CN115140994B - 一种高强型胶结料、模袋混凝土及其制备与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及胶结料技术领域,具体涉及一种模袋混凝土用高强型胶结料、相关模袋混凝土及其制备与应用。本发明合理选配水泥、工业副产石膏、抗结团剂、矿物外加剂作为原料,在模袋混凝土的制备过程中,没有使用传统的粗骨料、细骨料,而是就地取材,使用施工地的土体,并且在合理配方选择下,能够使得混凝土7天无侧限抗压强度在6.5MPa以上,28天无侧限抗压强度在10MPa以上。

Description

一种高强型胶结料、模袋混凝土及其制备与应用
技术领域
本发明涉及胶结料技术领域,具体的为一种模袋混凝土用高强型胶结料、相关模袋混凝土及其制备与应用。
背景技术
模袋混凝土以双层高强度机织化学纤维织物制成连续(或单独)的袋状体作为柔性模板并由高压泵将混凝土充灌于袋中形成的防护结构。可用作土石坝,堤防护坡,河流、湖泊、海岸的护岸和护底等结构。其厚度、形状按需要设计,如可设置排水滤点以排除坡内积水、以铰链状连接各单元以适应坡面不均匀沉降、以框格状种植草皮以改善环境。具有设计灵活、施工便捷、质量可靠和可水下施工而无需构筑围堰等特点。
现有的模袋混凝土一般使用粗骨料、细骨料、水泥、外加剂(如减水剂、调凝剂、引气剂、保塑剂)为原料制备得到,配方沿用传统混凝土配方思路。但是该类配方水泥消耗量大,对粗骨料、细骨料资源依赖性强。目前水泥价格不断攀升,已涨至近800元/吨,黄砂、石子等粗骨料资源匮乏短缺,原材料供应问题日趋严峻。
目前,已经有研究尝试添加各种固废到模袋混凝土配方中,例如CN106904916A公开了一种填海围堰用模袋固化土及其制备方法和应用方法,该专利中模袋固化土以废泥浆、复合絮凝剂、泥浆结构剂和生物质纤维为原料制备而成。废泥浆采用地挖隧道工程的泥水盾构机掘进过程中形成的废泥浆或桩基工程和地下连续墙工程施工中形成的废泥浆,虽然可以达到固废的有效利用,但是为了利用废泥浆,必须将废泥浆进行临时储存,而且使用时需要运送到施工现场,增加存储和运送环节会提升成本,操作也不便利。另外,其还需要使用复合絮凝剂、泥浆结构剂和生物质纤维,成分较为复杂。
CN101456705A公开了一种使用工业固体废弃物的水工模袋混凝土,由粗集料、细集料、胶结料、增强纤维、水五部分经过搅拌混合、注入模袋等工序制备而成。所述的粗集料为钢渣或尾矿,所述的细集料为尾矿砂或粉煤灰粗渣或河砂组成,其沿用的仍然是传统的模袋混凝土配方思路,需要使用粗集料、细集料,而粗集料、细集料无法就地取材。对于河岸护堤来说,河沙/河砂可以就地取材,但是也面临着河沙/河砂资源日益枯竭的问题。
CN105130293A公开了一种新型生态护岸材料的制作方法,原料包含129~133份水、206~213份水泥,52~53份粉煤灰,647~653份砂,1330~1342份石,2.06~2.13份减水剂和0.015~0.016份引气剂,通过利用河道中泥沙与水作为原材料、并辅以碎石或粗砂及水泥等材料制作出适合河道岸坡防护的材料。该专利虽然添加了一定量粉煤灰固废,但同样需要使用粗集料、细集料,原材料获取仍然受到限制。
CN106242482A公开了一种高流动度吹填海泥防渗固化材料及其制备方法,由A组分和B组分组成:A组分由如下组分组成:活性无机矿物30-60份;胶凝材料10-30份;工业副产石膏10-20份;速溶水玻璃5-12份;生石灰2-5份;稳定剂1-3份;所述A组分中各组分皆为磨细粉状,含水率小于或等于1%。该专利无机矿物中包含钢渣、矿渣等固废,还添加有石膏,但均需要严格控制所有原料的含水率。
综上所述,传统的模袋混凝土需要大量使用粗骨料、细骨料、水泥,虽然已经有研究尝试添加固废,但是大多仍然需要加入粗骨料、细骨料,无法充分就地取材。另外,对原料含水率的控制需要经历干燥等工序,能源消耗较大。
发明内容
