CN101195540A

CN101195540A - 气泡混合轻质土

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Publication number: CN101195540A
Application number: CNA2006100706496A
Authority: CN
Inventors: 于润清
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2026-12-04
Also published as: CN100572329C

Abstract

本发明公开了一种气泡混合轻质土，为采用包括原料土、固化剂水泥、水、预先制备的气泡和添加剂按比例经充分混合搅拌后而成，其中添加剂包括作为憎水剂的乳液状的硬脂酸钙悬浮液，并且憎水剂的添加量为以硬脂酸钙计相对固化剂水泥重量的0.1％～1.5％。本发明能够在较短时间内即可混合均匀使用，大大缩短了气泡混合轻质土施工作业的时间，提高了施工作业效率和设备的使用效率。

Description

气泡混合轻质土

技术领域

本发明涉及一种建筑施工用料，尤其是涉及一种具有疏水性能的气泡混合轻质土。

背景技术

由于气泡混合轻质土的容重小，具有较高的强度和变形特性，以及良好的耐久性、隔热性、便于施工、隔音性及抗冻融能力和优越的环保特性，气泡混合轻质土在公路建设中有着非常广泛的应用，可被应用于解决高级公路软基路堤中的桥涵跳车、道路加宽时新老路基的差异沉降、高填土路堤的稳定性、冻土地区路堤的隔热性等施工中，能大大缩短施工工期、提高工程质量，大幅度降低工程运营后的维护管理费。同时，为了便于维护保养，使用的气泡混合轻质土多含有憎水剂，通过憎水剂使气泡混合轻质土充分吸水后的吸水率降低，在不损害气泡混合轻质土强度的情况下大大提高其疏水性，从而增强了气泡混合轻质土工程的防水性能以便于对其的维护保养。而硬脂酸钙为主要成分的憎水剂是众多气泡混合轻质土憎水剂中的一种，其能够显著提高气泡混合轻质土的憎水性能，降低气泡混合轻质土的吸水率，如气泡混合轻质土中含有固体剂水泥重量的0.1％～1.0％的硬脂酸钙憎水剂，在其完全固化后，气泡混合轻质土充分吸水后的重量为未吸水时重量的110～130％，而不含有硬脂酸钙憎水剂的气泡混合轻质土充分吸水后的重量为未吸水时重量的180～200％，可见，含有硬脂酸钙憎水剂的气泡混合轻质土的疏水性大大得到提高，而吸水率则降低，这对于气泡混合轻质土在道路施工、填土、特别是地下水位以下的施工作业中是非常重要。但是当前施工作业中气泡混合轻质土所含有的硬脂酸钙憎水剂为固体粉状，而由于硬脂酸钙难溶于水，在与水混合后，总是浮在气泡混合轻质土的表面或者成为块状结构，短时间很难混合均匀。因此使用含有固体粉状的硬脂酸钙憎水剂的气泡混合轻质土施工作业时需要先搅拌较长的时间使硬脂酸钙混和均匀，有时时间可达十几个小时，大大延长了该气泡混合轻质土施工作业的时间，这对于大施工量的连续施工作业来说，操作难度是相当大的，不仅降低了施工作业效率，而且也降低了设备的使用效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种气泡混合轻质土，它能够在较短时间内混合均匀使用，大大缩短了气泡混合轻质土施工作业的时间，提高了施工作业效率和设备的使用效率。

本气泡混合轻质土，为采用包括原料土、水煤灰、固化剂水泥、水、预先制备的气泡和添加剂按比例经充分混合搅拌后而成，其中添加剂包括作为憎水剂的乳液状的硬脂酸钙悬浮液，并且憎水剂的添加量为以硬脂酸钙计相对固化剂水泥重量的0.1％～1.5％。

