CN115677280A - 地聚物基功能型泥浆及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本申请属于土木建筑材料技术领域，尤其涉及一种地聚物基功能型泥浆及其制备方法和应用。其中，所述地聚物基功能型泥浆包括重量份数的原料组分：废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂80～180份、聚脲120～2000份、苯丙乳液10～20份和助剂10～20份。本申请提供的地聚物基功能型泥浆，通过调整地聚物基功能型泥浆中地聚物基固化剂、苯丙乳液和聚脲的添加比例，使地聚物基功能型泥浆固化产物同时具有弹性体、韧性体和刚性体的特性，且具有良好的防水性能，从而适应不同的应用场景。尤其是可将其用于减隔震沟槽、基坑止水帷幕、填埋场防污屏障、路基隔离层等填料，有效地解决废弃泥浆处理及资源化问题。

Description

地聚物基功能型泥浆及其制备方法和应用

技术领域

本申请属于土木建筑材料技术领域，尤其涉及一种地聚物基功能型泥浆及其制备方法和应用。

背景技术

在工程施工中，如基坑工程、桩基工程、盾构隧道工程中，会产生大量的工程废弃泥浆。废弃泥浆的外运以及乱排乱放给城市生态环境造成了负面影响。随着国家对环境保护要求的提高，废弃泥浆的处理已到了亟待解决的地步。如何将废弃泥浆进行资源化利用成为需要解决的技术问题。

当前，通常采用絮凝-压滤的方式，对废弃泥浆进行处理。即，先通过对废弃泥浆进行絮凝处理，降低泥浆的含水率，然后通过机械设备将低含水率泥浆进行压滤处理，达到固液分离的目的。但需要投入复杂、昂贵的设备，且压滤后泥饼的进一步资源化路径并不明朗。

在工程施工中产生的大量难以处置的废弃泥浆，将这些废弃泥浆进行资源化利用是绿色发展方向。因此，研发一种功能型泥浆材料，可循环利用基础工程施工开挖过程中产生废弃泥浆及渣土，并将其用于减隔震沟槽填充、基坑止水帷幕、填埋场防污屏障、路基隔离层等填料，具有广阔的应用前景，且相对水泥基注浆材料或高聚物注浆体成本大幅降低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种地聚物基功能型泥浆及其制备方法和应用，旨在一定程度上解决现有工程施工中产生的大量废弃泥浆难以资源化利用的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种地聚物基功能型泥浆，所述地聚物基功能型泥浆包括重量份数的原料组分：废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂80～180份、聚脲120～2000份、苯丙乳液10～20份和助剂10～20份。

在一些情况中，所述废弃泥浆包括废弃渣土、废弃泥浆絮凝物中的至少一种。

在一些情况中，所述废弃泥浆中含水率为95～150wt％。

在一些情况中，所述地聚物基固化剂包括废弃矿渣粉和碱激发剂。

在一些情况中，所述碱激发剂包括水玻璃、硅酸盐、工业废碱中的一种或多种。

在一些情况中，所述碱激发剂与所述废弃矿渣粉的质量比为1:(2～5)。

在一些情况中，所述助剂包括硅酸盐水泥、聚丙烯酰胺、缓凝剂和减水剂。

在一些情况中，所述硅酸盐水泥、所述聚丙烯酰胺、所述缓凝剂和所述减水剂的质量比为15:(1～2)：(1～2)：(1～2)。

在一些情况中，所述缓凝剂包括柠檬酸、酒石酸、乳酸、水杨酸、葡糖酸中的至少一种。

在一些情况中，所述减水剂包括NF型减水剂、FDN型减水剂、UNF-2型减水剂、AF型减水剂、S型减水剂、MF型减水剂中的至少一种。

在一些情况中，所述地聚物基功能型泥浆包括重量份数的原料组分：所述废弃泥浆1000份、所述地聚物基固化剂80份、所述聚脲2000份、所述苯丙乳液10份和所述助剂10份。

