CN105174997B - 一种应用于高铁车站检修换填用轻质泡沫土 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于高铁车站检修换填用轻质泡沫土，它包含如下重量份的组成材料：水泥：240‑280份，活性混合材料：60‑80份，水：120‑140份，膨胀剂：2‑6份，稳泡剂：10‑18份，发泡剂：6‑12份，憎水剂：3‑10份，微沫剂：4‑8份；还包含有掺加量占总体积10%‑35%的陶粒轻骨料。所得的轻质泡沫土填充密实、稳泡效果好、强度高、不易开裂、柔韧性好，较一般的土建材料要轻，应用于填充工程施工中，可避免高填高挖等对环境的破坏，在保证荷载不变的情况下，可以大大提高填筑的高度，降低填筑对地基的影响，对地基承载力不足情况下的减荷作用非常明显。
Description
技术领域
本发明属于材料制备领域，特别涉及一种应用于高铁车站检修换填用轻质泡沫土。
背景技术
高铁运输的逐渐普及，大大提高了列车运行的速度，随之相适应的站台地面的检修等也都需要配合提升，为了保证高铁快速正常的运输，这些附属项目的施工就需要更具有优势的材料来进行施工建设。
尤其是在高人流的运行环境下，若站台地基承载力不足，地基不均匀，会有可能造成地基沉降、路面坍陷等情况，年代久远而站台面过低的高铁站台，遇到大雨天气时，容易造成积水，影响旅客的正常出行。为此，按照现有的施工方法，可以对地基或者站台进行加固夯实并采用回填土的方法进行换填、回填以进行修缮和提高站台面标高，传统填充材料多为覆土及普通硅酸盐基泡沫土或者硫铝酸盐水泥基泡沫土，但是普通硅酸盐基泡沫土凝结时间慢，会导致泡沫土易塌模、下沉 ，而硫铝酸盐水泥基泡沫土则表面容易粉化，与粘结砂浆之间粘结不紧，从而影响整个地基或者站台的安全性与稳定性，而且不论是覆土还是普通泡沫土的自重都较大，强度偏低，这无疑会对地基承载力产生巨大影响。
轻质泡沫土是将发泡剂引入砂浆，经成型和养护形成的含大量封闭气孔的轻质泡沫土。轻质泡沫土具有质量轻、保温隔热性能好、不易开裂、柔韧性好等优点，可以充当工程中的承重、保温、隔断和填充材料，已被广泛的应用于墙体保温隔热系统、管线回填、路基处理等领域，有着巨大的经济意义和良好的发展前景。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，针对高铁车站检修换填用传统填充材料自重较大，对地基承载力产生巨大影响的问题，公开了一种应用于高铁车站检修换填用轻质泡沫土，其填充密实、稳泡效果好、强度高、不易开裂、柔韧性好。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下所述：
一种应用于高铁车站检修换填用轻质泡沫土，其中，它包含如下重量份的组成材料：水泥：240-280份，活性混合材料：60-80份，水：120-140份，膨胀剂：2-6份，稳泡剂：10-18份，发泡剂：6-12份，憎水剂：3-10份，微沫剂：4-8份；还包含有掺加量占总体积10%-35%的陶粒轻骨料。
进一步的，所述水泥采用PO42.5水泥。
进一步的，所述活性混合材料包括粒化高炉矿渣、烧粘土、煤灰粉中的一种或多种。
进一步的，所述膨胀剂采用高性能混凝土膨胀剂，其成分包括有铝酸钙熟料、氧化铝石膏超塑化剂、缓凝剂中至少一种。
进一步的，所述稳泡剂采用聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、骨胶中至少一种。
进一步的，所述发泡剂采用动物型复合发泡剂，其成分包括动物蛋白、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烯基磺酸钠中至少一种。
进一步的，所述憎水剂采用硬脂酸钙、硬脂酸锌、有机硅、无机铝盐中的一种或多种。
进一步的，所述微沫剂采用发泡剂与水按 1:1000 的重量份配比混合稀释制得。
进一步的，所述的轻质泡沫土的生产方法，包括以下工艺步骤：
