CN104129944A

CN104129944A - 一种减轻土堤荷重的轻质合成物及其制作工法

Info

Publication number: CN104129944A
Application number: CN201310161531.4A
Authority: CN
Inventors: 高光明; 孟永亮
Original assignee: GLOBAL UNION CO Ltd
Current assignee: GLOBAL UNION CO Ltd
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2014-11-05

Abstract

一种减轻土堤荷重的轻质合成物，其包括：一现地土壤、一土壤固化剂、一发泡材料及一稳泡材料，其中该现地土壤、土壤固化剂、发泡材料及稳泡材料是利用一调配水混合搅拌形成一轻质合成物。

Description

一种减轻土堤荷重的轻质合成物及其制作工法

技术领域

本发明系关于一种减轻土堤荷重的轻质合成物及其制作工法；特别关于一种利用现地土壤加入固化剂、发泡材料及加入一稳泡材料，以形成一轻质合成物。

背景技术

目前，已习知技术的水泥或水泥组成物，已经被广泛地应用在建筑材料如房子外部墙壁或建筑物的结构主体上或者公共工程的桥梁或建设上，一般来说水泥或水泥组成物都是为了增加结构强度及耐久性，在施作上藉由水添加至水泥中所制备而成的水泥浆、在与砂料进行搅拌混合所制备而成的水泥砂浆。一般而言，为了要改良输气(air entrainment)及流动性，也会添加一些水泥用的混合剂，而水泥用的混合剂的功能是为了确保水泥组成物足够的分散能力，例如添加的水分较少时，能保留水泥组成物的流动性与可加工性，并依据时间如水泥组成物或水泥的水分被蒸发或减少时可进一步增进其耐久性及强度。

另外，水泥常用在建筑中使用，利用基座灌浆、打桩或建筑物建造中的混凝土墙，首先会将混凝土浇注于该等形成物之间的间隙中，待混凝土硬化后，建筑工人将形成物进行移除，而保留经固化的混凝土墙，现今因有许多建筑被设计为高层摩天大楼或超高层建筑设施，在新的建筑法规及载重容量的规范之下，必须选择采用较为高强度及轻质建材等，以减轻建筑物的荷重又能具备有强化结构物的支承强度，一般有效及建造手段上，都采用轻质材料当作隔间或强化建材，利用轻隔间的建造手段以再台湾地区推行几十年之久，从早期空心砖、水泥发泡砖或近期轻钢架灌浆墙或陶粒板墙等，均可做为轻隔间使用，虽然各类产品皆有长处，但仍有潜在的缺点例如轻钢架灌浆墙，虽具有理想的结构强度也易于施工且迅速，但在砂浆填充时仍需采用保丽龙做为基材，因保丽龙为极轻料粒，当在由上往下灌注填充时，前述保丽龙通常会悬浮于上方而引起粒料分离的问题且保丽龙在受热时会产生有毒气体戴奥辛(Dioxins)，另外如新灌的填充材与硅酸钙板结合状态且有时无法精准掌握，因时常会发生鼓凸或面板剥离现象，或者板材热涨冷缩效应，易导致板材之间沟缝龟裂或分离。

如前述陶粒板亦属轻质建材，在隔音或耐震性及施工上皆有相当优异性质，为在其板内只有单向排列5毫米钢筋，当地震摇晃时或板内温差过大，容易造成板片弯曲变形龟裂等问题。

另外，上述水泥制品且有凝固晒干水分等定型时间，例如要达成凝固成型具有50％强度而处于得以随意搬动的状态，至少需时72小时，若待其自然起化学变化至完全凝固，亦即自然固化，则需28日。因固化时间所需过长，亦造成施作工期延宕成本增加等缺点。

除此之外，一般传统利用金属粉末，例如铝粉、铁粉或铜粉等等，并与混凝土混拌并进一步催化产生气泡，但因混拌材料为金属粉末为可导电材料，并不适用于工程上实施，另如在其它如公共工程兴建高速公路、桥梁、隧道或边坡护堤等建设上，因所需载重容量、土堤边坡压力荷重、桥涵路基差异沉降垂直错位等问题，皆是上述习知水泥或水泥混拌组成物等建材无法克服的问题。

因此，本发明提出一创新减轻土堤荷重的轻质合成物及其制作工法，利用现地土壤加入固化剂、发泡材料及稳泡材料以便能形成一轻质合成物，同时有效解决习知水泥或水泥组成物等建材无法克服的问题，并且可作为一种有效利用现地资源并达成环保节能减碳方式。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种减轻土堤荷重的轻质合成物，利用一现地土壤加入固化剂、发泡材料及加入一稳泡材料，以形成一轻质合成物。