在一些情况中，所述废弃泥浆1000份、所述地聚物基固化剂150份、所述聚脲800份、所述苯丙乳液15份和所述助剂15份。

在一些情况中，所述废弃泥浆1000份、所述地聚物基固化剂150份、所述聚脲120份、所述苯丙乳液20份和所述助剂20份。

第二方面，本申请提供一种地聚物基功能型泥浆的制备方法，包括步骤：将包括废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂80～180份、聚脲120～2000份、苯丙乳液10～20份和助剂10～20份的原料组分进行混合处理，得到地聚物基功能型泥浆。

在一些情况中，所述混合处理的步骤包括：将所述废弃泥浆、所述地聚物基固化剂、所述苯丙乳液和所述助剂混合制成固化浆料后，添加所述聚脲进行混合，得到所述地聚物基功能型泥浆。

第三方面，本申请提供一种地聚物基功能型泥浆的应用，将上述方法制备的地聚物基功能型泥浆或者上述的地聚物基功能型泥浆应用于工程现场的减隔震沟槽填料、注浆防水材料填料、基坑止水帷幕填料、填埋场防污屏障填料、路基隔离层填料中。

本申请第一方面提供的地聚物基功能型泥浆，其原料组分以废弃泥浆为主体，将工程中开挖施工所产生的废弃泥浆进行资源化利用，能够有效减少工程中废弃泥浆的产生量，解决废弃泥浆运送产生的交通负荷、运输堆放成本高等问题，是绿色发展方向。另外，原料组分中还包括地聚物基固化剂80～180份、聚脲120～2000份、苯丙乳液(SAE)10～20份和助剂10～20份，通过调整地聚物基固化剂、苯丙乳液和聚脲的添加比例，使地聚物基功能型泥浆固化体分别具有弹性体、韧性体和刚性体的特性，从而适应不同的应用场景。其中，苯丙乳液(SAE)对地聚物基功能型泥浆进行改性处理，随着养护龄期的增长，苯丙乳液会在地聚物基功能型泥浆固化产物内部表面形成一层薄膜，可改善地地聚物基功能型泥浆固化产物的耐水性能，形成的柔性表面层能够进一步阻止了微裂缝在作用力下的扩展，从而提高地聚物基功能型泥浆固化产物的防渗透性，并有效改善地聚物基功能型泥浆固化产物形成后的延展性与韧性，对于固化产物的延性也有一定程度的提升。并且，苯丙乳液自身具有良好的分散能力和表面活性，可以增强地聚物基功能型泥浆的流动性及施工性能，苯丙乳液还能增强固化泥浆与其相接触界面之间的粘结力，增强协同工作性能。另外，地聚物基功能型泥浆中添加的聚脲材料，能够提升地聚物基功能型泥浆固化产物的防水性、防腐蚀性和耐磨性。通过调整地聚物基功能型泥浆中地聚物基固化剂、苯丙乳液和聚脲的添加比例，使地聚物基功能型泥浆固化产物主要具有弹性体、韧性体和刚性体的特性，尤其适用于减隔震沟槽填充、基坑止水帷幕、填埋场防污屏障、路基隔离层等工程领域。

本申请第二方面提供的地聚物基功能型泥浆的制备方法，包括废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂80～180份、聚脲120～2000份、苯丙乳液10～20份和助剂10～20份的原料组分进行混合处理，便可得到地聚物基功能型泥浆。制备工艺简单，操作方便，适用于工业化大规模生产和应用。能够有效减少工程中废弃泥浆的产生量，是绿色发展方向。且通过调整地聚物基功能型泥浆中废弃泥浆、地聚物基固化剂、苯丙乳液和聚脲的添加比例，使地聚物基功能型泥浆固化产物同时具有弹性体、韧性体和刚性体的特性，从而适应不同的应用场景。

本申请第三方面提供的地聚物基功能型泥浆，由于同时具有弹性体、韧性体和刚性体的特性，可适应不同的应用场景。如将地聚物基功能型泥浆应用于工程现场的减隔震沟槽填料、注浆防水材料填料、基坑止水帷幕填料、填埋场防污屏障填料、路基隔离层填料等中，有效地解决废弃泥浆处理及资源化问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的地聚物基功能型泥浆的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a，b或c中的至少一项(个)”，或，“a，b和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a，b，c，a-b(即a和b)，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请说明书实施例中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请说明书实施例相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请说明书实施例公开的范围之内。具体地，本申请说明书实施例中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本申请实施例第一方面提供一种地聚物基功能型泥浆，该地聚物基功能型泥浆包括重量份数的原料组分：废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂80～180份、聚脲120～2000份、苯丙乳液10～20份和助剂10～20份。