有鉴于此,一方面,本发明的目的在于提供一种胶结料,尤其是一种模袋混凝土用高强型胶结料,通过合理选配原料,掺入固废、降低水泥用量的同时,还能够保证材料的强度,并且尤其重要的是,本发明的胶结料能够特别适配于和岸边土结合制备满足护坡、护岸、固堤、填海、围堰、造田等工程要求的模袋混凝土。
另一方面,本发明的目的在于提供一种模袋混凝土,该模袋混凝土不使用传统的粗骨料和细骨料,并且大大降低水泥的用量。
在江河湖海的护坡、护岸、固堤等使用场景中,岸边的土资源几乎无需开采、运送、存储成本,可以随挖随用。但是如果将粗骨料、细骨料换成岸边的土体,则往往导致强度的大幅度下降。因此,本发明旨在通过配方的合理调配,使得制备模袋混凝土时,能够就地取材,直接使用施工地的土体作为原料。
为达到上述目的,一方面,本发明提供如下技术方案:
一种模袋混凝土用胶结料,其包含水泥、工业副产石膏、抗结团剂、矿物外加剂。
出于性能的考虑,前述胶结料包含如下重量百分比的原料:水泥15%-30%、工业副产石膏20%-35%、抗结团剂10%-20%、矿物外加剂35%-45%。如无特别说明,本发明所述含量均为重量百分含量,并且各成分含量相加为100%。
在一个实施方式中,胶结料分为A料和B料,其中,A料包含水泥、矿物外加剂;B料包含工业副产石膏、抗结团剂。进一步的,A料和B料质量比为3:1至1:2,优选2:1至1.2:1,最优选1.5:1。
进一步的,矿物外加剂选自铜渣粉、磷渣粉、矿渣粉、粉煤灰、钢渣、天然沸石、硅灰中的一种或多种,优选矿渣粉。工业副产石膏选自脱硫石膏、磷石膏、钛石膏、氟石膏、柠檬酸石膏、盐石膏中的一种或多种。
进一步的,抗结团剂包含功能组分和分散组分;其中,功能组分为水反应性组分;分散组分为惰性组分,不与水反应。
进一步的,所述功能组分包含氧化钙、氧化镁、无水石膏、半水石膏中的一种或多种。这里需要强调的是,本发明提及的氧化钙是游离氧化钙,否则其无法满足功能组分的性能需求。本发明实施例中所用氧化钙、氧化镁、无水石膏等可以通过市售途径获得,如通过西陇化工、科密欧、国药等。
作为优选,功能组分中氧化钙(特指游离氧化钙)重量百分含量为70-100%。进一步为75%、80%、85%、90%或95%以上的氧化钙含量。所述重量百分含量是指氧化钙的重量在整个功能组分中的重量占比。也就意味着,并不强制要求氧化钙是100%含量,可以含有一些其他功能组分,只要该功能组分也是水反应性的。
在另一实施方案中,功能组分包含70%-100%的重量百分含量的无水石膏。进一步为75%、80%、85%、90%或95%以上的无水石膏含量。其余含量可以选择其他水反应性组分如氧化钙、氧化镁等。
在另一实施方案中,功能组分包含60-80%重量百分含量的氧化钙和20%-40%重量百分含量的无水石膏。
分散组分并无特别限定,其只要不与水反应即可。
分散组分可以至少部分选自析水性物质,例如10%或15%、20%、25%、30%以上的析水性物质,其余为不与水反应的惰性组分。
优选的,分散组分中至少部分为不溶于水或难溶于水的物质,所述不溶于水或难溶于水是指在20℃下水中溶解度小于0.01g/100g。溶解度越低,对抗结团性能越有利,例如可进一步优选溶解度小于0.001g/100g。对于不溶于水或难溶于水的物质,其在分散组分中的含量优选以重量百分含量计10%以上,进一步优选15%、20%、25%或30%以上。
在一些具体实施方式中,分散组分包含碳酸钙、二氧化硅、磷酸三钙、亚硫酸钙、三氧化二铝、三氧化二铁、碳酸镁、二氧化钛中的一种或多种,并可以选择配合使用其他不与水反应的惰性组分,总含量为100%即可。所述碳酸钙是指主要化学成分为CaCO3的一类物质,包含普通碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙中一种或多种。所述亚硫酸钙是指主要化学成分为CaSO3的一类物质,包含亚硫酸钙、半水亚硫酸钙。所述二氧化硅是指主要化学成分为SiO2的一类物质,除了市售的各种纯度的二氧化硅,还包含石英粉、玻璃粉、陶瓷粉、硅藻土、细沙粉、黑老漂、高岭土等等。其他组分依次类推,均指主要化学成分为相关物质的材料。
