粘土固化浆液
阅读：835发布：2020-05-12
专利汇可以提供粘土固化浆液专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供一种具有早凝与早强时间可控、抗震、抗稀释、抗动 水 压 力 及抗冻特性且施工简单而廉价的粘土 固化 浆液 。因具有吸水率高、可灌性好、早固化性及强抗水稀释性的性能，能在 地下水 流 动状态下及大溶洞与大裂隙条件下进行注浆。因浆液初凝与终凝时间及 早期强度 均可大范围调整，从而可以进行间隙注浆、重复注浆。因强化学惰性而具有抗地下水及酸、 碱 侵蚀性能。浆液结石可靠性超过98%，结石体抗压强度达2Mpa～5Mpa。土工构筑物及地基等处理后的渗透系数降低2～3个数量级。与现有注浆材料相比，浆液单位造价降低30%以上。有效解决了工程加固及建造防渗帷幕等 土木工程 中急待解决的技术难题。，下面是粘土固化浆液专利的具体信息内容。
技术领域
本发明涉及一种对工程地基和土工构筑物及边坡等实施注浆加固和建 造防渗帷幕工程中所采用的新型粘土固化浆液。属建筑材料。
背景技术
建筑工程中的矿山建筑与采矿工程、交通隧道工程、边坡整治工程、 城市地铁工程、地下人防与国防工程、基坑工程、堤坝防渗加固工程及其它 地下岩土工程大多数均需要采用注浆的办法实施防渗堵水与加固处理，以确 保工程顺利施工与日后安全运营。目前，国内外广泛应用的水泥浆液及普通 粘土浆液等尚存在初凝时间和终凝时间难以控制与调整、抗震与抗渗性能低、 耐动水压力性能差、抗地下水(矿化)及酸、碱离子侵蚀能力不足的缺欠， 致使地基加固、止水堵漏、防塌防沉的工程质量与可靠性成为有待解决的 难题。堤坝防渗加固处理尤其如此。据中国国家图书馆、中国学术期刊文摘、 中国科学引文数据库、中国科技论文统计与分析数据库、中国期刊网、欧州 网站及美国加州大学伯克利分校图书馆共国内外数十个网站数据库的国际 互联网查寻结果，国内外均未见有与本发明相似的文献报导。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种具有早凝与早强(时间可控)、抗震、抗 稀释、抗地下水动水压力及抗冻特性且施工简单而廉价的粘土固化浆液，解 决土木工程中存在的地基加固、止水堵漏、防塌防沉的工程质量与可靠性难题。
本发明是以如下方式实现的：通过对固化浆液所用原材料的矿物成分、 化学成分及混合后化学反应的理论分析与试验研究，采用数学优化分析技术 对影响浆液性能及其在土层中扩散规律与作用效应的关键因子进行鳞选，从 而为粘土固化浆液及其相应的结构剂配制提供符合于各种实际情况的必要参 数，以此确定粘土固化浆液及其相应的结构剂的制作材料配比指标与工艺 流程。再根据现场注浆试验，研究与总结粘土固化浆液注浆的施工工艺及其 使用条件。确定了浆液配制方法如下：浆液由结构剂与主料和水组成。结 构剂是由多种矿物制品组成：由原料粒径皆为0.04～0.20mm，原料重量比为 二氧化硅10～37％、氧化钙12～43％、铝酸钙15～40％、硫酸钾铝6～54％物理 混合配制成的固态粉状物。主料是由粒径为0.05～0.10mm的普通硅酸盐水 泥或矿渣水泥、粒径小于0.05mm的粘土为原料，按重量比为水泥20～50％、 粘土50～80％配制成的固态混合物。再按重量比为结构剂2～20％、主 料37～50％、水40～60％拌合均匀配制成浆液。施工使用时，根据具体工程 设计技术指标的要求，取施工现场粘土调配浆液试样，经对浆液的结石体 标准养护并检测其性能达到技术指标后，确定适用于施工现场粘土土质的 浆液准确配比。
