CN112624671A - 一种水下泡沫轻质土现场制备方法 - Google Patents

一种水下泡沫轻质土现场制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水下不分散泡沫轻质土及其制备方法，所述水下不分散泡沫轻质土所含各原料组分按重量所占百分比为：10％～80％水泥，10％～50％掺和料，10％～50％新型掺和料，0.04％～0.5％抗分散剂，0.02％～2％早强剂，30％～70％水；所述水下不分散泡沫轻质土中均匀分布有气孔，所述气孔占所述水下不分散泡沫轻质土总体积的5％～50％。该水下不分散泡沫轻质土具有优异的水下抗分散能力，基本不消泡，体积稳定性好，制作成本低，可很好的应用于水下充填作业。

Description

一种水下泡沫轻质土现场制备方法
技术领域
本发明涉及到建材领域，具体涉及到一种水下泡沫轻质土现场制备方法。
背景技术
随着我国基础设施建设的大力发展，施工工程中遇到水下施工的工况越来越频繁。目前在水下充填作业中，通常以普通混凝土作为主要充填材料，为了满足填充需求和成型需求，实际施工中对普通混凝土要求比较高，既需要混凝土具有较大的流动性，同时也需要混凝土具有良好的水下抗分散能力，满足需要条件的混凝土成本都较高。
泡沫轻质土是通过将泡沫和浆体混合搅拌均匀所形成的一种轻质材料，其硬化后内部具有大量封闭气孔，具有质量轻和透水性低等特点。泡沫轻质土的密度可以在300～1500kg/m3范围内调节，抗压强度范围0.3～20MPa。
长期以来，由于泡沫轻质土的轻质性等原因，一直未将其应用于水下充填领域。
发明内容
为了降低水下充填作业的施工成本，本发明提供了一种水下不分散泡沫轻质土及其制备方法，该水下不分散泡沫轻质土具有优异的水下抗分散能力，基本不消泡，体积稳定性好，制作成本低，可很好的应用于水下充填作业。
相应的，本发明提供一种水下不分散泡沫轻质土，所述水下不分散泡沫轻质土所含各原料组分按重量所占百分比为：10％～80％水泥，10％～50％掺和料， 10％～50％新型掺和料，0.04％～0.5％抗分散剂，0.02％～2％早强剂，30％～70％水；
所述水下不分散泡沫轻质土中均匀分布有气孔，所述气孔占所述水下不分散泡沫轻质土总体积的5％～50％。
可选的实施方式，所述掺合料为矿渣粉和/或粉煤灰。
可选的实施方式，所述新型掺合料为陶瓷抛光渣和/或黏土。
可选的实施方式，所述陶瓷抛光渣为陶瓷抛光过程产生的粒径小于45μm、强度活性指数大于70％的废料。
可选的实施方式，所述黏土为含有SiO2和Al2O3的活性硅铝物质。
可选的实施方式，所述抗分散剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的其中一种；或所述抗分散剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的两种以上的混合物。
可选的实施方式，所述气孔基于发泡剂物理发泡形成。
可选的实施方式，所述早强剂为甲酸钙早强剂或复合型早强剂。
相应的，本发明还提供了一种水下不分散泡沫轻质土的制备方法，用于任一项所述的水下不分散泡沫轻质土的制备，包括：
基于所述水下不分散泡沫轻质土的组分和重量配比，将抗分散剂加入水中混合搅拌均匀，得到混合液；
将水泥、掺和料、新型掺和料、早强剂加入所述混合液中搅拌均匀，得到混合料浆；
在所述混合料浆中通入泡沫并搅拌均匀，得到所述水下不分散泡沫轻质土。
可选的实施方式，所述泡沫基于发泡剂按预设比例稀释后经物理发泡制成。
本发明提供了一种水下不分散泡沫轻质土及其制备方法，通过使用陶瓷抛光渣和粘土作为新型掺和料，既解决了陶瓷抛光产生的固废堆存污染问题，实现了固废资源化利用，又降低了成本，而黏土可以就地取材，大大节省了成本；通过添加抗分散剂，使泡沫轻质土具有良好的黏聚性，同时又保持其良好的流动度，在水下浇筑施工时浆体流失量较小，泡沫冒出也较小；该泡沫轻质土透水系数为10-5量级，透水性较低，水下不分散泡沫轻质土在水下填充时，强度可以继续增长，不会因透水而造成“水毁”，具有良好的水下施工适应性。
附图说明
图1示出了本发明实施例的一种水下不分散泡沫轻质土的制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
具体的，一种水下不分散泡沫轻质土，所述水下不分散泡沫轻质土所含各原料组分按重量所占百分比为：10％～80％水泥，10％～50％掺和料，10％～50％新型掺和料，0.04％～0.5％抗分散剂，0.02％～2％早强剂，30％～70％水；