本发明的上述组分可以自己制备,也可以从市售途径获得,如通过西陇化工、科密欧、国药、圣迈等。
作为示例性,以下实施方案作为具体优选实例,分散组分包含60%-100%重量百分含量的碳酸钙,其余为其他不与水反应的惰性组分;分散组分包含60%-100%重量百分含量的磷酸三钙,其余为其他不与水反应的惰性组分;分散组分包含40%-100%重量百分含量的二氧化硅,其余为其他不与水反应的惰性组分;分散组分包含30%-65%重量百分含量的二氧化硅、15%-35%重量百分含量的三氧化二铝,其余为其他不与水反应的惰性组分;分散组分包含5%-35%重量百分含量的碳酸钙和5%-65%重量百分含量的亚硫酸钙,其余为其他不与水反应的惰性组分;分散组分包含碳酸钙、亚硫酸钙以及其他不与水反应的惰性组分,并且碳酸钙:亚硫酸钙:其他不与水反应的惰性组分重量比例为2-4:1-5:2-4。在一个优选实施方式中,其他不与水反应的惰性组分为硫酸钙或二水合硫酸钙。
为避免疑义,以“分散组分包含60%-100%重量百分含量的碳酸钙,其余为其他不与水反应的惰性组分”为例,当碳酸钙含量为100%时,则意味着不需要其他不与水反应的惰性组分,但当碳酸钙含量小于100%时,则意味着还需要其他不与水反应的惰性组分,即,其他不与水反应的惰性组分含量为0-40%,碳酸钙与其他不与水反应的惰性组分的总含量为100%。
优选的,分散组分包含5%-35%重量百分含量的碳酸钙和5%-65%重量百分含量的亚硫酸钙,其余为其他不与水反应的惰性组分,并且碳酸钙:亚硫酸钙:其他不与水反应的惰性组分重量比例为2-4:1-5:2-4。优选的,其他不与水反应的惰性组分为硫酸钙或二水合硫酸钙。
进一步的,功能组分重量百分含量为5%-70%,分散组分重量百分含量为30-95%;优选的,功能组分重量百分含量为10%-40%,分散组分重量百分含量为60-90%;进一步优选的,功能组分重量百分含量为15%-30%,分散组分重量百分含量为70-85%。;特别优选功能组分重量百分含量在11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%以上;优选功能组分重量百分含量在40%、35%、30%、29%或28%以下。优选分散组分重量百分含量在60%、65%、70%、71%或72%以上;优选分散组分重量百分含量在89%、88%、87%、86%、85%、84%、83%、82%、81%或80%以下。功能组分过多,反应可能较为剧烈,对浆料流动度、土体固化剂性能等造成不利影响。如无特别说明,本发明所述含量均为重量百分含量,并且所有成分含量相加为100%。
进一步的,抗结团剂密度为1-4g/cm3,优选1-3g/cm3,进一步优选1.5-2.5g/cm3
进一步的,抗结团剂细度为200目-2500目,优选400目-2000目。抗结团剂细度特别优选500目、550目、600目、650目、700目、750目、800目、850目、900目以上。抗结团剂细度优选1900目、1800目、1700目、1600目、1500目以下。
进一步的,抗结团剂比表面积800cm2/g以上,优选2000-6000cm2/g。抗结团剂比表面积优选2500cm2/g、3000cm2/g、3500cm2/g以上。抗结团剂比表面积优选5500cm2/g、5000cm2/g、4500cm2/g以下。
在一个实施方案中,提供一种胶结料的制备方法,包含如下步骤:(1)将工业副产石膏与抗结团剂预混获得预混物;(2)将预混物与水泥、矿物外加剂混合。
在另外一个实施方案中,提供一种胶结料的制备方法,包含如下步骤:(1)将水泥、矿物外加剂混合得到A料;(2)将工业副产石膏与抗结团剂预混获得B料;(3)将A料与B料混合。
本发明还涉及上述胶结料的用途,即,将其用于模袋混凝土的制备。
