CN103880374A - 一种利用脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩 - Google Patents

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汤瑞
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Abstract

本发明属深基坑工程领域，公开了一种利用火电厂副产品脱硫石膏及粉煤灰和聚丙烯纤维的新型搅拌水泥土搅拌桩，该种新型水泥土搅拌桩，其特征在于：是由干土、水泥、脱硫石膏、粉煤灰、高效减水剂及聚丙烯纤维组成；各组分的重量百分比为：普通硅酸盐水泥为干土重的8%～14%、脱硫石膏为干土重的1%～3%、粉煤灰为干土重的1%～3%、高效减水剂0.5%～0.8%，聚丙烯纤维为0.5kg～0.9kg/m3。本发明中新型搅拌水泥土对于传统水泥土具有较高的抗拉强度、抗弯强度、抗折强度、抗扭强度以及抗裂性、抗渗透性、且早期强度高，同时由于掺加了脱硫石膏等工业废料，可以达到节能、降本、环保、利废的目的，符合节能减排的要求，是作为基坑围护结构的水泥土搅拌桩的替代产品，具有较高的经济效益、实用效益及社会效益。

Description

一种利用脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩
技术领域
本发明属于深基坑工程围护结构领域的新材料，具体是一种新型水泥土搅拌桩。 
背景技术
脱硫石膏（FGD Gypsum）是对含硫燃料（煤、油等）燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产石膏。我国电力工业以消耗煤炭的火力发电为主，目前SO2的排放量已居世界首位。为解决工业废气造成的环境污染，国内越来越多的发电食业采用湿式石灰石一石膏法进行烟气脱硫，每年由此产生2000万吨脱硫石膏，已成为继粉煤灰后的第二大固体废弃物。煤电厂对脱硫石膏的处理大部分以堆放为主，目前正开展工业副产石膏的综合利用研究工作，以解决其对生态环境的污染问题。以脱硫石膏为大宗原料，添加其它工业废渣如粉煤灰、矿渣等制备脱硫石膏新型土体固化剂，是脱硫石膏大量利用的有效途径。 
目前我国处理脱硫石膏的方式主要以堆放为主，随着脱硫石膏生产量和堆放量不断增加，若不大量的应用脱硫石膏必然会到环境造成很大的危害。 
聚丙烯纤维是一种新型的增强纤维。掺入聚丙烯纤维的水泥土搅拌桩品质得到改善，综合使用性能得到提高。具有掺加工艺简单、价格低廉、性能优异等特点。作为一种新型的土体增强纤维，聚丙烯网状纤维正成为继玻璃纤维、钢纤维、不锈钢纤维后新型纤维水泥土。 
单丝聚丙烯纤维混凝土纤维能有效提高水泥土的抗裂能力、抗渗性能、显著提高水泥土的抗冲击性能、提高水泥土的抗冻性能、有效保持制品边、角、表面的完整性。当聚丙烯网状纤维投入到水泥土后，在水泥土搅拌过程中，纤维单丝间的横向连结经混凝土自身的揉搓和摩擦作用而破坏，形成纤维单丝或网状结构充分张开，从而实现数量众多聚丙烯纤维均匀掺入水泥土中的效果。 
随着地下空间的开发，基坑逐步向着深大基坑发展，20～30m的深大基坑屡见不鲜，在地下水丰富的地区，基坑深度范围受地下水影响大，基坑止水帷幕必须有效隔断第一、二层承压水联系，同时作为浅基坑工程的围护结构，普通水泥土搅拌桩的水平抗拉强度不满足要求，很容易发生水泥土桩断裂现象。 
普通的采用深层普通水泥土搅拌桩主要采用水泥，止水效果不甚理想，造价相对较高， 如何选择更加经济合理材料提高超基坑围护结构和深止水帷幕早期强度、抗拉强度、抗渗性能成为技术难关，为此，急需新型水泥土搅拌桩以更好地解决浅基坑工程中作为围护结构的抗拉强度和作为深基坑工程的止水帷幕的止水问题。 
发明内容
为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种利用火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，有利于解决浅基坑工程的围护结构抗拉强度问题及超深超深基坑止水帷幕的止水问题，并且降低环境污染，缩短工期，降低施工造价。 
本发明利用火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩内容简述：其特征在于：是由干土、水泥、脱硫石膏、粉煤灰、高效减水剂及聚丙烯纤维组成；各组分的重量百分比为：普通硅酸盐水泥为干土重的8%～14%、脱硫石膏为干土重的1%～3%、粉煤灰为干土重的1%～3%、高效减水剂0.5%～0.8%，聚丙烯纤维为0.5kg～0.9kg/m3。 
本发明所述的火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，其特征在于：脱硫石膏采用80μm筛筛余量为0%～10%。 
本发明所述的火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，其特征在于：粉煤灰采用Ⅰ～Ⅱ级。 
本发明所述的利用火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，其特征在于：高效减水剂采用萘系减水剂。 
本发明所述的利用火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，其特征在于，所述的水泥为标号不低于P.O42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 
本发明所述的利用火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，其特征在于，所述的聚丙烯纤维可以是普通聚丙烯纤维也可以是改性聚丙烯纤维。 
本发明所述的利用火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，其特征在于，所述的聚丙烯纤维的长度为12-19mm，聚丙烯纤维的直径或等效直径为3-60μm. 
本发明所述的利用火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，可提高水泥土搅拌桩工作性、抗拉强度及抗渗性、改善深层土搅拌桩的经济性，具有较高潜在活性，可提高水泥土搅拌桩的耐久性，用于生产早期强度高，抗渗性好，经济性好的深层搅拌水泥桩，符合现代材料高性能和绿色建材的发展方向。 
具体实施方式
本发明利用火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩内容简述：其特征在于：是由干土、水泥、脱硫石膏、粉煤灰、高效减水剂及聚丙烯纤维组成；各组分的重量 百分比为：普通硅酸盐水泥为干土重的8%～14%、脱硫石膏为干土重的1%～3%、粉煤灰为干土重的1%～3%、高效减水剂0.5%～0.8%，聚丙烯纤维为0.5kg～0.9kg/m3。 
聚丙烯纤维可以是普通聚丙烯纤维也可以是改性聚丙烯纤维，其长度为12-19mm，聚丙烯纤维的直径或等效直径为3-60μm。 
水泥为标号不低于P.O42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 
本发明方法制得的利用电厂废物新型土体固化剂，按照GB/T-2005《水泥细度检验方法筛析法》的80μm筛筛余量为0%～10%。 
本发明中水灰比为0.45～0.55，其中灰包括水泥、粉煤灰、脱硫石膏。 
本发明中新型水泥搅拌桩的提升速度不超过0.8m/min。 
本发明的新型深层水泥土搅拌桩与传统的水泥土搅拌桩相比，把所用的主要材料水泥改为水泥和火电厂的脱硫石膏、粉煤灰，并添加了聚丙烯纤维，在提高搅拌桩抗拉强度的同时也大大降低了成本，达到节能、降本、环保、利废的目的，符合节能减排的要求。 
工艺流程如下： 
定位——预拌下沉——制备水泥、脱硫石膏、粉煤灰、聚丙烯纤维浆体——提升喷浆和搅拌——重复搅拌——清洗——移位。 

