一種地鐵特殊路基換填的輕質(zhì)泡沫土的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種建筑材料，具體涉及一種地鐵特殊路基換填的輕質(zhì)泡沫土。
【背景技術(shù)】
[0002] 特殊路基是指修建在不良地質(zhì)現(xiàn)象、特殊地形地質(zhì)情況、某些特殊氣候因素等不 利條件下的道路路基。特殊路基有可能因自然平衡條件被打破，或者邊坡過陡，或者地質(zhì)承 載力過低，而出現(xiàn)各種各樣的問題，因此，除要按一般路基標(biāo)準(zhǔn)、要求進(jìn)行設(shè)計外，還要針對 特殊問題進(jìn)行研究，做出處理。
[0003] 地鐵線路經(jīng)過軟基路段或者巖溶地區(qū)，為提高基底摩擦系數(shù)和地基承載力，確保 基坑施工安全及預(yù)防鐵路運(yùn)營期間基底塌陷造成的危險，軌道交通設(shè)計中對部分工程進(jìn)行 換填，傳統(tǒng)換填方案采用水平分層填筑、逐層碾壓夯實、逐層檢驗的方法進(jìn)行施工。傳統(tǒng)工 藝不僅施工速度慢，而且由于受到地下水等侵蝕易對填充材料的密實度產(chǎn)生影響，從而影 響鐵路行駛安全。
[0004] 地鐵路線經(jīng)常會跨越巖溶區(qū)或采空區(qū)，在這些區(qū)段修建路基，尤其是高路基，必須 采取措施避免巖溶區(qū)出現(xiàn)塌陷，這些措施包括注漿、強(qiáng)夯等。但由于巖溶區(qū)、采空區(qū)地下空 洞分布極不規(guī)則，且地質(zhì)復(fù)雜，常規(guī)功法的處理要么代價高昂，要么無法處理徹底，及時采 用橋梁跨越這些區(qū)段也由于地下巖溶區(qū)、采空區(qū)分布的復(fù)雜性，粧基施工依舊存在巨大風(fēng) 險。
[0005] 在地鐵填筑施工領(lǐng)域，因填料不密實或荷載過大，或地基承載力不夠、或雨水滲 入等原因，產(chǎn)生不均勻沉降對地鐵運(yùn)行安全構(gòu)成極大安全隱患，常規(guī)的修補(bǔ)方法是在對結(jié) 構(gòu)進(jìn)行加固，由于增加了新的荷載，維修后總沉降進(jìn)一步加大，進(jìn)入再維修再沉降的惡性循 環(huán)。地鐵填充采用本項目產(chǎn)品相對于常規(guī)回填土，則具有密度小、強(qiáng)度大、整體性能好、抗沖 擊性好、無側(cè)向壓力等優(yōu)點。
[0006] CN102010223B提供了一種早強(qiáng)柔性氣泡輕質(zhì)混凝填土組合物，包括如下重量 份的組分：硅酸鹽水泥50~80份，硫鋁水泥10~40份，硫酸鉻鉀0. 3~0. 5份，聚丙烯酰胺 0. 1~0. 3份，可再分散乳膠粉0. 5~1. 5份，復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣5~10份，粉煤灰5~10份，復(fù) 合早強(qiáng)穩(wěn)定乳液1〇~30份，水48~55份。該發(fā)明的早強(qiáng)柔性氣泡輕質(zhì)混凝填土組合物，主要 用于隧道、高速公路、地鐵、山體滑坡重大工程的搶險工程使用的填土，可大大縮短搶險工 程施工期和增強(qiáng)填土的抗震強(qiáng)度。
[0007] CN101514091B公開了一種氣泡輕質(zhì)混凝土雙組分砂漿，包括如下重量份的組 分：普通水泥85~95份，硫酸鉻鉀0. 3~0. 5份，甲酸鈣0. 1~0. 3份，膠凍乳液30~60份，水 2~25份。該發(fā)明的氣泡輕質(zhì)混凝土雙組分砂漿是多用性砂漿，可以用于隧道、高速公路、地 鐵、重大工程的填土和道路修補(bǔ)，使用方便，澆筑過程中可以縮短工期，經(jīng)濟(jì)實惠，是真正的 環(huán)保型新材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種地鐵特殊路基換 填的輕質(zhì)泡沫土，能夠減少特殊路基的荷載，減小路基沉降。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種地鐵特殊路基換填的輕 質(zhì)泡沫土，由如下重量份的組成原料制成：120~300份水泥，5~60份硅灰粉，5~85份硅藻 土，10~105份粉煤灰，60~250份水，1~5份減水劑，1~3份早強(qiáng)劑，0. 0015~0. 005份鋁粉， 0. 05~0. 20份葡萄糖酸鈉，5~25份植物纖維，5~12份發(fā)泡劑，2~10份微沫劑。