本发明还涉及一种模袋混凝土,其包含前述胶结料、土体、水、任选的外加剂。胶结料的详细描述参见上文,在此,不再赘述。
当然,如果使用的工业副产石膏不含水或者含水率低,则可以不使用抗结团剂,在此种情况下,模袋混凝土包含胶结料、土体、水、任选的外加剂;其中,胶结料包含如下重量百分比的原料:水泥15%-30%、工业副产石膏20%-35%、矿物外加剂35%-45%,各成分含量相加为100%。
也就是说,在工业副产石膏含水时,可以选择去采用前述的实施方式,当工业副产石膏含水率较低如1%以下,也完全可以选择不使用抗结团剂,这时候,只需要适当调配一下各组分的用量即可。
同时,如果合理筛选外加剂,如减水剂、快硬剂,可以获得预料不到的优异效果。在一个实施方式中,外加剂包含减水剂,减水剂用量为胶结料重量的0.5-5%,优选1-3%。即,当模袋混凝土配方中含有减水剂时,对产品性能有利。在又一个实施方式中,外加剂包含快硬剂,快硬剂用量为胶结料重量的1-10%,优选3-6%。在又一个实施方式中,外加剂包含减水剂和快硬剂,其中,减水剂用量为胶结料重量的0.5-3%,快硬剂用量为胶结料重量的1-7%。尤其是配方中同时含有减水剂与快硬剂,对性能是最为有利的,也是最优选的方案。
进一步的,土体能够就地取材对成本是有优势的,具体选用施工现场土体;优选为岸边土。进一步优选为海岸土、湖岸土、江岸土、河岸土。例如在海边制作模袋混凝土,则直接使用海岸边的土体作为固化土;又例如在江边制作模袋混凝土,则直接使用江岸边的土体作为固化土;又例如在湖边制作模袋混凝土,则直接使用湖岸边的土体作为固化土;以此类推。在另一个实施方式中,土体为河道疏浚土、海岸淤泥、工程渣土中一种或多种。
进一步的,所述土体含水率10%-40%,优选15%-30%,进一步优选20%-25%。进一步的,土体、胶结料、水的加入重量比为土体:胶结料:水=1400-1800:400-800:650-850;优选土体:胶结料:水=1500-1700:500-700:650-750;在该比例下,有利于提升模袋混凝土性能。
进一步的,胶结料用量为土体的30%-50%,优选35%-45%,这样能够保证足够的强度。优选36%、37%、38%、39%以上;优选49%、48%、47%、46%、45%以下;最优选40%。
作为优选的,模袋混凝土应当满足下述条件中的一种或多种:(1)胶砂流动度130-160mm;(2)扩展度不小于500mm;(3)固化时间少于30h,优选少于25h,进一步优选少于20h;(4)7天无侧限抗压强度在5Mpa以上,优选6.5Mpa或7.5MPa以上,进一步优选8.5MPa以上,如达到11MPa;(5)28天无侧限抗压强度在10MPa以上,优选在15Mpa以上。最优选各条件均能够满足。
本发明还提供一种模袋混凝土的制备方法,具体包含如下步骤:将包含胶结料、土体(如岸边土)、水、任选的外加剂的原料搅拌混合,注入模袋。进一步的,采用三点泵入法。进一步的,所述模袋长10-20米,宽5-15米,厚10-30厘米。
本发明提供一种模袋混凝土的用途,其用于护坡、护岸、固堤、填海、围堰、造田等工程中。
有益效果
采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下显著效果:
(1)以水泥、工业副产石膏、抗结团剂、矿物外加剂为原料,配方适宜制备模袋混凝土的胶结料。该胶结料无需使用粗骨料、细骨料。
(2)胶结料中将水泥含量降低到30%以下,并且加入了固废,仍然能够满足后续应用中对性能的要求。
(3)模袋混凝土的制备过程中就地取材,使用施工现场的土体,并且在合理配方选择下,能够使得混凝土28天无侧限抗压强度在10MPa以上,扩展度不小于500mm,满足模袋混凝土各项性能的要求。
(4)对于含水率较高的原料容易产生结团从而影响性能的问题,本发明创新性的加入了抗结团剂,非常好的解决了抗结团问题。
附图说明
图1为胶结料掺量50%时流动度情况;