本申请实施例第一方面提供的地聚物基功能型泥浆，其原料组分以废弃泥浆为主体，将工程中开挖施工所产生的废弃泥浆进行原位资源化利用，能够有效减少工程中废弃泥浆的产生量，解决废弃泥浆运送产生的交通负荷、运输堆放成本高等问题，是绿色发展方向。另外，原料组分中还包括地聚物基固化剂80～180份、聚脲120～2000份、苯丙乳液(SAE)10～20份和助剂10～20份，通过调整地聚物基固化剂、苯丙乳液和聚脲的添加比例，使地聚物基功能型泥浆固化体分别具有弹性体、韧性体和刚性体的特性，从而适应不同的应用场景。其中，苯丙乳液(SAE)对地聚物基功能型泥浆进行改性处理，随着养护龄期的增长，苯丙乳液会在地聚物基功能型泥浆固化产物内部表面形成一层薄膜，可改善地地聚物基功能型泥浆固化产物的耐水性能，形成的柔性表面层能够进一步阻止了微裂缝在作用力下的扩展，从而提高地聚物基功能型泥浆固化产物的防渗透性，并有效改善地聚物基功能型泥浆固化产物形成后的延展性与韧性，对于固化产物的延性也有一定程度的提升。并且，苯丙乳液自身具有良好的分散能力和表面活性，可以增强地聚物基功能型泥浆的流动性及施工性能，苯丙乳液还能增强固化泥浆与其相接触界面之间的粘结力，增强协同工作性能。另外，地聚物基功能型泥浆中添加的聚脲材料，能够提升地聚物基功能型泥浆固化产物的防水性、防腐蚀性和耐磨性。通过调整地聚物基功能型泥浆中地聚物基固化剂、苯丙乳液和聚脲的添加比例，使地聚物基功能型泥浆固化产物同时具有弹性体、韧性体和刚性体的特性，从而适应不同的应用场景，尤其适用于工程现场的减隔震沟槽填料、注浆防水材料填料、基坑止水帷幕填料、填埋场防污屏障填料、路基隔离层填料中。当废弃泥浆的掺量增大时，地聚物基功能型泥浆固化产物的力学强度会增高，但压缩性和回弹性会降低；而当聚脲材料掺量增大时，地聚物基功能型泥浆固化后压缩性会增加、回弹性会增加，但力学强度会降低。

本申请实施例地聚物基功能型泥浆中添加的苯丙乳液是苯乙烯(St)与丙烯酸酯类(MMA)单体共聚乳液(SAE)，具备优良的耐水性能、耐酸碱性能、附着力好及耐老化性能。苯丙乳液(SAE)可以增强地聚物基功能型泥浆固化产物的防渗性能、胶接性能及耐久性能，同时对环境友好，价格低廉。通过将苯丙乳液加入至地聚物基功能型泥浆中对其进行改性处理，随着养护龄期的增长，对于固化材料的防水性能以及延性也有一定程度的提升。另外，聚脲是由异氰酸酯组份与氨基化合物组份反应生成的一种弹性体物质。分为纯聚脲和半聚脲，二者之间也存在较大的性能差异，但在防腐、防水、耐磨等性能方面具有共同的特点。由于纯聚脲弹性体在拉伸强度、防水性、柔韧性、耐磨性、热稳定性等物理性能方面具有优异的效果。而通过在地聚物基功能型泥浆中加入苯丙乳液SAE和聚脲进行合理配制，可得到性能优异的地聚物基功能型泥浆。调整相对比例后，可使地聚物基功能型泥浆材料在形成弹性体、韧性体和刚性体之间灵活微调控，满足不同的应用场景。

在一些实施例中，废弃泥浆包括废弃渣土、废弃泥浆絮凝物中的至少一种，充分利用工程中开挖施工所产生的废弃渣土及废弃泥浆絮凝物，减少工程中废弃泥浆和废弃渣土的产生量，解决应用场地条件往外运处理施工现场产生的废弃泥浆和废弃渣土的难题，同时解决传统废弃泥浆、废弃渣土处理过程中产生的交通负荷、运输堆放成本高等负面问题。

