壓力及抗凍等特性且施工簡單而廉價的粘土固化漿液，解決土木工程中存在的地基加固、止水堵漏、防塌防沉的工程質量與可靠性等難題。
本發(fā)明是以如下方式實現(xiàn)的通過對特種固化漿液所用原材料的礦物成分、化學成分及混合后化學反應的理論分析與試驗研究，采用數(shù)學優(yōu)化分析技術對影響漿液性能及其在土層中擴散規(guī)律與作用效應的關鍵因子進行鱗選，從而為特種粘土固化漿液及其相應特種結構劑配制提供符合于各種實際情況的必要參數(shù)，以此確定特種粘土固化漿液及其相應的特種結構劑制作的材料配比指標與工藝流程。再根據(jù)現(xiàn)場注漿試驗，研究與總結特種粘土固化漿液注漿的施工工藝及其使用條件等。確定漿液配制方法如下漿液由特種結構劑與主料和水組成。特種結構劑是由原料粒徑皆為0.04～0.20mm，原料重量比為二氧化硅10～37％、氧化鈣12～43％、鋁酸鈣15～40％、硫酸鉀鋁6～54％物理混合配制成的固態(tài)粉末。主料是由粒徑為0.05～0.10mm的普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥、粒徑小于0.05mm的粘土為原料，按重量比為水泥20～50％、粘土50～80％配制成固態(tài)混合物。再按！重量比為特種結構劑2～20％、主料37～50％、水40～60％拌合均勻配制成的漿液。施工使用時，根據(jù)具體工程設計技術指標的要求，取施工現(xiàn)場粘土調配漿液試樣，經(jīng)養(yǎng)護并檢測其性能達標后，確定適用的準確配比。
本發(fā)明的特點在于特種粘土固化漿液具有吸水率高、流動與可泵性好、早期強渡高且可控、初凝時間與終凝時間可調，以及強抗水稀釋等特性。施工簡單而廉價。能在地下水流動狀態(tài)下(甚至在較大的地下水流速與較高的動水壓力情況下)及大溶洞與大裂隙條件下進行注漿。主要用料—粘土能就地取材，降低了漿液材料的成本。漿液的初凝時間可幾秒至幾十分鐘、終凝時間及早期強度等均能視具體情況可大范圍調整，從而可以進行間隙注漿、重復注漿以提高注漿效果。漿液固化后所形成的結石體因塑性大而具有良好的抗震性能。因漿液凝成的結石體具有膨脹性好、滲透系數(shù)小、密封性好特點而使其注漿帷幕的整體堵水效果好。由較強化學惰性的粘土礦物組成的結石體具有良好的抗地下(礦化)水及酸、堿根離子侵蝕的能力。漿液的可靠性超過95％。地基及堤壩等采用特種粘土固化漿液注漿處理后的滲透系數(shù)降低2～3個數(shù)量級。漿液的結石體抗壓強度(28天養(yǎng)護)達到2Mpa～5Mpa。與現(xiàn)有傳統(tǒng)注漿的漿液(如水灰比為0.5∶1的水泥漿液)相比，特種粘土固化漿液的單位造價降低了30％以上。
本發(fā)明的最佳實施例如下以中國長江湖南省黃石段江岸粘土土質為例。在堤壩加固防滲工程中，選用結構劑原料粒徑皆為0.05～0.08mm，原料品種及重量比為二氧化硅12％、氧化鈣31％、鋁酸鈣33％、硫酸鉀鋁24％。主料是由粒為0.06～0.08mm的礦渣水泥、粒徑小于0.05mm的粘土為原料，按重量比為水泥38％、粘土62％配制。再按重量比為結構劑16％、主料40％、水44％拌合均勻配制成漿液。漿液的可靠性為98％，滲透系數(shù)降低3個數(shù)量級，漿液結石體抗壓強度為2.6MPa，漿液的單位造價降低38％。
權利要求
1.一種對工程地基和土工構筑物及邊坡等實施注漿加固和建造防滲帷幕等工程中所采用的特種粘土固化漿液，其特征在于由特種結構劑和主料及水組成。
2.權利要求1所述的特種結構劑，其特征在于是由原料粒徑皆為0.04～0.20mm，原料重量比為二氧化硅10～37％、氧化鈣12～43％、鋁酸鈣15～40％、硫酸鉀鋁6～54％物理混合配制成的固態(tài)粉末。
3.權利要求1所述的主料，其特征在于是由粒徑為0.05～0.10mm的普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥、粒徑小于0.05mm的粘土為原料，按重量比為水泥20～50％、粘土50～80％配制成的固態(tài)混合物。
4.權利要求1所述的特種粘土固化漿液，其特征在于是按重量比為特種結構劑2～20％、主料37～50％、水40～60％拌合均勻配制成的漿液。
5.權利要求1、2、3、4所述的粘土固化漿液的特種結構劑和主料及漿液，其特征在于施工使用時，根據(jù)具體工程設計技術指標的要求，取施工現(xiàn)場粘土，按配比范圍調配多種漿液試樣，經(jīng)養(yǎng)護并檢測其性能后，篩選確定適用的準確配比。
全文摘要
提供一種具有早凝與早強時間可控、抗震、抗稀釋、抗動水壓力及抗凍等特性且施工簡單而廉價的特種粘土固化漿液。因具有吸水率高、可灌性好、早固化性及強抗水稀釋性等性能，能在地下水流動狀態(tài)下及大溶洞與大裂隙條件下進行注漿。因漿液初凝與終凝時間及早期強度等均！可大范圍調整，從而可以進行間隙注漿、重復注漿。因強化學惰性而具有抗地下水及酸、堿侵蝕性能。漿液可靠性超過95％，結石體抗壓強度達2Mpa～5Mpa。土工構筑物及地基等處理后的滲透系數(shù)降低2～3個數(shù)量級。與現(xiàn)有注漿材料相比，漿液單位造價降低30％以上。有效解決了工程加固及建造防滲帷幕等土木工程中急待解決的技術難題。
文檔編號E02D3/12GK1464143SQ0212156
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月26日 優(yōu)先權日2002年6月26日
發(fā)明者凌賢長, 杜紹安, 官宏宇, 蔡德所 申請人:凌賢長, 杜紹安, 蔡德所