图2为胶结料掺量40%时流动度情况;
图3为胶结料掺量30%时流动度情况。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例,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他实施例,都属于本发明保护的范围。
实验中,氧化钙为分析纯,购自于西陇科学化工;石膏选用工业副产石膏,含水率13.8%;碳酸钙、亚硫酸钙、二水硫酸钙均购自国药;减水剂购自西卡;快硬剂购自日本电气化学,beform产品。
实施例1:
胶结料配方选择实验。试验方法参照《JGJ/T 70-2009 建筑砂浆基本性能试验方法》,进行成型、养护、测试7d、28d抗压强度。
抗结团剂:按照二水合硫酸钙:亚硫酸钙:碳酸钙为2:4:2的重量比例混合得到分散组分,之后按重量百分含量,将25%氧化钙与75%的分散组分混合得到抗结团剂。
试验土体选择启东海岸土(含水率21%),不使用粗骨料、细骨料,胶结料掺入比为20%,水灰比1.5,工业副产石膏含水率13.8%,详细配方见下表1。
表1 不同胶结料配方抗压强度试验
由上述试验结果可知,编号J1的试件强度高于其他组。因此将J1组作为后续实例的基础配比。
实施例2:
胶结料掺量选择实验。试验方法参照《JGJ/T 70-2009 建筑砂浆基本性能试验方法》进行流动度、固化试件、抗压强度测试,水的用量根据流动度来动态调整。
抗结团剂:按照二水合硫酸钙:亚硫酸钙:碳酸钙为2:4:2的重量比例混合得到分散组分,之后按重量百分含量,将25%氧化钙与75%的分散组分混合得到抗结团剂。
前述实施例1中胶结料掺入比20%,部分试验中28d抗压强度已经高于5Mpa,能够一定程度满足膜袋混凝土的性能要求,本试验进一步提升胶结料的掺入量进行膜袋混凝土的研究,具体试验中胶结料配方如下表2,不同掺量试验配方见表3。
表2 胶结料配方
表3 不同胶结料掺量下抗压强度、流动度试验
不同胶结料掺量下的模袋混凝土流动度试验:胶结料掺量为50%时,1h流动度如图1所示;胶结料掺量为40%时,1h流动度如图2所示;胶结料掺量为30%时,1h流动度如图3所示。
根据上述试验发现,胶结料掺量在30%时,配制的模袋混凝土28d强度可达5MPa以上;若需7d强度达到5MPa以上,则需将胶结材掺量增至50%,但1h流动度达到了200。
实施例3:
根据不同工程需求,对模袋混凝土拌合物的固化时间、早期强度的特殊要求,展开模袋混凝土配方优化试验。试验中采用的是启东海岸土,为淤泥质粉土,含水率为21%。优选实施例2中胶结料掺量40%作为基础配比;此外,所采用的高效减水剂为粉状,购自西卡;快硬剂购自日本电气化学,beform产品。
表4 不同工程需求下的模袋混凝土性能试验
由表4中的试验可知,经进一步优化配比试验,得到不同固化时间的模袋混凝土,固化时间为20h小时时可用于常规工程;固化时间为为7h和4.3h的可用于潮汐海浪气候的工程;根据工程的特点,如对模袋混凝土早强有特殊要求,可单掺减水剂或减水剂与快硬剂复掺的胶结料配制模袋混凝土。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (20)

1.一种模袋混凝土用高强型胶结料,其特征在于,包含如下重量百分比的原料:水泥15%-30%、工业副产石膏20%-35%、抗结团剂10%-20%、矿物外加剂35%-45%;胶结料分为A料和B料,其中,A料包含水泥、矿物外加剂;B料包含工业副产石膏、抗结团剂;所述抗结团剂包含功能组分和分散组分;其中,功能组分为水反应性组分;分散组分为惰性组分,不与水反应;
所述功能组分包含氧化钙、氧化镁、无水石膏、半水石膏中的一种或多种;所述分散组分包含碳酸钙、二氧化硅、磷酸三钙、亚硫酸钙、三氧化二铝、三氧化二铁、碳酸镁、二氧化钛中的一种或多种;
功能组分重量百分含量为5%-70%,分散组分重量百分含量为30-95%。