在一些实施例中，废弃泥浆中含水率为95～150wt％，该含水率为水的质量与固含量的比例，也即是废弃泥浆中水：固比为(95～150)：100。高含水率的废弃泥浆有利于与地聚物基固化剂、聚脲、苯丙乳液和助剂混合，形成均匀稳定的地聚物基功能型泥浆，有利于施工应用。在一些具体实施例中，废弃泥浆中含水率包括但不限于95～100wt％、100～110wt％、110～120wt％、120～130wt％、130～140wt％、140～150wt％等。

在一些具体实施例中，废弃泥浆可以由废弃渣土与水拌制而成，或者由高含水率废弃泥浆絮凝浓缩而成。

在一些实施例中，地聚物基固化剂包括废弃矿渣粉和碱激发剂，其中，废弃矿渣粉是一种优质的混凝土掺合料，使用废弃矿渣粉有利于降低了能源消耗、废弃物排放和原材料消耗。利用碱激发剂的催化原理，碱激发剂对矿渣的水化起催化作用，使矿渣的水化反应速度加快。

在一些实施例中，碱激发剂包括水玻璃、硅酸盐、工业废碱中的一种或多种；这些碱激发剂均能够有效催化矿渣产生水化反应，加快矿渣的水化反应速度。

在一些实施例中，碱激发剂与废弃矿渣粉的质量比为1:(2～5)。在实际应用过程中为保证固化泥浆材料的强度、流动度及经济性，经过多次试验确定将激发剂与矿渣粉的质量比。

在一些实施例中，助剂包括硅酸盐水泥、聚丙烯酰胺、缓凝剂和减水剂。其中，硅酸盐水泥是以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，5％以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，其主要矿物组成是：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。具有凝结硬化快、抗冻性好、水化热大、抗碳化性能好、干缩小、耐磨性好等特性，有利于提高地聚物基功能型泥浆固化产物的机械性能、耐候性能、稳定性等特性。另外，将聚丙烯酰胺加入到地聚物基功能型泥浆中，聚丙烯酰胺粒子可以填充孔洞，另外聚丙烯酰胺膜也可以封闭孔洞，因此聚丙烯酰胺可以有效解决地聚物基功能型泥浆抗渗性问题，并且聚丙烯酰胺能够显著提高地聚物基功能型泥浆的流动性、保水性、以及与基材的粘结性、水密性、耐久性、抗化学腐蚀性、抗冻融性以及力学强度和延伸性能。在地聚物基功能型泥浆中加入聚丙烯酰胺，可以降低地聚物基功能型泥浆固化产物的脆性，改善其柔性，增大收缩率，能使地聚物基功能型泥浆固化产物的抗折强度、层间粘结强度、耐久性和弯曲韧性增强。缓凝剂是一种降低地聚物基功能型泥浆水化速度和水化热、延长凝结时间的添加剂。在地聚物基功能型泥浆中掺入缓凝剂的目的是为了延长地聚物基功能型泥浆的水化硬化时间，使新拌地聚物基功能型泥浆能在较长时间内保持塑性，从而调节新拌地聚物基功能型泥浆的凝结时间。减水剂能够在维持地聚物基功能型泥浆固化产物坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的地聚物基功能型泥浆外加剂。对地聚物基功能型泥浆有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善地聚物基功能型泥浆拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。

在一些实施例中，硅酸盐水泥、聚丙烯酰胺、缓凝剂和减水剂的质量比为15:(1～2)：(1～2)：(1～2)。本申请实施例通过多次试验，为满足防水泥浆的强度、流动性、凝结时间要求，确定聚丙烯酰胺的掺量，掺量较高会降低泥浆的强度和流动性；掺量过低达不到所需性能的要求。为满足防水泥浆的施工要求，需对其凝结时间及流动性能做出调整，并通过实验确定缓凝剂、减水剂的掺量。

在一些实施例中，缓凝剂包括柠檬酸、酒石酸、乳酸、水杨酸、葡糖酸中的至少一种；这些缓凝剂均能延长地聚物基功能型泥浆的水化硬化时间，使新拌地聚物基功能型泥浆能在较长时间内保持塑性，从而调节新拌地聚物基功能型泥浆的凝结时间。在实际应用过程中，根据不同的工程需要以及试剂种类，对缓凝剂的掺量和具体物质进行适应性调整。