[0010] 所述水泥優(yōu)選為P052. 5或P052. 5R硅酸鹽水泥。
[0011] 所述減水劑優(yōu)選為萘系減水劑。
[0012] 所述早強(qiáng)劑可采用本領(lǐng)域現(xiàn)有的早強(qiáng)劑，如氯化鈣、氯化鈉等氯鹽類早強(qiáng)劑，或硫 酸鈉、硫代硫酸鈉等硫酸鹽類早強(qiáng)劑；優(yōu)選的，所述早強(qiáng)劑為氯化鈣或硫酸鈉。
[0013] 所述發(fā)泡劑優(yōu)選為HT復(fù)合發(fā)泡劑，其成分包括動物蛋白和植物蛋白，以及松香 皂、雙氧水和鋁粉中的一種或多種。
[0014] 所述微沫劑優(yōu)選為將發(fā)泡劑與水進(jìn)行1 :2000稀釋，并通過柱塞栗進(jìn)行微量發(fā)泡 制得。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種上述地鐵特殊路基換填的輕質(zhì)泡沫土的生產(chǎn)方法，包括以下 步驟： 1) 利用自動化發(fā)泡水泥設(shè)備主機(jī)控制，通過變頻器控制水栗的抽水量、攪拌機(jī)的攪拌 速度和輸送機(jī)的輸送速度，通過管道向攪拌機(jī)內(nèi)加所述配比的水，同時，按所述配比向攪拌 機(jī)內(nèi)加入水泥、硅灰粉、硅藻土、粉煤灰、減水劑、早強(qiáng)劑、鋁粉、葡萄糖酸鈉和植物纖維，通 過攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，利用變頻器控制攪拌速度，確保無水泥團(tuán)即可進(jìn)行澆筑施工，其中，水 栗、攪拌機(jī)和輸送機(jī)的輸入頻率均控制在〇~70HZ范圍內(nèi)； 2) 利用自動化發(fā)泡水泥設(shè)備主機(jī)控制，通過柱塞栗和空壓機(jī)將微沫劑制成泡沫； 3)利用自動化發(fā)泡水泥設(shè)備主機(jī)控制，啟動抽漿程序，變頻器控制抽漿的速度，以控制 最終成品的容重； 4) 在自動化發(fā)泡水泥設(shè)備主機(jī)控制下，按所述配比分別將步驟1)制備的漿料和步驟 2)制備的泡沫輸送到混合器內(nèi)均勻混合制得輕質(zhì)泡沫土混合漿料。
[0016] 本發(fā)明輕質(zhì)泡沫土利用高標(biāo)號或特種水泥作為固結(jié)材料，使輕質(zhì)泡沫土在同等密 度下提高強(qiáng)度，進(jìn)而滿足承載力，同樣，在滿足同等強(qiáng)度下，可以大大降低產(chǎn)品的密度。添加 減水劑，減水劑分子中的憎水基團(tuán)定向吸附于水泥質(zhì)點表面，親水基團(tuán)指向水溶液，在水泥 顆粒表面形成單分子或多分子吸附膜，在電斥力作用下，使原來水泥加水后由于水泥顆粒 間分子凝聚力等多種因素而形成的絮凝結(jié)構(gòu)打開，把被束縛在絮凝結(jié)構(gòu)中的游離水釋放出 來，這就是由減水劑分子吸附產(chǎn)生的分散作用。水泥加水后，水泥顆粒被水濕潤，濕潤愈好， 在具有同樣工作性能的情況下所需的拌和水量也就愈少，且水泥水化速度亦加快。添加早 強(qiáng)劑，能增加水泥礦物的溶解度，加速水泥礦物的水化速度，從而提高輕質(zhì)泡沫土的強(qiáng)度。 通過采用HT復(fù)合發(fā)泡劑使輕質(zhì)泡沫土的閉孔率大大提高，孔徑更加均勻獨立，繼而提高輕 質(zhì)泡沫土的強(qiáng)度。
[0017] 本發(fā)明輕質(zhì)泡沫土對地鐵特殊路基進(jìn)行換填，研究表明不管是在前期建設(shè)階段還 是后期維護(hù)階段，由于本發(fā)明輕質(zhì)泡沫土的高強(qiáng)度、填筑自密實、沉降量小、施工速度快等 特點，可將特殊路基的荷載減到常規(guī)路基的1/3左右，對巖溶區(qū)和采空區(qū)承載力的要求也 可大幅降低，其相應(yīng)的處理措施可大大簡化或不做處理，且技術(shù)質(zhì)量更有保障，與常規(guī)路基 填筑比較，優(yōu)勢非常明顯。