本发明的另一目的在于提供一种减轻土堤荷重的轻质合成物，除可减轻合成物的重量且具抗压性、耐久性，并提供使用于松软地基、桥梁、高速公路、山体护坡、隧道或矿坑。

为达到上述发明目的，本发明提出一种减轻土堤荷重的轻质合成物，其包括：一现地土壤；一土壤固化剂；一稳泡材料;以及一发泡材料；其中该现地土壤、土壤固化剂、稳泡材料及发泡材料系利用一调配比例水混合搅拌，并静置发泡以形成一轻质合成物。

上述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其中该现地土壤占该轻质合成物的重量百分比为10%至90%，该土壤固化剂占该轻质合成物的重量百分比为10%至50%，该发泡材料占该轻质合成物的重量百分比为0.05%至3%，该稳泡材料占该轻质合成物的重量百分比为0.01%至3%。

上述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其进一步包括一催化剂，该催化剂为氢氧化钠，该催化剂作为造氧催化之用。

上述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其中该稳泡材料为甲基纤维素或海菜粉。

上述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其中该发泡材料为氧气、过氧化氢或高锰酸钾。

上述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其中该土壤固化剂系选自氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化硫、氧化镁、氧化钛、氧化钾、氧化钠、水泥或碱类等至少一种材料混掺组成。

上述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其中该现地土壤为淤泥、砾石、砂料、废纸浆，木质灰或粉煤灰。

上述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其中该轻质合成物系作为土堤填筑材料、路基填筑材料、桥台背填筑材料、隧道洞口壁填筑材料、开挖沟渠填筑材料或山体护坡填筑材料的用途使用。

为达到上述发明目的，一种减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其包括：使用一现地土壤；加入一土壤固化剂；再加入一发泡材料;及加入一稳泡材料；其中该现地土壤、土壤固化剂、发泡材料及稳泡材料系利用一调配水进行混合搅拌并静置形成一轻质合成物。

上述的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，且该现地土壤占该轻质合成物的重量百分为10%至90%，该土壤固化剂占该轻质合成物的重量百分比为10%至50%，该发泡材料占该轻质合成物的重量百分比为0.05%至3%，该稳泡材料占该轻质合成物的重量百分比为0.01%至3%。

上述的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其进一步加入包括一催化剂，该催化剂为氢氧化钠，该催化剂系作造氧催化之用。

上述的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其中该稳泡材料为甲基纤维素或海菜粉。

上述的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其中该发泡材料为氧气、过氧化氢或高锰酸钾。

为达到上述发明目的，另一种减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其包括：使用一现地土壤；加入一土壤固化剂，该现地土壤先与该土壤固化剂混合搅拌；接续加入一发泡材料，其中该发泡材料系再混合搅拌前先进行发泡；再将该现地土壤、土壤固化剂与发泡材料混和搅拌，并浇注静置发泡于一现地或模具内以形成一轻质合成物。

上述的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其中该发泡材料为甲基纤维素加入明胶及气泡混和搅拌后产生发泡材料，上述该明胶为动物皮胶或植物胶。

上述的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其中再进一步添加二次发泡材料，该二次发泡材料为铝粉或铁粉，其中该二次发泡材料以作为第二次造氧催化之用。

为使本发明的减轻土堤荷重的轻质合成物及其制作工法的目的、特征及功效能更明显易懂，兹藉由下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本发明进行如下的详细说明。

附图说明

图1是根据本发明的减轻土堤荷重的轻质合成物剖面图。

图2是本发明的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法流程图。

图3是本发明的减轻土堤荷重的轻质合成物另一种制作工法流程图。

图4是本发明的减轻土堤荷重的轻质合成物另一种制作工法流程图。

图5是本发明的减轻土堤荷重的轻质合成物的实物图。

【符号说明】

10 轻质合成物

11 孔洞

具体实施方式

图1为依据本发明的一较佳具体实施例的减轻土堤荷重的轻质合成物剖面图，一轻质合成物10，系采集使用现地土壤，该现地土壤为现地淤泥占该轻质合成物10的重量百分比69.5%，并进行加水搅拌其为泥浆样态，接续加入一土壤固化剂，该土壤固化剂使用为水泥，该水泥占该轻质合成物10的重量百分比为30%，并使用一水泥搅拌机(未图示)进行搅拌，接续加入一稳泡材料、发泡材料，该稳泡材料为稀释后的甲基纤维素占该轻质合成物10的重量百分比为0.4%，使混拌水泥的泥浆再加入该发泡材料可以稳定发泡，该发泡材料为过氧化氢占该轻质合成物的重量百分比0.1%，该发泡材料会在该混拌水泥的泥浆中进行化学反应并产生氧气，该混拌水泥的泥浆静置于成型模具20分钟后，发泡成形产生具有微小孔洞11结构的轻质合成物。