1）水泥浆的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，搅拌状态向双轴搅拌机内通过水泵和注料机按所述配比分别注入水、水泥、活性混合材料、稳泡剂、膨胀剂、增强剂和憎水剂，同时通过自动化发泡水泥设备主机变频器控制加水、注料及搅拌速度，确保无水泥团即可进行浇筑施工，其中加水、注料及搅拌动力机电源输入频率均控制在50-70HZ范围内；
2）泡沫的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，通过柱塞泵和空压机将发泡剂制成泡沫；
3）混合料的制备： 在自动化发泡水泥设备主机控制下，按所述配比分别将步骤1）制备的浆料和步骤 2）制备的泡沫输送到混合器内均匀混合制得混合浆料；
4）将制备的混合浆料浇注入成型模具。
进一步的，所述自动化发泡水泥设备主机控制系统采用缸推式主机系统。
本发明的有益效果是：
本发明的技术方案中，所用水泥采用PO42.5水泥，有效地减少了工业废料的排放和大量堆积，极大地降低了环境污染，具有很好的环保效益和社会效益，符合国家提倡的新型建材标准。所用活性混合材料采用粒化高炉矿渣、烧粘土、煤灰粉中的一种或多种，提高了轻质泡沫土的耐磨性，还可以作为微集料填充骨架孔隙；而且掺加陶粒轻骨料材料，可以改善产品内部结构层次，降低开裂，起到骨料支撑作用，降低轻质泡沫土的收缩，增加其强度，减轻其自重，减小泡沫土导热系数，提高泡沫的稳定性，进一步减少由于泡沫破裂而产生的坍塌、下沉，极大地提高了轻质泡沫土抗压、抗渗等性能，保障了水泥分散效果和分散稳定性，有效地提高泡沫土强度和耐久性，保证了材料的整体效果。所用膨胀剂采用高性能混凝土膨胀剂，加入高性能混凝土膨胀剂可以抵御产品的干燥收缩，降低开裂，提高轻质泡沫土的支撑骨架；另一方面，与单一成分的硫铝酸盐水泥基相比，加入高性能混凝土膨胀剂制得的低密度泡沫混凝土不易粉化，使得泡沫混凝土与粘结层的结合更为紧密；再者，高性能混凝土膨胀剂有微膨胀的特性，能够补偿泡沫混凝土由于泡沫破灭以及水泥水化收缩引起的体系收缩情况。所用稳泡剂采用聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、骨胶中至少一种，使发泡剂的稳泡效果提升，提高产品的浇筑高度。所用憎水剂采用硬脂酸钙、硬脂酸锌、有机硅、无机铝盐中的一种或多种，通过对水分的吸附或排斥作用实现对水分移动的阻止，降低了单位体积的吸水率。所述动物型复合发泡剂特别稳定，适宜生产轻质泡沫土，稳泡效果好，闭孔率高，孔径均匀、独立。制备工艺上通过采用缸推式主机系统，高效率、低成本地完成轻质泡沫土的生产施工。
该轻质泡沫土填充密实、稳泡效果好、强度高、不易开裂、柔韧性好，较一般的土建材料要轻，对土壤、水、空气等自然环境均无污染作用，应用于填充工程施工中，可避免高填高挖等对环境的破坏，在保证荷载不变的情况下，可以大大提高填筑的高度，降低填筑对地基的影响，对地基承载力不足情况下的减荷作用非常明显。
具体实施方式
本发明的轻质泡沫土包含如下重量份的组成材料：水泥：240-280份，活性混合材料：60-80份，水：120-140份，膨胀剂：2-6份，稳泡剂：10-18份，发泡剂：6-12份，憎水剂：3-10份，微沫剂：4-8份；还包含有掺加量占总体积10%-35%的陶粒轻骨料。在保证填充密实、稳泡效果好的同时，也获得了符合工程要求的强度，地基承载力满足使用要求及不易开裂的性能，而且柔韧性好、不易开裂，较理想的解决了高铁附属施工中路基换填、站台修缮和提高遇到的问题；其生产方法，工艺简单、操作简便。
实施例1
一种应用于高铁车站检修换填用轻质泡沫土，包含如下重量份的组成材料：水泥：240份，粒化高炉矿渣：60份，水：120份，高性能混凝土膨胀剂：2份，聚丙烯酰胺：10份，发泡剂：6份，硬脂酸钙：3份，微沫剂：4份；陶粒轻骨料占总体积的10%。
其生产方法包括以下步骤：
1）水泥浆的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，搅拌状态向双轴搅拌机内通过水泵和注料机按所述配比分别注入水、水泥、活性混合材料、稳泡剂、膨胀剂、增强剂和憎水剂，同时通过自动化发泡水泥设备主机变频器控制加水、注料及搅拌速度，确保无水泥团即可进行浇筑施工，其中加水、注料及搅拌动力机电源输入频率均控制在50-70HZ范围内；