所述水下不分散泡沫轻质土中均匀分布有气孔，所述气孔占所述水下不分散泡沫轻质土总体积的5％～50％。
可选的实施方式，所述掺合料为矿渣粉和/或粉煤灰，即所述掺合料可以为矿渣粉，也可以为粉煤灰，还可以为矿渣粉和粉煤灰的混合物。
可选的实施方式，所述新型掺合料为陶瓷抛光渣和/或黏土，即所述新型掺合料可以为陶瓷抛光渣，也可以为黏土，还可以为陶瓷抛光渣和黏土的混合物。
可选的实施方式，所述陶瓷抛光渣为陶瓷抛光过程产生的粒径小于45μm、强度活性指数大于70％的废料。具体的，陶瓷抛光渣的废料粒径一般在100μm 以下，需要通过45μm筛筛选，筛选比例一般为30％左右。
黏土为含有一定活性SiO2和Al2O3的活性硅铝物质，其中有机质含量低于 5％，且所述黏土为非膨胀土。
可选的，所述抗分散剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的其中一种；或所述抗分散剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的两种以上的混合物。
可选的，所述气孔基于发泡剂物理发泡形成。
可选的，所述早强剂为甲酸钙早强剂或复合型早强剂。
相应的，本发明实施例还提供了一种水下不分散泡沫轻质土的制备方法，用于上述任一项所述的水下不分散泡沫轻质土的制备，包括：
S101：基于水下不分散泡沫轻质土的组分和重量配比，将抗分散剂加入水中混合搅拌均匀，得到混合液；
具体的，抗分散剂的用量是需要根据所要回填的对象的静水和流水情况选择适当的湿密度，然后以此为依据首先确认抗分散剂和水的比例，根据所要回填的体积确定抗分散剂和水的最终用量；
S102：将水泥、掺和料、新型掺和料、早强剂加入所述混合液中搅拌均匀，得到混合料浆；
S103：在所述混合料浆中通入泡沫并搅拌均匀，得到所述水下不分散泡沫轻质土。
具体的，泡沫是基于发泡剂按预设比例稀释后经物理发泡制成。
以下列举若干个实施例对本发明的水下不分散泡沫轻质土及其制备方法进行说明。
实施例1
本发明实施例提供了一种水下不分散泡沫轻质土，其所含各组分为：水泥的质量占比为20％，矿渣粉(掺和料)的质量占比为20％，陶瓷抛光渣(新型掺和料)的质量占比为27％，羟乙基纤维素(抗分散剂)的质量占比为0.1％，甲酸钙(早强剂)的质量占比为0.5％，水的质量占比为32.4％；气泡占总体积的36％。
具体的，本发明实施例的水下不分散泡沫轻质土的制备方法，包括以下步骤：
设计湿密度1100kg/m3，按上述配比将羟乙基纤维素加入水中混合搅拌均匀，得到混合液；
将水泥、矿渣粉、陶瓷抛光渣、甲酸钙加入上述的混合液中搅拌均匀，得到混合料浆；
将发泡剂按一定比例稀释，制成泡沫加入所述混合料浆中搅拌均匀，得到水下不分散泡沫轻质土。
实施例2
本发明实施例提供了一种水下不分散泡沫轻质土，其所含各组分为：水泥的质量占比为25％，粉煤灰(掺和料)的质量占比为13％，陶瓷抛光渣(新型掺和料)的质量占比为24％，羧甲基纤维素钠(抗分散剂)的质量占比为0.06％，甲酸钙(早强剂)的质量占比为0.8％，水的质量占比为36.14％，气泡占总体积的25％。
具体的，本发明实施例的水下不分散泡沫轻质土的制备方法，包括以下步骤：
设计湿密度1200kg/m3，按上述配比将羧甲基纤维素钠加入水中混合搅拌均匀，得到混合液；
将水泥、粉煤灰、陶瓷抛光渣、甲酸钙加入上述的混合液中搅拌均匀，得到混合料浆；
将发泡剂按一定比例稀释，制成泡沫加入所述混合料浆中搅拌均匀，得到水下不分散泡沫轻质土。
实施例3
本发明实施例提供了一种水下不分散泡沫轻质土，其所含各组分为：水泥的质量占比为30％，矿渣粉(掺和料)的质量占比为18％，黏土(新型掺和料) 的质量占比为12％，羟丙基甲基纤维素(抗分散剂)的质量占比为0.1％，复合型早强剂(早强剂)的质量占比为0.08％，水的质量占比为37.82％，气泡占中体积的26％。
本发明实施例的水下不分散泡沫轻质土的制备方法，包括以下步骤：
设计湿密度1300kg/m3，按上述配比将羟丙基甲基纤维素加入水中混合搅拌均匀，得到混合液；
将水泥、矿渣粉、黏土、复合型早强剂加入上述的混合液中搅拌均匀，得到混合料浆；
将发泡剂按一定比例稀释，制成泡沫加入所述混合料浆中搅拌均匀，得到水下不分散泡沫轻质土。
实施例4
