專利名稱：水中空洞填充輕質材料及制作方法
技術領域：
本發(fā)明水中空洞填充輕質材料及制作方法屬于建筑材料領域。特別是涉及 一種填充隧道空洞中使用的輕質材料及制作方法。
背景技術：
我國目前共有鐵路、公路隧道一萬多座(不包括地鐵隧道)，總長度超過六 千公里，是世界上隧道和地下工程最多、最復雜、發(fā)展最快的國家。但大部分隧 道采用的是拱形結構，襯砌體背后使用水泥砂漿進行注漿處理，由于槳體材料容 重大、泌水性大，注漿無法飽滿，襯砌體背后特別是在拱的頂部普遍存在著空洞， 導致襯砌體整體受力失衡，加上空洞的積水，圍巖的變形、風化及脫落等，導致 襯砌體局部變形、開裂、滲漏水甚至塌陷等病害的發(fā)生，這是目前國內外正在運 營中的隧道幾乎普遍存在的通病，每年都要為此付出高昂的維修養(yǎng)護費用。為解 決這些隧道病害，不少專家開發(fā)出了各種注漿工法，如水泥類，效果不佳，如化 學注漿類，價格過于昂貴。因此，研究容重小，泌水性小，在水中施工不發(fā)生材 料的離析、消泡等現(xiàn)象，可定點注漿，即材料自身沒有流動性，在注入壓力的作 用下表現(xiàn)為流體的性質，價格相對便宜的新型填料對消除空洞填充、特別是隧道 養(yǎng)護具有十分重要的意義，它將提高隧道的使用壽命，減少維修養(yǎng)護費用，產(chǎn)生 顯著的社會經(jīng)濟效益。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術的不足之處而提供一種容重小，泌水性小， 在水中施工不發(fā)生材料的離析、消泡等現(xiàn)象，材料自身沒有流動性，在注入壓力 的作用下表現(xiàn)為流體的性質，價格低的水中空洞填充輕質材料及制作方法。
本發(fā)明是在氣泡輕質土中均勻地添加一種高效的可塑劑后，輕質土中的自 由水與可塑劑發(fā)生化學反應生成結晶水，流動性良好的輕質土瞬時失去流動性， 變成可塑狀的膠狀體，如"果凍"狀，輕質土中各氣泡中的空氣被膠狀體"密 實地"包裹著。此時的混合料處于固態(tài)與液態(tài)的中間領域、其自身沒有流動性、 在注入泵的壓力作用下呈現(xiàn)液體的性質，即使在流動的水中也不會出現(xiàn)材料的離 析及消泡現(xiàn)象，同時確保空洞漿體飽滿?？勺鳛樗淼雷{的替代材料。
本發(fā)明的目的是通過以下措施來達到的，它是由包含有水泥，細砂，粉煤灰， 水泥添加劑，氣泡及可塑劑組成，各組成部分的重量百分比為 水泥15. 0 65. 0%; 細砂20. 0 70. 0%; 粉煤灰0 15.0%; 水泥添加劑0 2.0%; 可塑劑1 18%; 發(fā)泡劑0 0.3%。
水泥系指標號為325#或425#的普通硅酸鹽水泥，也可采用其他同標號的水泥。
細砂及粉煤灰的直徑不宜大小4mm。
水泥添加劑系指市場上通用的各種水泥添加劑，包括減水劑、速凝劑等，根 據(jù)工程需要進行適量的添加。
可塑劑是將輕質土中的自由水變成結晶水，使流動性良好的輕質土變成可 塑狀的膠狀體，如鋁酸鹽，水玻璃，粘土礦物質，吸水性高分子聚合物等。 發(fā)泡劑系指市場上出售的用于泡沫混凝土、氣泡輕質土的發(fā)泡劑。 在混合料中加入氣泡，氣泡采用預先發(fā)泡的方式制備，氣泡的孔徑大小在
30 500戶，孔隙均勻分布，氣泡的容重在O. 2 0. 8kN/m3，加入的氣泡在混合
料中應均勻分布，根據(jù)成品的力學指標要求決定氣泡的用量，占成品體積的0 70%。
本發(fā)明的制作方法是將水泥，細砂，粉煤灰，水泥添加劑，氣泡及可塑劑按 要求的比例確定各組成材料，其重量百分比為 水泥15. 0 65.0%; 細砂20. 0 70. 0%; 粉煤灰0 15.0%; 水泥添加劑0 2.0%: 可塑劑1 18%; 發(fā)泡劑0 0.3%。
在常溫下將各成份混合、加入適量的水進行攪拌，在混合料被均勻攪拌后，
將預先發(fā)泡的氣泡加入混合料再次攪拌，氣泡的孔徑大小在30 500戸，孔隙均 勻分布，氣泡的容重在O. 2 0. 8kN/m3，加入的氣泡在混合料中均勻分布，攪拌時間10秒 3分鐘，通過一個特制的高壓噴霧設備使可塑劑與氣泡輕質土在出漿 口再次混合生成膠狀材料。
本發(fā)明容重小，泌水性小，填充消除空洞、特別是隧道養(yǎng)護具有十分重要 的意義，價格相對便宜，將提高隧道的使用壽命，減少維修養(yǎng)護費用，可作為水 中空洞填充材料。