地鐵特殊路基填充采用輕質(zhì)泡沫土，具有密度小、強(qiáng)度大、整體性 能好、抗沖擊性好、無側(cè)向壓力等優(yōu)點，使用本發(fā)明的輕質(zhì)泡沫土填筑后，填筑體處于超固 結(jié)狀態(tài)，由此大大減少沉降或不均勻沉降，從而徹底消除填料本身承建所引起的不均勻沉 降現(xiàn)象，保證了地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0018] 本發(fā)明輕質(zhì)泡沫土為發(fā)明人經(jīng)過多年研究和探索制備的新型輕質(zhì)泡沫土材料，其 具有密度小、強(qiáng)度大、整體性能好、填筑自密實等優(yōu)點，而且本發(fā)明生產(chǎn)填筑材料的方法，工 藝簡單，操作簡便，通過專用設(shè)備~自動化發(fā)泡水泥設(shè)備主機(jī)，有效地實現(xiàn)了自動發(fā)泡、自 動計量、自動配比的全自動一體化生產(chǎn)，通過自動化控制，高效率、低成本地完成了雙發(fā)泡 泡沫混凝土的生產(chǎn)施工，有效地解決了發(fā)泡水泥現(xiàn)場施工容重不準(zhǔn)，自動化程度低的技術(shù) 難題，使施工更加方便，操作更加簡單，產(chǎn)品質(zhì)量更加標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實施方式】
[0019] 在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然 而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以 實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn) 行描述。
[0020] 本發(fā)明所提供的地鐵特殊路基換填的輕質(zhì)泡沫土，由如下重量份的組成原料制 成：120~300份水泥，5~60份硅灰粉，5~85份硅藻土，10~105份粉煤灰，60~250份水，1~5份 減水劑，1~3份早強(qiáng)劑，0. 0015~0. 005份鋁粉，0. 05~0. 20份葡萄糖酸鈉，5~25份植物纖維， 5~12份發(fā)泡劑，2~10份微沫劑。
[0021] 本發(fā)明中水泥優(yōu)選為P052. 5或P052. 5R硅酸鹽水泥。
[0022] 本發(fā)明中所述減水劑優(yōu)選為萘系減水劑。
[0023] 本發(fā)明中所述早強(qiáng)劑可采用本領(lǐng)域現(xiàn)有的早強(qiáng)劑，如氯化鈣、氯化鈉等氯鹽類早 強(qiáng)劑，或硫酸鈉、硫代硫酸鈉等硫酸鹽類早強(qiáng)劑；優(yōu)選的，所述早強(qiáng)劑為氯化鈣或硫酸鈉。
[0024] 本發(fā)明中所述發(fā)泡劑優(yōu)選為HT復(fù)合發(fā)泡劑，HT復(fù)合發(fā)泡劑是本公司多年的研究 成果，目前在市場上已經(jīng)公開出售，其成分包括動物蛋白和植物蛋白，以及松香皂、雙氧水 和鋁粉中的一種或多種。
[0025] 本發(fā)明中所述微沫劑是將發(fā)泡劑與水進(jìn)行1 :2000稀釋，并通過柱塞栗進(jìn)行微量 發(fā)泡制得。
[0026] 本發(fā)明還提供了一種上述地鐵特殊路基換填的輕質(zhì)泡沫土的生產(chǎn)方法，包括以下 步驟： 1) 利用自動化發(fā)泡水泥設(shè)備主機(jī)控制，通過變頻器控制水栗的抽水量、攪拌機(jī)的攪拌 速度和輸送機(jī)的輸送速度，通過管道向攪拌機(jī)內(nèi)加所述配比的水，同時，按所述配比向攪拌 機(jī)內(nèi)加入水泥、硅灰粉、硅藻土、粉煤灰、減水劑、早強(qiáng)劑、鋁粉、葡萄糖酸鈉和植物纖維，通 過攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，利用變頻器控制攪拌速度，確保無水泥團(tuán)即可進(jìn)行澆筑施工，其中，水 栗、攪拌機(jī)和輸送機(jī)的輸入頻率均控制在〇~70HZ范圍內(nèi)； 2) 利用自動化發(fā)泡水泥設(shè)備主機(jī)控制，通過柱塞栗和空壓機(jī)將微沫劑制成泡沫； 要求泡沫盡量干燥、均勻、有韌性，通過變頻器控制泡沫液的多少，柱塞栗將泡沫液抽 到管道內(nèi)，同時，空壓機(jī)給管道提供氣體，氣體的大小通過球閥控制，泡沫液遇到氣體