在一些实施例中，减水剂包括NF型减水剂、FDN型减水剂、UNF-2型减水剂、AF型减水剂、S型减水剂、MF型减水剂中的至少一种，这些均能够在维持地聚物基功能型泥浆固化产物坍落度基本不变的条件下，对地聚物基功能型泥浆有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善地聚物基功能型泥浆拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。在实际应用过程中，根据不同的工程需要以及试剂种类，对减水剂的掺量和具体物质进行适应性调整。

在一些具体实施例中，地聚物基功能型泥浆包括重量份数的原料组分：废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂80份、聚脲2000份、苯丙乳液10份和助剂10份。

在一些具体实施例中，地聚物基功能型泥浆包括重量份数的原料组分：废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂150份、聚脲800份、苯丙乳液15份和助剂15份。

在一些具体实施例中，地聚物基功能型泥浆包括重量份数的原料组分：废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂180份、聚脲200份、苯丙乳液20份和助剂20份。

本申请上述实施例提供的地聚物基功能型泥浆可通过以下实施例方法制得。

如附图1所示，本申请实施例第二方面提供一种地聚物基功能型泥浆的制备方法，包括以下步骤：

S10.将包括废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂80～180份、聚脲120～2000份、苯丙乳液10～20份和助剂10～20份的原料组分进行混合处理，得到地聚物基功能型泥浆。

本申请实施例第二方面提供的地聚物基功能型泥浆的制备方法，包括废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂80～180份、聚脲120～2000份、苯丙乳液10～20份和助剂10～20份的原料组分进行混合处理，便可得到地聚物基功能型泥浆。制备工艺简单，操作方便，适用于工业化大规模生产和应用。能够有效减少工程中废弃泥浆的产生量，是绿色发展方向。且通过调整地聚物基功能型泥浆中废弃泥浆、地聚物基固化剂、苯丙乳液和聚脲的添加比例，使地聚物基功能型泥浆固化产物同时具有弹性体、韧性体和刚性体的特性，从而适应不同的应用场景，尤其适用于工程现场的减隔震沟槽填料、注浆防水材料填料、基坑止水帷幕填料、填埋场防污屏障填料、路基隔离层填料中。

在一些实施例中，上述步骤S10中，混合处理的步骤包括：将废弃泥浆、地聚物基固化剂、苯丙乳液和助剂混合制成固化浆料后，再添加聚脲通过高速搅拌等方式进行混合均匀，有利于提高各原料组分的混合分散稳定性，得到稳定性好的地聚物基功能型泥浆，避免原料组分聚集沉淀，提高地聚物基功能型泥浆的施工应用性能，有利于形成良好的固化结合体。

在一些实施例中，废弃泥浆包括废弃渣土、废弃泥浆絮凝物中的至少一种；废弃泥浆中含水率为95～150wt％。

在一些实施例中，地聚物基固化剂包括废弃矿渣粉和碱激发剂。

在一些实施例中，碱激发剂包括水玻璃、硅酸盐、工业废碱中的一种或多种。

在一些实施例中，碱激发剂与废弃矿渣粉的质量比为1:(2～5)。

在一些实施例中，助剂包括硅酸盐水泥、聚丙烯酰胺、缓凝剂和减水剂。

在一些实施例中，硅酸盐水泥、聚丙烯酰胺、缓凝剂和减水剂的质量比为15:(1～2)：(1～2)：(1～2)。

在一些实施例中，缓凝剂包括柠檬酸、酒石酸、乳酸、水杨酸、葡糖酸中的至少一种。

在一些实施例中，减水剂包括NF型减水剂、FDN型减水剂、UNF-2型减水剂、AF型减水剂、S型减水剂、MF型减水剂中的至少一种。

在一些实施例中，地聚物基功能型泥浆包括重量份数的原料组分：废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂80份、聚脲2000份、苯丙乳液10份和助剂10份。

在一些实施例中，地聚物基功能型泥浆包括重量份数的原料组分：废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂150份、聚脲800份、苯丙乳液15份和助剂15份。