具體實施例方式
本發(fā)明的具體實施方式
如下。
實施例1 :
將水泥27.1%,粉煤灰5.4%，細砂65.1%,水泥添加劑0.3%,可塑 劑鋁酸鹽2.2%，按重量百分比在常溫下將各成份混合、加入水攪拌，在混合 料被均勻攪拌后，將預先發(fā)泡的占成品體積的10%的氣泡加入混合料再次攪拌， 氣泡的孔徑大小在30 500/^7，孔隙均勻分布，氣泡的容重在O. 2 0. 8kN/nf，
加入的氣泡在混合料中均勻分布，攪拌時間控制在10秒 3分鐘內，通過一個高 壓噴射設備使可塑劑與氣泡輕質土在出槳口再次混合生成膠狀材料。 實施例2:
將水泥32.3%，粉煤灰6.5%，細砂58.2%，水泥添加劑0.3%，可塑
劑水玻璃2.6%，按重量百分比在常溫下將各成份混合、加入水攪拌，在混合
料被均勻攪拌后，將預先發(fā)泡的占成品體積的10%的氣泡加入混合料再次攪拌， 氣泡的孔徑大小在30 500，，孔隙均勻分布，氣泡的容重在O. 2 0. 8kN/ni3，
加入的氣泡在混合料中均勻分布，攪拌時間控制在10秒 3分鐘內，通過一個高 壓噴射設備使可塑劑與氣泡輕質土在出漿口再次混合生成膠狀材料。 實施例3:
將水泥37.5%，粉煤灰7.5%,細砂51.5%，水泥添加劑0.4%，型號 為czp-ksj001的粘土礦物質可塑劑3.0%，按重量百分比在常溫下將各成份混 合、加入水攪拌，在混合料被均勻攪拌后，將預先發(fā)泡的占成品體積的10%的氣
泡加入混合料再次攪拌，氣泡的孔徑大小在30 500/zm，孔隙均勻分布，氣泡的
容重在0.2 0. 8kN/m3，加入的氣泡在混合料中均勻分布，攪拌時間控制在10秒 3分鐘內，通過一個高壓噴射設備使可塑劑與氣泡輕質土在出漿口再次混合生成 膠狀材料。
權利要求
1、一種水中空洞填充輕質材料，其特征是包含有水泥，細砂，粉煤灰，水泥添加劑，氣泡及可塑劑組成，各組成部分的重量百分比為水泥15.0～65.0％；細砂20.0～70.0％；粉煤灰0～15.0％；水泥添加劑0～2.0％；可塑劑1～18％；發(fā)泡劑0～0.3％。
2、 根據(jù)權利要求l所述的水中空洞填充輕質材料，其特征是混合料中的氣泡采用預先發(fā)泡的方式制備，氣泡的孔徑大小在30 500/^7，孔隙均勻分布，氣泡的容重在O. 2 0. 8kN/m3，占成品體積的0 70% 。
3、根據(jù)權利要求l所述的水中空洞填充輕質材料，其特征是可塑劑是鋁酸 鹽或水玻璃或粘土礦物質或吸水性高分子聚合物。
4、 一種水中空洞填充輕質材料的制作方法，其特征是將水泥，細砂，粉煤 灰，水泥添加劑，可塑劑及氣泡按重量百分比確定各組成材料水泥15. 0 65. 0%;細砂20.0 70.0%;粉煤灰0 15.0%; 水泥添加劑0 2.0%; 可塑劑1 18%; 發(fā)泡劑0 0.3%，在常溫下將各成份混合、加入適量的水進行攪拌，在混合料被均勻攪拌后，將預先發(fā)泡的氣泡加入混合料再次攪拌，氣泡的孔徑大小在30 500/zw，孔隙均勻分布，氣泡的容重在O. 2 0. 8kN/m 加入的氣泡在混合料中均勻分布，攪拌 時間10秒 3分鐘，通過高壓噴霧設備使可塑劑與氣泡輕質土在出漿口再次混合 生成膠狀材料。
5、 根據(jù)權利要求4所述的水中空洞填充輕質材料的制作方法，其特征是可 塑劑是鋁酸鹽或水玻璃或粘土礦物質或吸水性高分子聚合物。
全文摘要
本發(fā)明水中空洞填充輕質材料及制作方法屬于建筑材料領域。它是由包含有水泥，細砂，粉煤灰，水泥添加劑，氣泡及可塑劑組成，各組成部分的重量百分比為水泥15.0～65.0％；細砂20.0～70.0％；粉煤灰0～15.0％；水泥添加劑0～2.0％；可塑劑1～18％；發(fā)泡劑0～0.3％。在混合料中加入氣泡，氣泡采用預先發(fā)泡的方式制備，氣泡的孔徑大小在30～500μm，氣泡的容重在0.2～0.8kN/m³，占成品體積的0～70％。本發(fā)明容重小，泌水性小，填充消除空洞、特別是隧道養(yǎng)護具有十分重要的意義，價格相對便宜，將提高隧道的使用壽命，減少維修養(yǎng)護費用，可作為水中空洞填充材料。
文檔編號E21D15/00GK101100946SQ200710028429
公開日2008年1月9日 申請日期2007年6月5日 優(yōu)先權日2007年6月5日
發(fā)明者陳忠平 申請人:陳忠平