另如，图5为本发明的减轻土堤荷重的轻质合成物的实物图，该轻质合成物10产生的孔洞气孔率为80%，该孔洞11孔径为1.5毫米，上述该轻质合成物10发泡成型的标准土重量为600KG/M³(立方体)以及抗压强度为10Mpa/M³(立方体)，比较习知产品如全部材料为水泥混凝土，其水泥混凝土的标准土重量为1800KG/M³(立方体)及抗压强度为18Mpa/M³(立方体)，而比较本发明的减轻土堤荷重的轻质合成物10为标准土重量确实比习知的材料较为质轻且具有一定的抗压强度。

接续上述的实施例，在加入发泡材料后可进一步添加一催化剂，该催化剂为氢氧化钠，使加速该发泡剂造氧催化之用，上述实施例中该现地土壤可以进一步替换为、砾石、砂料、木质灰或粉煤灰，上述的该土壤固化剂可以进一步替换为氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化硫、氧化镁、氧化钛、氧化钾、氧化钠、水泥或碱类等至少一种材料混掺组成，上述的该稳泡材料可以进一步替换为海菜粉，上述的该发泡材料可以进一步替换为氧气、高锰酸钾，上述的该孔洞11气孔率、孔径依加入土壤固化剂、发泡材料的调配比例，该孔洞气孔率为20-80%之间，该孔径范围为0.1-1.5毫米之间，上述的依加入土壤固化剂、发泡材料的调配比例而发泡成形的该轻质合成物10标准土重量为300-1200KG/M3(立方体)之间及该抗压强度为介于0.2-18Mpa/M3(立方体)之间。

图2为依据本发明的一较佳具体实施例的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法的制作步骤流程图，该制作工法步骤如下：

步骤A1：一轻质合成物10制作工法系采集使用一现地土壤，使该现地土壤为占该轻质合成物10的重量百分比10-90%比例之间进行混掺，并将该现地土壤进行加水搅拌其为泥浆样态；

步骤A2：接续加入一土壤固化剂，使该土壤固化剂占该轻质合成物10的重量百分比为10-50%比例之间进行混掺，使该现地土壤固化之用；

步骤A3：接续加入一稳泡材料，该稳泡材料占该轻质合成物10的重量百分比为0.01-3%比例之间进行混掺，使加入发泡材料的泥浆可以稳定发泡；

步骤A4：再加入一发泡材料，使该发泡材料占占该轻质合成物的重量百分比为0.05%至3%比例之间进行混掺，该发泡材料会与该混拌的泥浆中进行化学反应并产生氧气；

步骤A5：将上述该现地土壤、土壤固化剂、发泡材料及稳泡材料使用一搅拌机进行搅拌混合，并静置现地或成型模具一段时间进行发泡成型为一轻质合成物10。

另外，接续上述的一轻质合成物10制作工法，再加入步骤A3发泡材料后可进一步添加一催化剂，该催化剂为氢氧化钠，加速该发泡剂造氧催化之用。

而上述轻质合成物10制作工法如步骤A2、A3、A4制作工法可进一步进行替换，如A3步骤中先加入该稳泡材料于该轻质合成物10的中，接续A4步骤中再添加该发泡材料，并进行后续化学反应产生氧气进行发泡成型，上述步骤A2、A3、A4制作工法顺序并不在此设限。

图3为依据本发明的另一较佳具体实施例的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法的制作步骤流程图，该制作工法步骤如下：

步骤B1：一轻质合成物10制作工法系采集使用一现地土壤，使该现地土壤为占该轻质合成物10的重量百分比10-90%比例之间进行混掺，并将该现地土壤进行加水搅拌其为泥浆样态；