在一些实施例中，地聚物基功能型泥浆包括重量份数的原料组分：废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂180份、聚脲120份、苯丙乳液20份和助剂20份。

本申请实施例第三方面提供一种地聚物基功能型泥浆的应用，将上述方法制备的地聚物基功能型泥浆或者上述的地聚物基功能型泥浆应用于工程现场的减隔震沟槽填料、注浆防水材料填料、基坑止水帷幕填料、填埋场防污屏障填料、路基隔离层填料中。

本申请实施例第三方面提供的地聚物基功能型泥浆，由于同时具有弹性体、韧性体和刚性体的特性，可适应不同的应用场景。如将地聚物基功能型泥浆应用到工程现场的减隔震沟槽填料、注浆防水材料填料、基坑止水帷幕填料、填埋场防污屏障填料、路基隔离层填料中，有效地解决废弃泥浆处理及资源化问题。

为使本申请上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本申请实施例地聚物基功能型泥浆及其制备方法的进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。

实施例1

一种地聚物基功能型泥浆，主要用于减隔震沟槽填充等结构隔振工程领域，包括重量份的原料组分：废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂80份、聚脲2000份、苯丙乳液10份和助剂10份；其中，废弃泥浆取自含水率为150％的盾构工程施工中的废弃泥浆，碱激发剂采用水玻璃，助剂包括普通硅酸盐水泥8份、聚丙烯酰胺0.8份、缓凝剂0.6份和减水剂0.6份。

其制备包括步骤：

将地聚物基固化剂、苯丙乳液、助剂依次加入到废弃泥浆中，以300r/min搅拌5min，得到固化泥浆，最后加入聚脲材料，以500r/min搅拌5min，得到地聚物基功能型泥浆，在泥浆固化后，具有柔性、压缩变形大、阻断地震波传播、防水等功能。

实施例2

一种地聚物基功能型泥浆，用于基坑止水帷幕或填埋场防污屏障等工程领域，包括重量份的原料组分：废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂150份、聚脲800份、苯丙乳液15份和助剂15份；其中，废弃泥浆取自含水率为120％的盾构工程施工中的废弃泥浆，碱激发剂采用水玻璃，助剂包括普通硅酸盐水泥12份、聚丙烯酰胺1.2份、缓凝剂0.6份和减水剂1.2份。

其制备包括步骤：

将地聚物基固化剂、苯丙乳液、助剂依次加入到废弃泥浆中，以300r/min搅拌5min，得到固化泥浆，最后加入聚脲材料，以500r/min搅拌5min，得到地聚物基功能泥浆，泥浆固化后，具有韧性、防水等功能。

实施例3

一种地聚物基功能型泥浆，用于路基隔离层等工程领域，包括重量份的原料组分：废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂180份、聚脲120份、苯丙乳液20份和助剂20份；其中，废弃泥浆取自含水率为95％的盾构工程施工中的废弃泥浆，碱激发剂采用水玻璃，助剂包括普通硅酸盐水泥16份、聚丙烯酰胺0.8份、缓凝剂0.8份和减水剂1.6份。

其制备包括步骤：

将地聚物基固化剂、苯丙乳液、助剂依次加入到废弃泥浆中，以300r/min搅拌5min，得到固化泥浆，最后加入聚脲材料，以500r/min搅拌5min，得到地聚物基功能型泥浆，泥浆固化后，具有承重性能好、抗变形、抗开裂、防止水汽迁移等功能。

进一步的，为了验证本申请实施例的进步性，将实施例1～3制备的地聚物基功能型泥浆直接泵送至施工场地中，通过注浆设备将功能型泥浆注入沟槽缝隙中，自然条件养护下，分别形成具有高变形协调性能和一定防水性能的弹性填料；具有一定强度和防水性能的止水帷幕；具有高强度、低变形和较好防水性能的路基隔离层固化填料。将地聚物基功能型泥浆制样后养护28天，随后进行无侧限抗压试验和柔性壁渗透试验，柔性壁渗透试验时选定围压σ为250kPa,渗透压为100kPa。对实施例1～3固化填料的具体测试结果如下表1所示：