2.根据权利要求1所述的胶结料,其特征在于,A料和B料质量比为3:1至1:2。
3.根据权利要求1所述的胶结料,其特征在于,所述胶结料满足下述条件中的一种或多种:
(1)矿物外加剂选自铜渣粉、磷渣粉、矿渣粉、粉煤灰、钢渣、天然沸石、硅灰中的一种或多种;
(2)工业副产石膏选自脱硫石膏、磷石膏、钛石膏、氟石膏、柠檬酸石膏、盐石膏中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的胶结料,其特征在于,功能组分包含70%-100%重量百分含量的氧化钙;
或,功能组分包含70%-100%重量百分含量的无水石膏;
或,功能组分包含60-80%重量百分含量的氧化钙和20%-40%重量百分含量的无水石膏。
5.根据权利要求1所述的胶结料,其特征在于,分散组分包含60%-100%重量百分含量的碳酸钙,其余为其他不与水反应的惰性组分;
或,分散组分包含60%-100%重量百分含量的磷酸三钙,其余为其他不与水反应的惰性组分;
或,分散组分包含40%-100%重量百分含量的二氧化硅,其余为其他不与水反应的惰性组分;
或,分散组分包含30%-65%重量百分含量的二氧化硅、15%-35%重量百分含量的三氧化二铝,其余为其他不与水反应的惰性组分;
或,分散组分包含5%-35%重量百分含量的碳酸钙和5%-65%重量百分含量的亚硫酸钙,其余为其他不与水反应的惰性组分;
或,分散组分包含碳酸钙、亚硫酸钙以及其他不与水反应的惰性组分,并且碳酸钙:亚硫酸钙:其他不与水反应的惰性组分重量比例为2-4:1-5:2-4。
6.一种权利要求1-5任一项所述胶结料的制备方法,其特征在于:包含如下步骤:(1)将水泥、矿物外加剂混合得到A料;(2)将工业副产石膏与抗结团剂预混获得B料;(3)将A料与B料混合。
7.权利要求1-5任一项所述胶结料的用途,用于模袋混凝土。
8.一种模袋混凝土,其特征在于,包含权利要求1-5任一项所述胶结料、土体、水、任选的外加剂。
9.根据权利要求8所述的模袋混凝土,其特征在于,所述土体含水率10%-40%。
10.根据权利要求8所述的模袋混凝土,其特征在于,胶结料用量为土体的30%-50%。
11.根据权利要求8所述的模袋混凝土,其特征在于,土体、胶结料、水的加入重量比为土体:胶结料:水=1400-1800:400-800:650-850。
12.根据权利要求8所述的模袋混凝土,其特征在于,所述外加剂包含减水剂,减水剂用量为胶结料重量的0.5-5%。
13.根据权利要求8所述的模袋混凝土,其特征在于,所述外加剂包含快硬剂,快硬剂用量为胶结料重量的1-10%。
14.根据权利要求8所述的模袋混凝土,其特征在于,所述外加剂包含减水剂和快硬剂,其中,减水剂用量为胶结料重量的0.5-3%,快硬剂用量为胶结料重量的1-7%。
15.根据权利要求8所述的模袋混凝土,其特征在于,所述土体为施工现场土体。
16.根据权利要求8所述的模袋混凝土,其特征在于,所述土体为河道疏浚土、海岸淤泥、工程渣土中一种或多种。
17.根据权利要求8所述的模袋混凝土,其特征在于,模袋混凝土满足下述条件中的一种或多种:
(1)胶砂流动度130-160mm;
(2)扩展度不小于500mm;
(3)固化时间少于30h;
(4)7天无侧限抗压强度在6.5MPa以上;
(5)28天无侧限抗压强度在10MPa以上。
18.一种权利要求8-17任一项所述模袋混凝土的制备方法,其特征在于,将包含胶结料、土体、水、任选的外加剂的原料搅拌混合,注入模袋。
19.根据权利要求18所述的模袋混凝土的制备方法,其特征在于:模袋长10-20米,宽5-15米,厚10-30厘米。
20.一种权利要求8-17任一项所述模袋混凝土的用途,其特征在于,用于护坡、护岸、固堤、填海、围堰、造田工程。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115321928B (zh) * 2022-07-21 2024-04-19 上海城建物资有限公司 一种含有高效抗结团剂的高强型胶结料、模袋混凝土及其制备与应用