步骤B2：接续加入一土壤固化剂，使该土壤固化剂占该轻质合成物10的重量百分比为10-50%比例之间进行混掺，使该现地土壤固化之用；

步骤B3：再加入已发泡的发泡材料，该发泡材料系为甲基纤维素加入明胶及气泡混和搅拌后产生，而该发泡材料占占该轻质合成物的重量百分比为0.05%至3%比例之间进行混掺；

步骤B5：将上述该现地土壤、土壤固化剂、与已发泡的发泡材料使用一搅拌机进行搅拌混合，并静置于现地或成型模具一段时间后，进行发泡成型为一轻质合成物10。

另外，如图4所示，接续上述的一轻质合成物10制作工法，再加入步骤B3发泡材料后，可进一步添加步骤B4加入一二次发泡材料，该二次发泡材料为铝粉或铁粉，其中该二次发泡材料以作为第二次发泡造氧催化之用，使其轻质合成物10可再次发泡澎涨。

在详细说明上述本发明的较佳实施例与该实施步骤后，熟悉该项技术人士可清楚的了解，在不脱离下述权利要求1与精神下可进行各种变化与改变，亦不受限于说明书的实施例的实施方式。

Claims

1.一种减轻土堤荷重的轻质合成物，其包括：

一现地土壤；

一土壤固化剂；

一稳泡材料;以及

一发泡材料；

其中该现地土壤、土壤固化剂、稳泡材料及发泡材料是利用一调配比例水混合搅拌，并静置发泡以形成一轻质合成物。

2.如权利要求第1项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其中该现地土壤占该轻质合成物的重量百分比为10%至90%，该土壤固化剂占该轻质合成物的重量百分比为10%至50%，该发泡材料占该轻质合成物的重量百分比为0.05%至3%，该稳泡材料占该轻质合成物的重量百分比为0.01%至3%。

3.如权利要求第1项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其进一步包括一催化剂，该催化剂为氢氧化钠以作为造氧催化之用。

4.如权利要求第1项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其中该稳泡材料为甲基纤维素或海菜粉。

5.如权利要求第1项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其中该发泡材料为氧气、过氧化氢或高锰酸钾。

6.如权利要求第1项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其中该土壤固化剂是选自氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化硫、氧化镁、氧化钛、氧化钾、氧化钠、水泥或碱类等至少一种材料混掺组成。

7.如权利要求第1项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其中该现地土壤为淤泥、砾石、砂料、废纸浆、木质灰或粉煤灰。

8.如权利要求第1项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其中该轻质合成物是作为土堤填筑材料、路基填筑材料、桥台背填筑材料、隧道洞口壁填筑材料、开挖沟渠填筑材料或山体护坡填筑材料的使用。

9.如权利要求第1项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物，其进一步包括二次发泡材料，该二次发泡材料为铝粉或铁粉，其中该二次发泡材料以作为第二次造氧催化之用。

10.一种减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其包括：

使用一现地土壤；

加入一土壤固化剂，该现地土壤先与该土壤固化剂混合搅拌；

再加入一稳泡材料;以及

接续加入一发泡材料进行发泡；

其中该现地土壤、土壤固化剂、稳泡材料及发泡材料系再

利用一调配水进行混合搅拌，并浇注静置发泡于一现地或模具内以形成一轻质合成物。

11.如权利要求第10项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其中添加该现地土壤占该轻质合成物的重量百分为10%至90%，该土壤固化剂占该轻质合成物的重量百分比为10%至50%，该发泡材料占该轻质合成物的重量百分比为0.05%至3%，该稳泡材料占该轻质合成物的重量百分比为0.01%至3%。

12.如权利要求第10项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其进一步加入包括一催化剂，该催化剂为氢氧化钠，该催化剂系作造氧催化之用。

13.如权利要求第10项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其中该稳泡材料为甲基纤维素或海菜粉。

14.如权利要求第10项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其中该发泡材料为氧气、过氧化氢或高锰酸钾。

15.一种减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其包括：

使用一现地土壤；

接续加入一发泡材料，其中该发泡材料系再混合搅拌前先进行发泡；

再将该现地土壤、该土壤固化剂与该发泡材料混和搅拌，并浇注静置发泡于一现地或模具内以形成一轻质合成物。

16.如权利要求第15项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其中该发泡材料系为甲基纤维素加入明胶及气泡混和搅拌后所产生。

17.如权利要求第15项所述的减轻土堤荷重的轻质合成物制作工法，其中再进一步添加二次发泡材料，该二次发泡材料为铝粉或铁粉，其中该二次发泡材料以作为第二次造氧催化之用。