CN113004006A - 一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土，包括以下重量份的原料：水泥0‑400份、掺合料100‑1000份、水200‑500份、增强剂0‑10份、缓凝剂0.1‑2份和发泡剂0.3‑2份；制备方法：(1)称取各原料；(2)将水泥、掺合料、水、增强剂和缓凝剂以50‑150r/min的速度混合搅拌2‑5min，得到复合浆料；(3)先将发泡剂进行发泡得到发泡泡沫，然后与复合浆料进行搅拌混合；(4)现场浇筑或者工厂预制，即得。本发明产品内部闭孔率高，保温隔热，隔音性能佳，填充自密实性；可以大量应用到掺合料，既解决了固废利用问题，又降低了水化，实现了缓凝浇筑目的。

Description

一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，更具体的说是涉及一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土及其制备方法。
背景技术
经过多年的城市发展，废弃石油管道仍然大量存在，长期存在于地下、道路旁边或旧城区下。目前，废弃石油管道的处理方案大多采用开挖和回填，但是，城区房屋的地下无法进行大规模的开挖，废弃石油管道长时间存在于房屋之下，终是隐患。
目前采用的回填方案主要为回填水或者回填液态粉煤灰。其中，回填水水属于流体材料，且无法保证密实，时间久了以后还是会存在空腔，从而存在安全隐患；而液态粉煤灰虽然很常规，但是回填难度大，且粉煤灰易沉降，比重较大，从而增大了废弃石油管道内的荷载，长此以往，势必影响整个地下的承载力安全；此外，液态粉煤灰的综合成本也不低，且粉煤灰的量越来越少，回填液态粉煤灰的成本会越来越高。
泡沫轻质土，是通过气泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。它属于气泡状绝热材料，突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔，使混凝土轻质化和保温隔热化。
采用泡沫轻质土进行废弃石油管道的回填能够避免以上问题，但是由于管道输送距离远，对泡沫轻质土的流动度要求较高，且对凝结时间也有很大的要求。
因此，如何研发一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土及其制备方法，以解决现有技术中的不足。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土，包括以下重量份的原料：水泥0-400份、掺合料100-1000份、水200-500份、增强剂0-10份、缓凝剂0.1-2份和发泡剂0.3-2份；
优选为：水泥200份、掺合料500份、水300份、增强剂5份、缓凝剂1份和发泡剂1份。
进一步，上述水泥为PO42.5级及以上的普通硅酸盐水泥。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明所选水泥与水反应后能形成坚固的水泥石，将掺合料牢固地粘结成整体，从而使泡沫轻质土具有一定的物理力学性能。
进一步，上述掺合料为矿物掺合料，优选为粉煤灰、尾矿、赤泥、矿渣粉、钢渣微粉、钢渣尾泥、石膏、硅藻土、铝灰、垃圾焚烧飞灰、水淬渣或水淬渣粉、硅灰中的至少一种。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明将矿物掺合料等工业固体废弃物加入泡沫轻质土中，可有效提高泡沫轻质土的特性，降低施工过程中的水化热问题，同时有效提高了固体废弃物的利用率。
进一步，上述水为地下淡水。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，来源广泛，价格低廉，使用方便。
进一步，上述增强剂为三乙醇胺和/或氯化镁。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明所选增强剂具有高孔隙率、高承载力、低塑性等特点，能够降低水灰比，增强粘聚性能，改善体积稳定性，在确保泡沫轻质土孔隙率的同时，还有效提高了泡沫轻质土产品的质量。
进一步，上述缓凝剂为混凝土缓凝剂，优选为木质素类、糖类、磷酸盐、酒石酸盐、葡萄糖酸盐、柠檬酸及其盐类、纤维素及其衍生物。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明所选缓凝剂能够延缓水泥凝固，延长凝固时间，且不影响泡沫轻质土的后期强度。
进一步，上述发泡剂为HT复合发泡剂。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，河南华泰建材开发有限公司研发生产销售具有自主知识产权的HT复合发泡剂(专用于生产泡沫轻质土)，是由多种高分子成分经加工、变形、合成，制作而成的一种无污染的强力发泡剂，具有良好的发泡能力，pH值为中性，与水有很好的亲和性。主要原料使用无污染的动物蛋白质油和植物油，对生产者、使用者及环境都不会产生任何副作用。HT复合发泡剂具有高稳定性的泡沫囊，表现出极强的立体张力和特异的韧伸性，在泡沫水泥浆料终凝前保持密闭气孔状态，高压泵送到施工面(40层以上)不消泡、不塌落，其泡沫轻质土制品具有良好的保温、隔热、隔声效果。
一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述泡沫轻质土的重量份数称取各原料；
(2)将水泥、掺合料、水、增强剂和缓凝剂以50-150r/min的速度混合搅拌2-5min，得到复合浆料；
(3)先将发泡剂进行发泡得到发泡泡沫，然后将发泡泡沫与复合浆料进行搅拌混合，得到混合浆料；
(4)将混合浆料进行现场浇筑或者工厂预制成干密度为300-1200kg/m3的产品，即得用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土。
进一步，上述步骤(2)中，混合搅拌的速度为100r/min，时间为3min。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.产品容重可调，容重轻至300kg/m3，大大降低了填充体的荷载；
2.经过配比调整，流值可达到300mm以上，缓凝时间可以达到10h以上；
3.产品内部闭孔率高，保温隔热，隔音性能佳，填充自密实性；
4.产品可以大量应用到掺合料，既解决了固废利用问题，又降低了水化，实现了缓凝浇筑目的；
5.本发明泡沫轻质土生产简单、快速，一根管道直接浇筑成型；设备轻巧方便；生产不限定于厂区，可现场直接施工也可进行工厂预制，市场容量很大；
6.产品成本低，社会效益明显。
具体实施方式