表1

由上述测试结果可知，防水泥浆中地聚物基固化剂、苯丙乳液和聚脲材料的掺量对其固化强度、防水性能及回弹性能具有较大的影响。随着聚脲掺量的增加，地聚物基功能型泥浆的强度、渗透系数及压缩模量呈下降趋势，说明其防水性能随着聚脲掺量的增加而变得更好。但是泥浆固化后的强度有一定程度的降低。通过调整地聚物基固化剂、苯丙乳液和聚脲材料的添加比例，可使地聚物基功能型泥浆固化体分别具有弹性体、韧性体和刚性体的特性，从而适应不同的应用场景。若地聚物基功能型泥浆用于减隔震沟槽的填充材料，对强度要求较低，且需高变形协调性能和防水性能，则可以提高聚脲在地聚物基功能型泥浆中的掺量。若用于路基隔离层等固化填料，需高强度、低变形和较好防水性能，可降低聚脲在地聚物基功能型泥浆中的掺量。若用于防水韧性体填料，需具有一定的强度和防水性能，可按照实际工程需求确定聚脲在地聚物基功能型泥浆中的掺量。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地聚物基功能型泥浆，其特征在于，所述地聚物基功能型泥浆包括重量份数的原料组分：废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂80～180份、聚脲120～2000份、苯丙乳液10～20份和助剂10～20份。

2.如权利要求1所述的地聚物基功能型泥浆，其特征在于，所述废弃泥浆包括废弃渣土、废弃泥浆絮凝物中的至少一种；

和/或，所述废弃泥浆中含水率为95～150wt％。

3.如权利要求2所述的地聚物基功能型泥浆，其特征在于，所述地聚物基固化剂包括废弃矿渣粉和碱激发剂。

4.如权利要求3所述的地聚物基功能型泥浆，其特征在于，所述碱激发剂包括水玻璃、硅酸盐、工业废碱中的一种或多种；

和/或，所述碱激发剂与所述废弃矿渣粉的质量比为1:(2～5)。

5.如权利要求1～4任一项所述的地聚物基功能型泥浆，其特征在于，所述助剂包括硅酸盐水泥、聚丙烯酰胺、缓凝剂和减水剂。

6.如权利要求5所述的地聚物基功能型泥浆，其特征在于，所述硅酸盐水泥、所述聚丙烯酰胺、所述缓凝剂和所述减水剂的质量比为15:(1～2)：(1～2)：(1～2)；

和/或，所述缓凝剂包括柠檬酸、酒石酸、乳酸、水杨酸、葡糖酸中的至少一种；

和/或，所述减水剂包括NF型减水剂、FDN型减水剂、UNF-2型减水剂、AF型减水剂、S型减水剂、MF型减水剂中的至少一种。

7.如权利要求1或6所述的地聚物基功能型泥浆，其特征在于，所述地聚物基功能型泥浆包括重量份数的原料组分：所述废弃泥浆1000份、所述地聚物基固化剂80份、所述聚脲2000份、所述苯丙乳液10份和所述助剂10份；

或者，

所述废弃泥浆1000份、所述地聚物基固化剂150份、所述聚脲800份、所述苯丙乳液15份和所述助剂15份；

或者，

所述废弃泥浆1000份、所述地聚物基固化剂180份、所述聚脲120份、所述苯丙乳液20份和所述助剂20份。

8.一种地聚物基功能型泥浆的制备方法，其特征在于，包括步骤：将包括废弃泥浆1000份、地聚物基固化剂80～180份、聚脲120～2000份、苯丙乳液10～20份和助剂10～20份的原料组分进行混合处理，得到地聚物基功能型泥浆。

9.如权利要求8所述地聚物基功能型泥浆的制备方法，其特征在于，所述混合处理的步骤包括：将所述废弃泥浆、所述地聚物基固化剂、所述苯丙乳液和所述助剂混合制成固化浆料后，添加所述聚脲进行混合，得到所述地聚物基功能型泥浆。

10.一种地聚物基功能型泥浆的应用，其特征在于，将如权利要求1～7任一项所述方法制备的地聚物基功能型泥浆或者如权利要求8～9所述的地聚物基功能型泥浆应用于工程现场的减隔震沟槽填料、注浆防水材料填料、基坑止水帷幕填料、填埋场防污屏障填料、路基隔离层填料中。

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