CN116477916A (zh) * 2023-04-27 2023-07-25 青岛理工大学 一种矿物基类胶凝材料及其在航道护坡上的应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101265066A (zh) * 2008-04-23 2008-09-17 深圳大学 一种高抗折道路混凝土材料及其制备方法
CN101456705A (zh) * 2008-12-17 2009-06-17 马鞍山市国林建材有限公司 一种使用工业固体废弃物的水工模袋混凝土
KR20150048682A (ko) * 2015-04-15 2015-05-07 유한회사 홍주 레드머드 슬러지를 이용한 성토재 조성물
CN106316189A (zh) * 2016-08-31 2017-01-11 广州协堡建材有限公司 干粉砂浆防潮抗结块剂
CN108086336A (zh) * 2016-11-22 2018-05-29 中洁惠能科技(北京)有限公司 一种淤泥模袋固化工艺和系统
CN113955966A (zh) * 2021-12-10 2022-01-21 广东龙湖科技股份有限公司 砂浆用多功能助剂、制备方法及石膏基轻质抹灰砂浆组合物
CN114315202A (zh) * 2021-10-09 2022-04-12 江苏兆佳建材科技有限公司 一种蛋白类石膏缓凝剂及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3371103T3 (pl) * 2015-11-06 2021-11-08 Yara International Asa Kompozycja azotanu wapnia w postaci cząstek stałych zawierająca krzemian w postaci cząstek stałych jako środek przeciwzbrylający

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101265066A (zh) * 2008-04-23 2008-09-17 深圳大学 一种高抗折道路混凝土材料及其制备方法
CN101456705A (zh) * 2008-12-17 2009-06-17 马鞍山市国林建材有限公司 一种使用工业固体废弃物的水工模袋混凝土
KR20150048682A (ko) * 2015-04-15 2015-05-07 유한회사 홍주 레드머드 슬러지를 이용한 성토재 조성물
CN106316189A (zh) * 2016-08-31 2017-01-11 广州协堡建材有限公司 干粉砂浆防潮抗结块剂
CN108086336A (zh) * 2016-11-22 2018-05-29 中洁惠能科技(北京)有限公司 一种淤泥模袋固化工艺和系统
CN114315202A (zh) * 2021-10-09 2022-04-12 江苏兆佳建材科技有限公司 一种蛋白类石膏缓凝剂及其制备方法
CN113955966A (zh) * 2021-12-10 2022-01-21 广东龙湖科技股份有限公司 砂浆用多功能助剂、制备方法及石膏基轻质抹灰砂浆组合物

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于汝民 主编.《港口规划与建设》.人民交通出版社,2003,430-434. *
周厚贵 等.《海岛开发成陆工程技术》.中国科学技术出版社,2015,128. *

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