下面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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土，包括以下重量的原料：PO42.5级普通硅酸盐水泥100kg、粉煤灰100kg、地下淡水200kg、三乙醇胺10kg、木质素类混凝土缓凝剂2kg和HT复合发泡剂2kg；
上述用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述泡沫轻质土的重量称取各原料；
(2)将PO42.5级普通硅酸盐水泥、粉煤灰、地下淡水、三乙醇胺和木质素类混凝土缓凝剂以50r/min的速度混合搅拌5min，得到复合浆料；
(3)先将HT复合发泡剂进行发泡得到发泡泡沫，然后将发泡泡沫与复合浆料进行搅拌混合，得到混合浆料；
(4)将混合浆料进行现场浇筑，即得用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土。
实施例2
用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土，包括以下重量的原料：PO42.5级普通硅酸盐水泥200kg、尾矿500kg、地下淡水300kg、三乙醇胺5kg、磷酸盐混凝土缓凝剂1kg和HT复合发泡剂1kg；
上述用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述泡沫轻质土的重量称取各原料；
(2)将PO42.5级普通硅酸盐水泥、尾矿、地下淡水、三乙醇胺和磷酸盐混凝土缓凝剂以100r/min的速度混合搅拌3min，得到复合浆料；
(3)先将HT复合发泡剂进行发泡得到发泡泡沫，然后将发泡泡沫与复合浆料进行搅拌混合，得到混合浆料；
(4)将混合浆料进行现场浇筑，即得用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土。
实施例3
用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土，包括以下重量的原料：PO42.5级普通硅酸盐水泥400kg、矿渣粉1000kg、地下淡水500kg、氯化镁1kg、酒石酸盐混凝土缓凝剂0.1kg和HT复合发泡剂0.3kg；
上述用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述泡沫轻质土的重量称取各原料；
(2)将PO42.5级普通硅酸盐水泥、矿渣粉、地下淡水、氯化镁和酒石酸盐混凝土缓凝剂以150r/min的速度混合搅拌2min，得到复合浆料；
(3)先将HT复合发泡剂进行发泡得到发泡泡沫，然后将发泡泡沫与复合浆料进行搅拌混合，得到混合浆料；
(4)将混合浆料工厂预制成干密度为300kg/m3的产品，即得用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土。
性能检测
各取少量实施例1-3制得的用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土产品，按照“建筑行业标准JG/T266-2011《泡沫轻质土》”的规定，分别进行干容重、湿容重、7天产品强度指标和28天产品强度指标测试，检测结果如表1所示。
表1实施例1-3泡沫轻质土产品性能测试结果
Figure BDA0002965868120000061
由表1可知，本发明实施例1-3制得的用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土产品的性能都达到“建筑行业标准JG/T266-2011《泡沫轻质土》”的相应标准.其中，实施例2的产品性能最佳。
以上试验说明，本发明用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土物理性能优异。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥0-400份、掺合料100-1000份、水200-500份、增强剂0-10份、缓凝剂0.1-2份和发泡剂0.3-2份。
2.根据权利要求1所述的一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土，其特征在于，包括以下重量份的原料：水泥200份、掺合料500份、水300份、增强剂5份、缓凝剂1份和发泡剂1份。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土，其特征在于，所述水泥为PO42.5级及以上的普通硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土，其特征在于，所述掺合料为矿物掺合料。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土，其特征在于，所述水为地下淡水。
6.根据权利要求1或2所述的一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土，其特征在于，所述增强剂为三乙醇胺和/或氯化镁。
7.根据权利要求1或2所述的一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土，其特征在于，所述缓凝剂为混凝土缓凝剂。
8.根据权利要求1或2所述的一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土，其特征在于，所述发泡剂为HT复合发泡剂。
9.一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)按权利要求1-8任一项所述泡沫轻质土的重量份数称取各原料；
(2)将水泥、掺合料、水、增强剂和缓凝剂以50-150r/min的速度混合搅拌2-5min，得到复合浆料；
(3)先将发泡剂进行发泡得到发泡泡沫，然后将发泡泡沫与复合浆料进行搅拌混合，得到混合浆料；
(4)将混合浆料进行现场浇筑或者工厂预制成干密度为300-1200kg/m3的产品，即得所述用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土。
10.根据权利要求9所述的一种用于废弃石油管道回填的泡沫轻质土的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述混合搅拌的速度为100r/min，时间为3min。
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