2）泡沫的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，通过柱塞泵和空压机将发泡剂制成泡沫，主机变频控制微沫剂的多少，通过柱塞泵将微沫剂抽到管道内，同时，空压机给管道提供气体，并通过主机控制气流的大小，微沫剂在气体的作用下通过钢丝球过滤器产生泡沫，要求泡沫尽量干燥、均匀、有韧性；
3）混合料的制备： 在自动化发泡水泥设备主机控制下，按所述配比分别将步骤1）制备的浆料和步骤 2）制备的泡沫输送到混合器内均匀混合制得混合浆料，此步骤通过调节抽浆动力机的频率控制单位时间内抽浆量的大小，进而实现对成品容重的控制，浆料通过软管泵抽送到混合器内，泡沫通过泡沫管道输送到混合器内，通过与混合器内狼牙棒四周的突出物进行碰撞、翻腾，使浆料与泡沫均匀混合；
4）排设管道将制备的混合浆料输送浇注入成型模具；
5) 专业人员进行找坡、找平处理；
6) 养护28天即得。
实施例2
一种应用于高铁车站检修换填用轻质泡沫土，包含如下重量份的组成材料：水泥：250份，烧黏土：30份，粒化高炉矿渣30份，水：125份，高性能混凝土膨胀剂：4份，聚乙烯醇：12份，发泡剂：8份，硬脂酸锌：4份，微沫剂：6份；陶粒轻骨料占总体积的15%。
其生产方法包括以下步骤：
1）水泥浆的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，搅拌状态向双轴搅拌机内通过水泵和注料机按所述配比分别注入水、水泥、活性混合材料、稳泡剂、膨胀剂、增强剂和憎水剂，同时通过自动化发泡水泥设备主机变频器控制加水、注料及搅拌速度，确保无水泥团即可进行浇筑施工，其中加水、注料及搅拌动力机电源输入频率均控制在50-70HZ范围内；
2）泡沫的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，通过柱塞泵和空压机将发泡剂制成泡沫，主机变频控制微沫剂的多少，通过柱塞泵将微沫剂抽到管道内，同时，空压机给管道提供气体，并通过主机控制气流的大小，微沫剂在气体的作用下通过钢丝球过滤器产生泡沫，要求泡沫尽量干燥、均匀、有韧性；
3）混合料的制备： 在自动化发泡水泥设备主机控制下，按所述配比分别将步骤1）制备的浆料和步骤 2）制备的泡沫输送到混合器内均匀混合制得混合浆料，此步骤通过调节抽浆动力机的频率控制单位时间内抽浆量的大小，进而实现对成品容重的控制，浆料通过软管泵抽送到混合器内，泡沫通过泡沫管道输送到混合器内，通过与混合器内狼牙棒四周的突出物进行碰撞、翻腾，使浆料与泡沫均匀混合 ；
4）利用泵车将制备的混合浆料输送浇注入成型模具；
5) 专业人员进行找坡、找平处理 ；
6) 养护28天即得。
实施例3
一种应用于高铁车站检修换填用轻质泡沫土，包含如下重量份的组成材料：水泥：260份，烧黏土：25份，粒化高炉矿渣30份，水：130份，高性能混凝土膨胀剂：5份，骨胶：16份，发泡剂：8份，有机硅：6份，微沫剂：7份；陶粒轻骨料占总体积的20%。
其生产方法包括以下步骤：
1）水泥浆的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，搅拌状态向双轴搅拌机内通过水泵和注料机按所述配比分别注入水、水泥、活性混合材料、稳泡剂、膨胀剂、增强剂和憎水剂，同时通过自动化发泡水泥设备主机变频器控制加水、注料及搅拌速度，确保无水泥团即可进行浇筑施工，其中加水、注料及搅拌动力机电源输入频率均控制在50-70HZ范围内；
2）泡沫的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，通过柱塞泵和空压机将发泡剂制成泡沫，主机变频控制微沫剂的多少，通过柱塞泵将微沫剂抽到管道内，同时，空压机给管道提供气体，并通过主机控制气流的大小，微沫剂在气体的作用下通过钢丝球过滤器产生泡沫，要求泡沫尽量干燥、均匀、有韧性；