本发明的特点在于：粘土固化浆液具有吸水率高、流动与可泵性好、 早期强度高且可控、初凝时间与终凝时间可调以及强抗水稀释的特性。能 在地下水流动状态下(甚至在较大的地下水流速与较高的动水压力情况下) 及大溶洞与大裂隙条件下进行注浆。主料——粘土能就地取材，使施工简 单并降低了浆液材料成本。浆液的初凝时间可从几秒至几十分钟，终凝 时间及早期强度均能视具体工程要求大范围调整，从而可以进行间隙注浆、 重复注浆以提高注浆效果。浆液固化后所形成的结石体因塑性大而抗震性 能强。浆液凝成的结石体因具有一定膨胀性、小渗透系数、高密封性的特 点而使其注浆帷幕的整体堵水效果好。化学惰性强的粘土矿物提高了结石 体抗地下矿化水及酸、碱离子侵蚀的能力。浆液的可靠性超过95％。地基 及堤坝采用粘土固化浆液注浆处理后，加固体的渗透系数降低2～3个数量 级。浆液结石体的抗压强度(28天标准养护)达到2Mpa～5Mpa。与现有传 统注浆的浆液(如水灰比为0.5∶1的水泥浆液)相比，粘土固化浆液的单位 造价降低了30％以上。
本发明是以如下方式实现的：通过对固化浆液所用原材料的矿物成分、 化学成分及混合后化学反应的理论分析与试验研究，采用数学优化分析技术 对影响浆液性能及其在土层中扩散规律与作用效应的关键因子进行鳞选，从 而为粘土固化浆液及其相应的结构剂配制提供符合于各种实际情况的必要参 数，以此确定粘土固化浆液及其相应的结构剂的制作材料配比指标与工艺 流程。再根据现场注浆试验，研究与总结粘土固化浆液注浆的施工工艺及其 使用条件。确定了浆液配制方法如下：浆液由结构剂与主料和水组成。结 构剂是由多种矿物制品组成：由原料粒径皆为0.04～0.20mm，原料重量比为 二氧化硅10～37％、氧化钙12～43％、铝酸钙15～40％、硫酸钾铝6～54％物理 混合配制成的固态粉状物。主料是由粒径为0.05～0.10mm的普通硅酸盐水 泥或矿渣水泥、粒径小于0.05mm的粘土为原料，按重量比为水泥20～50％、 粘土50～80％配制成的固态混合物。再按重量比为结构剂2～20％、主 料37～50％、水40～60％拌合均匀配制成浆液。施工使用时，根据具体工程 设计技术指标的要求，取施工现场粘土调配浆液试样，经对浆液的结石体 标准养护并检测其性能达到技术指标后，确定适用于施工现场粘土土质的 浆液准确配比。
本发明的特点在于：粘土固化浆液具有吸水率高、流动与可泵性好、 早期强度高且可控、初凝时间与终凝时间可调以及强抗水稀释的特性。能 在地下水流动状态下(甚至在较大的地下水流速与较高的动水压力情况下) 及大溶洞与大裂隙条件下进行注浆。主料——粘土能就地取材，使施工简 单并降低了浆液材料成本。浆液的初凝时间可从几秒至几十分钟，终凝 时间及早期强度均能视具体工程要求大范围调整，从而可以进行间隙注浆、 重复注浆以提高注浆效果。浆液固化后所形成的结石体因塑性大而抗震性 能强。浆液凝成的结石体因具有一定膨胀性、小渗透系数、高密封性的特 点而使其注浆帷幕的整体堵水效果好。化学惰性强的粘土矿物提高了结石 体抗地下矿化水及酸、碱离子侵蚀的能力。浆液的可靠性超过95％。地基 及堤坝采用粘土固化浆液注浆处理后，加固体的渗透系数降低2～3个数量 级。浆液结石体的抗压强度(28天标准养护)达到2Mpa～5Mpa。与现有传 统注浆的浆液(如水灰比为0.5∶1的水泥浆液)相比，粘土固化浆液的单位 造价降低了30％以上。
具体实施方式
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