气泡混合轻质土容重可为0.5～1.2Kg/cm³，强度为0.3～5MPa。并且原料土可以采用粒径小于5mm的工程废弃土或/和细砂。

在生产本气泡混合轻质土时，可以将原料土、水煤灰、固化剂水泥、水、气泡和憎水剂等添加剂按比例置入搅拌器中，搅拌混合均匀即可使用，其中，可以采用原料土使用量以重量计不超过固化剂水泥的5倍，水煤灰使用量以重量计不超过固化剂水泥的50％，水可以采用1平方米的气泡混合轻质土使用100～300kg，而在预先制备气泡时，用于生产的气泡的发泡剂使用量可以采用1平方米的气泡混合轻质土使用0.1～2kg来确定其使用量，其中以1kg使用量最佳。原料土颗粒的直径宜小于5mm的工程废弃土或/和细砂，水煤灰的粒径也宜小于5mm，以提高气泡混合轻质土的流动性能和施工性能，固化剂水泥则可以采用火山灰水泥、普通硅酸盐水泥、高炉矿渣水泥等，固化剂水泥加入后与水之间发生水和作用产生Ca(OH)2产物，Ca(OH)2与粘土颗粒发生离子交换形成固化物作为固结、加强土体骨架的作用，并且以使用高炉矿渣水泥的效果为佳；并且还可以在气泡混合轻质土中添加石膏粉、硅粉等辅助材料以及其它添加剂，不仅减少了固化剂水泥的用量，同时可起到催化、早凝固化材料的目的。而气泡则可采用当前人们比较常用的发泡装置制备，即通过将界面活性类、蛋白类、树脂类等材料作为起泡剂适量倍率稀释后采用定量泵送到发泡装置，与压缩空气充分混合而产生大量的微小气泡群，压缩空气可通过空压机加压，用减压阀控制输气压力，以稳定的压力和气量向发泡装置供气，产生的气泡是由致密、直径为30～300μ左右的气泡群组成，并具有一定的稳定性，与原料土、固化剂水泥等混合后可在气泡混合轻质土中形成大量而微小的不连通孔隙，根据不同施工的要求，气泡混合轻质土中的气泡体积含有率可控制在40％～70％。

而作为憎水剂乳液状硬脂酸钙悬浮液则为采用在重量份含量为200～400份水的中加入重量份含量为0.3～10份的乳化剂，经搅拌后混合均匀，然后升温至50～100℃并保温，加入重量份含量为100～300份的硬脂酸，经搅拌完全熔化，再滴加以氢氧化钙计重量份含量为20～50份的氢氧化钙溶液至PH值9～12后，搅拌并保温10～120分钟；之后将制得的混合液通过胶体磨研磨和高压均质后冷却而制得；制得的乳液状硬脂酸钙悬浮液内的固含量为20～70％，其粘度为＜800mpa.s。

在整个憎水剂的制备过程中，温度可以保持在50～100℃，并可以采用在带有搅拌装置的反应罐类的容器中进行，这样整个制备过程就可在开动搅拌的过程中进行，以提高制备过程中混合液的均匀程度和憎水剂乳状液内生成的硬脂酸钙的分布均匀，并且方便了人们的操作；而为了提高憎水剂的乳化和分散性能以及经研磨后悬浮液硬脂酸钙颗粒的分散的均匀性，乳化剂可以采用聚氧乙烯醚类物质，如脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠中的任意一种或任两种以上的混合物，其中在使用的各种原料均为市购的工业产品，而使用的设备如反应罐、胶体研磨机以及对研磨后的混合液进行高压均质的高压均质机等设备也均为一些公知公用的设备。

由于本气泡混合轻质土含有的憎水剂是采用乳液状的硬脂酸钙悬浮液，这样，作为憎水剂主要成分的硬脂酸钙颗粒在气泡混合轻质土就会在短时间内与固化剂水泥等成分混合均匀，其使用效果，大大超过了同等量情况下固体粉末状硬脂酸钙的使用效果。本气泡混合轻质土在制备使用时可以将原料土、水煤灰、固化剂水泥、水、预先制备的气泡和乳液状的硬脂酸钙悬浮液等添加剂以及其它材料同时加入到搅拌机中进行搅拌，乳液状的硬脂酸钙悬浮液与水其它成分在5～10分钟即可混合均匀，这大大缩短了气泡混合轻质土内硬脂酸钙混合均匀的时间，提高了气泡混合轻质土作业效率，在气泡混合轻质土固化后通过硬脂酸钙的疏水性能，降低本气泡混合轻质土的吸水率，达到气泡混合轻质土的防水性能，完全满足了气泡混合轻质土连续作业施工的要求。

并且乳液状的硬脂酸钙悬浮液可以采用熔化后的硬脂酸与滴加的氢氧化钙反应生成硬脂酸钙，并通过具有优良的乳化、分散作用、以及能够溶于各种硬度的硬水的聚氧乙烯醚类表面活性剂作为乳化剂而成的混合液，并在经过胶体研磨、均质后将细小的硬脂酸钙颗粒在乳化剂的乳化、分散作用下就能够均匀分散在混合液内，形成乳状的硬脂酸钙悬浮液，从而在连续施工作业的气泡混合轻质土制备中连续添加，通过乳化剂的分散作用，硬脂酸钙在瞬间与气泡混合轻质土混合均匀。