3）混合料的制备： 在自动化发泡水泥设备主机控制下，按所述配比分别将步骤1）制备的浆料和步骤 2）制备的泡沫输送到混合器内均匀混合制得混合浆料，此步骤通过调节抽浆动力机的频率控制单位时间内抽浆量的大小，进而实现对成品容重的控制，浆料通过软管泵抽送到混合器内，泡沫通过泡沫管道输送到混合器内，通过与混合器内狼牙棒四周的突出物进行碰撞、翻腾，使浆料与泡沫均匀混合 ；
4）排设管道将制备的混合浆料输送浇注入成型模具；
5) 专业人员进行找坡、找平处理；
6) 养护28天即得。
实施例4
一种应用于高铁车站检修换填用轻质泡沫土，包含如下重量份的组成材料：水泥：280份，粒化高炉矿渣：40份，烧粘土：40份，水：140份，高性能混凝土膨胀剂：6份，骨胶：18份，发泡剂：12份，无机铝盐：10份，微沫剂：8份；陶粒轻骨料占总体积的30%。
其生产方法包括以下步骤：
1）水泥浆的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，搅拌状态向双轴搅拌机内通过水泵和注料机按所述配比分别注入水、水泥、活性混合材料、稳泡剂、膨胀剂、增强剂和憎水剂，同时通过自动化发泡水泥设备主机变频器控制加水、注料及搅拌速度，确保无水泥团即可进行浇筑施工，其中加水、注料及搅拌动力机电源输入频率均控制在50-70HZ范围内；
2）泡沫的制备：利用自动化发泡水泥设备主机控制，通过柱塞泵和空压机将发泡剂制成泡沫，主机变频控制微沫剂的多少，通过柱塞泵将微沫剂抽到管道内，同时，空压机给管道提供气体，并通过主机控制气流的大小，微沫剂在气体的作用下通过钢丝球过滤器产生泡沫，要求泡沫尽量干燥、均匀、有韧性；
3）混合料的制备： 在自动化发泡水泥设备主机控制下，按所述配比分别将步骤1）制备的浆料和步骤 2）制备的泡沫输送到混合器内均匀混合制得混合浆料，此步骤通过调节抽浆动力机的频率控制单位时间内抽浆量的大小，进而实现对成品容重的控制，浆料通过软管泵抽送到混合器内，泡沫通过泡沫管道输送到混合器内，通过与混合器内狼牙棒四周的突出物进行碰撞、翻腾，使浆料与泡沫均匀混合；
4）排设管道将制备的混合浆料输送浇注入成型模具；
5) 专业人员进行找坡、找平处理；
6) 养护28天即得。
上述4个实施例静置自然养护28天后所得一种应用于高铁车站检修换填用轻质泡沫土的主要检测参数如下表1所示：
由表1可以看出，本发明的轻质泡沫土湿密度为445～554kg/m3、28d抗压强度达到1.2～1.8Mpa，体积吸水率在10.1～11.4L/m3，充分体现了轻质泡沫混凝土强度大、防水的特点，符合工程要求的强度，地基承载力满足使用要求及不易开裂的性能，而且柔韧性好、填充密实，可以较理想的解决了高铁附属施工中路基换填、站台修缮和提高遇到的问题。
Claims (1)
1.一种应用于高铁车站检修换填用轻质泡沫土，其特征在于，它包含如下重量份的组成材料：水泥：240-280份，活性混合材料：60-80份，水：120-140份，膨胀剂：2-6份，稳泡剂：10-18份，发泡剂：6-12份，憎水剂：3-10份，微沫剂：4-8份；还包含有掺加量占总体积10%-35%的陶粒轻骨料；
所述水泥采用 PO42.5水泥；
所述膨胀剂采用高性能混凝土膨胀剂，其成分包括铝酸钙熟料；
所述发泡剂采用动物型复合发泡剂，其成分包括动物蛋白、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烯基磺酸钠中至少一种；
所述微沫剂采用发泡剂与水按 1:1000 的重量份配比混合稀释制得；
所述活性混合材料包括粒化高炉矿渣、烧粘土、煤灰粉中的一种或多种；
所述稳泡剂采用聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、骨胶中至少一种；
所述憎水剂采用硬脂酸钙、硬脂酸锌、有机硅、无机铝盐中的一种或多种。
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