本发明实施例提供了一种水下不分散泡沫轻质土，其所含各组分为：水泥的质量占比为12％，矿渣粉(掺和料)的质量占比为18％，陶瓷抛光渣(新型掺和料)的质量占比为30％，羟丙基甲基纤维素(抗分散剂)的质量占比为0.1％，复合型早强剂(早强剂)的质量占比为0.06％，水的质量占比为37.84％，气泡占体积14％。
本发明实施例的水下不分散泡沫轻质土的制备方法，包括以下步骤：
设计湿密度1400kg/m3，按上述配比将羟丙基甲基纤维素加入水中混合搅拌均匀，得到混合液；
将水泥、矿渣粉、陶瓷抛光渣、复合型早强剂加入上述的混合液中搅拌均匀，得到混合料浆；
将发泡剂按一定比例稀释，制成泡沫加入所述混合料浆中搅拌均匀，得到水下不分散泡沫轻质土。
实施例5
本发明实施例提供了一种水下不分散泡沫轻质土，其所含各组分为：水泥的质量占比为26％，矿渣粉(掺和料)的质量占比为20％，陶瓷抛光渣(新型掺和料)的质量占比为20％，羟乙基纤维素(抗分散剂)的质量占比为0.07％，复合型早强剂(早强剂)的质量占比为0.1％，水的质量占比为33％，气泡占体积14％。
本发明实施例的水下不分散泡沫轻质土的制备方法，包括以下步骤：
设计湿密度1500kg/m3，按上述配比将羟乙基纤维素加入水中混合搅拌均匀，得到混合液；
将水泥、矿渣粉、陶瓷抛光渣、复合型早强剂加入上述的混合液中搅拌均匀，得到混合料浆；
将发泡剂按一定比例稀释，制成泡沫加入所述混合料浆中搅拌均匀，得到水下不分散泡沫轻质土。
结合实施例1至5，实施例1至5的水下不分散泡沫轻质土的性能测试数据如表1所示。
Figure BDA0002818876020000061
Figure BDA0002818876020000071
表1
综上，与现有技术相比，本发明实施例的水下不分散泡沫轻质土及其制备方法的有益效果是：
本发明中使用陶瓷抛光渣和粘土作为新型掺和料，既解决了陶瓷抛光产生的固废堆存污染问题，实现了固废资源化利用，又降低了成本，而黏土可以就地取材，大大节省了成本；通过添加抗分散剂，使泡沫轻质土具有良好的黏聚性，同时又保持其良好的流动度，在水下浇筑施工时浆体流失量较小，泡沫冒出也较小；该泡沫轻质土透水系数为10-5量级，透水性较低，水下不分散泡沫轻质土在水下填充时，强度可以继续增长，不会因透水而造成“水毁”。
以上对本发明实施例所提供的一种水下不分散泡沫轻质土及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种水下不分散泡沫轻质土，其特征在于，所述水下不分散泡沫轻质土所含各原料组分按重量所占百分比为：10％～80％水泥，10％～50％掺和料，10％～50％新型掺和料，0.04％～0.5％抗分散剂，0.02％～2％早强剂，30％～70％水；
所述水下不分散泡沫轻质土中均匀分布有气孔，所述气孔占所述水下不分散泡沫轻质土总体积的5％～50％。
2.如权利要求1所述的水下不分散泡沫轻质土，其特征在于，所述掺合料为矿渣粉和/或粉煤灰。
3.如权利要求1所述的水下不分散泡沫轻质土，其特征在于，所述新型掺合料为陶瓷抛光渣和/或黏土。
4.如权利要求3所述的水下不分散泡沫轻质土，其特征在于，所述陶瓷抛光渣为陶瓷抛光过程产生的粒径小于45μm、强度活性指数大于70％的废料。
5.如权利要求3所述的水下不分散泡沫轻质土，其特征在于，所述黏土为含有SiO2和Al2O3的活性硅铝物质。
6.如权利要求3所述的水下不分散泡沫轻质土，其特征在于，所述抗分散剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的其中一种；
或所述抗分散剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的两种以上的混合物。
7.如权利要求1所述的水下不分散泡沫轻质土，其特征在于，所述气孔基于发泡剂物理发泡形成。
8.如权利要求1所述的水下不分散泡沫轻质土，其特征在于，所述早强剂为甲酸钙早强剂或复合型早强剂。
9.一种水下不分散泡沫轻质土的制备方法，其特征在于，用于权利要求1至8任一项所述的水下不分散泡沫轻质土的制备，包括：
基于所述水下不分散泡沫轻质土的组分和重量配比，将抗分散剂加入水中混合搅拌均匀，得到混合液；
将水泥、掺和料、新型掺和料、早强剂加入所述混合液中搅拌均匀，得到混合料浆；
在所述混合料浆中通入泡沫并搅拌均匀，得到所述水下不分散泡沫轻质土。
10.如权利要求9所述的水下不分散泡沫轻质土的制备方法，其特征在于，所述泡沫基于发泡剂按预设比例稀释后经物理发泡制成。
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