具体实施方式

实施例一

采用经过处理筛选后粒径小于5mm细砂600kg作为原料土，水煤灰采用40kg，水260kg，采用高炉矿渣水泥150kg作为固化剂，憎水剂硬脂酸钙悬浮液以硬脂酸钙计1.65kg，气泡加入量以采用1.1kg的发泡剂稀释后采用定量泵送到发泡装置，与压缩空气充分混合而产生大量的微小气泡群，产生直径为30～300μ左右的气泡群的量，将细砂、高炉矿渣水泥、水煤灰、水、气泡、憎水剂硬脂酸钙悬浮液等添加剂置入搅拌器中，搅拌5～10分钟即可，在气泡混合轻质土施工完全固化后，其容重可为0.9～1.1Kg/cm³，强度为0.9～1.4MPa，而气泡混合轻质土充分吸水后的重量为未吸水时重量的118％。

实施例二

采用经过处理筛选后粒径小于5mm工程废弃土250kg作为原料土，水煤灰50kg，水160kg，而采用普通硅酸盐水泥100kg作为固化剂，硬脂酸钙悬浮液以硬脂酸钙计0.5kg，气泡加入量以采用0.4kg的发泡剂稀释后采用定量泵送到发泡装置，与压缩空气充分混合而产生大量的微小气泡群，产生直径为30～300μ左右的气泡群的量，将细砂、水煤灰、高炉矿渣水泥、水、气泡、憎水剂硬脂酸钙悬浮液等添加剂置入搅拌器中，搅拌5～10分钟即可，在气泡混合轻质土施工完全固化后，其容重可为0.6～0.85Kg/cm³，强度为0.5～0.7MPa，而气泡混合轻质土充分吸水后的重量为未吸水时重量的112％。

实施例三

采用在带有搅拌装置的反应罐加入380kg水，并在均匀搅拌下加入1.3kg的烷基酚聚氧乙烯醚作为乳化剂，与水混合均匀，然后升温至60℃并保温，加入100kg的硬脂酸，搅拌完全熔化并保温，再滴加以氢氧化钙计20kg的氢氧化钙溶液后至PH值为10～12，搅拌并且保温25分钟，反应完全，之后将制得的混合液通过胶体磨研磨和高压均质后冷却而制得乳液状硬脂酸钙悬浮液憎水剂；制得的乳液状硬脂酸钙悬浮液内的固含量为25％，其粘度为650mpa.s，外观为乳白色。

实施例四

采用与实施例三相同的步骤，只是采用水的用量为280kg，加入0.3kg的脂肪醇聚氧乙烯醚和1.2kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠乳化剂，保持温度在78℃下，加入130kg的硬脂酸进行熔化，氢氧化钙溶液滴加量以氢氧化钙计26kg，PH值10～11，保温60分钟并搅拌；制得的乳液状硬脂酸钙悬浮液内的固含量为37％，其粘度为715mpa.s，外观为乳白色。

实施例五

采用与实施例三相同的步骤，只是采用水的用量为350kg，加入1.8kg脂肪醇聚氧乙烯醚、1.2kg烷基酚聚氧乙烯醚、2.1kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和2.4kg烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠作为乳化剂，并保持温度在93℃下，加入250kg的硬脂酸进行熔化，氢氧化钙溶液滴加量以氢氧化钙计50kg后，PH值10～11，保温100分钟并搅拌；制得的乳液状硬脂酸钙悬浮液内的固含量为52％，其粘度为780mpa.s，外观为乳白色。

Claims

1.气泡混合轻质土，为采用包括原料土、水煤灰、固化剂水泥、水、气泡和添加剂按比例经充分混合搅拌后而成，其特征在于：所述添加剂包括作为憎水剂的乳液状硬脂酸钙悬浮液，并且憎水剂的添加量为以硬脂酸钙计相对固化剂水泥重量的0.1％～1.5％。

2.如权利要求1所述的气泡混合轻质土，其特征在于：所述气泡混合轻质土容重为0.5～1.2Kg/cm³，强度为0.3～5MPa。

3.如权利要求1所述的气泡混合轻质土，其特征在于：所述原料土为粒径小于5mm的工程废弃土或/和细砂。

4.如权利要求1所述的气泡混合轻质土，其特征在于：所述乳液状硬脂酸钙悬浮液为采用在重量份含量为200～400份水的中加入重量份含量为0.3～10份的乳化剂，经搅拌后混合均匀，然后升温至50～100℃并保温，加入重量份含量为100～300份的硬脂酸，经搅拌完全熔化，再滴加以氢氧化钙计重量份含量为20～50份的氢氧化钙溶液至PH值9～12后，搅拌并保温10～120分钟；之后将制得的混合液通过胶体磨研磨和高压均质后冷却而制得；该乳液状硬脂酸钙悬浮液内的固含量为20～70％，其粘度为＜800mpa.s。

5.如权利要求4所述的气泡混合轻质土，其特征在于：所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠中的任意一种或任两种以上。