Claims (7)

1.一种利用火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，其特征在于：是由干土、水泥、脱硫石膏、粉煤灰、高效减水剂及聚丙烯纤维组成；各组分的重量百分比为：普通硅酸盐水泥为干土重的8%～14%、脱硫石膏为干土重的1%～3%、粉煤灰为干土重的1%～3%、高效减水剂0.5%～0.8%，聚丙烯纤维为0.5kg～0.9kg/m3。
2.根据权利要求1所述的火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，其特征在于：脱硫石膏采用80μm筛筛余量为0%～10%。
3.根据权利要求1所述的火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，其特征在于：粉煤灰采用Ⅰ～Ⅱ级。
4.根据权利要求1所述的利用火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，其特征在于：高效减水剂采用萘系减水剂。
5.根据权利要求1中所述的利用火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，其特征在于，所述的水泥为标号不低于P.O42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1中所述的利用火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，其特征在于，所述的聚丙烯纤维可以是普通聚丙烯纤维也可以是改性聚丙烯纤维。
7.根据权利要求1或6中所述的利用火电厂副产品脱硫石膏和聚丙烯纤维的新型水泥土搅拌桩，其特征在于，所述的聚丙烯纤维的长度为12-19mm，聚丙烯纤维的直径或等效直径为3-60μm.
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