CN115745513B - 一种堤防用填筑材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种堤防用填筑材料制备方法。所述方法包括：将原料土倒入搅拌机中与水泥混合均匀后，加入掺有防水剂的水掺入水中添加至搅拌机中，搅拌均匀加水搅拌时间为(2‑3)min；加入将活性剂气泡群倒入搅拌机中继续搅拌，搅拌时间为(1‑2)min，搅拌均匀，得到拌合物；将所述拌合物浇筑至模具上成型，脱模进行自然养护后，得到填筑材料；其中，各组成成分按照重量比为：水泥8.8‑10.5份、原料土9.7‑10.5份、活性剂气泡群0.1‑0.49份、水5.7‑8.4份、防水剂0‑0.42份。本申请具有良好的流变性质，利于运输，通过提高改性可泵填筑材料的致密性来增强填筑材料的抗压强度，使得堤防、防洪、抢险工程的安全性大大增加。
Description
技术领域
本申请涉及堤防、防洪、抢险领域，特别是涉及一种堤防用填筑材料的制备方法。
背景技术
我国是洪涝灾害频发的国家，河堤在常年使用过程中，由于河水的冲刷和风吹日晒，难免存在质量问题和安全隐患。目前堤防工程运输困难、压实效果差、筑堤土料不足，传统堤防材料已无法适应我国当前堤防防洪抢险的要求。专利CN109897319B公布了一种防洪堤坝用高效阻水抗渗材料的制备方法，该阻水抗渗材料由：丙烯酸、聚丙烯酰胺、硅藻土、滑石粉、聚乙烯等组成，虽然能够用于防洪堤坝中的漏洞和裂缝的快捷紧密堵塞，但是制作繁杂，对制作环境要求较高。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种堤防用填筑材料及其制备方法。
一种堤防用填筑材料的制备方法，所述方法包括：
将原料土与水泥混合均匀后，加入掺有防水剂的水，搅拌均匀；
加入活性剂气泡群，搅拌均匀，得到拌合物；
将所述拌合物浇筑至模具上成型，脱模进行自然养护后，得到填筑材料；
其中，各原料成分按照重量份数计：水泥8.8-10.5份、原料土9.7-10.5份、活性剂气泡群0.1-0.49份、水5.7-8.4份、防水剂0-0.42份；
所述活性剂气泡群为活性剂通过空气压缩型发泡机制成，所述活性剂为LG-2258发泡剂。
在其中一个实施例中，所述活性气泡群为规范CJJT117-2012气泡混合轻质土填筑工程技术规程中发泡剂的定义为能产生气泡群的表面活性材料，气泡群定义为发泡液产生的气泡群体。
在其中一个实施例中，所述原料土为含杂土质粘土，其颗粒粒径小于等于4.75mm。
在其中一个实施例中，所述含杂土质粘土改性可泵填筑材料的水固比为(0.35-0.4):1。
需要说明的是，水固比为填筑材料中的水与填筑材料中水泥和原料土的重量之和的比。
在其中一个实施例中，所述水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥。
在其中一个实施例中，所述防水剂为甲基硅酸钠，用量为水泥质量的4％。
在其中一个实施例中，所述填筑材料的湿容重为(10-15)kN/m3，干容重为(10-16)kN/m3，流动度为160-200mm，28天自然养护下抗压强度大于0.75MPa，吸水率低于10％。
在其中一个实施例中，所述加入掺有防水剂的水，搅拌均匀的时间不低于(2-3)min；所述加入活性剂气泡群，搅拌均匀的时间小于(1-2)min。
本发明另一方面提供一种采用上述制备方法制备得到的堤防用填筑材料。
上述堤防用填筑材料的应用为，堤防、防洪、抢险时，将施工现场的原料土制成填筑材料，直接通过管道泵送浇筑的方式修复堤防、防洪、抢险工程中。
上述一种堤防用填筑材料制备方法有益效果为：该材料由水泥、原料土、活性剂气泡群、水、防水剂构成，是一种含杂土质粘土改性可泵填筑材料，改材料具有可泵性与抗渗性，能够实现直接从粘土开挖点泵送到填筑区域，在28天自然养护下填筑材料抗压强度大于0.75MPa，满足强度要求的同时，可以实现快速抢险。
同时活性剂气泡群表面光滑，可减少拌合物的内摩擦力，使得改性可泵填筑材料具有良好的流变性质，便于软管运输；水泥作固化剂，通过提高改性可泵填筑材料的致密性来增强填筑材料的抗压强度，强度可达2～8MPa，是改性前强度的10倍，使得堤防、防洪、抢险工程的安全性大大增加。
其中，填筑材料的原料要求简易，提高了含杂土质粘土的利用率，减少了土资源的浪费，且对生态环境友好无污染。
附图说明
图1为一个实施例中一种堤防用填筑材料制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处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。
本发明提供一种堤防用填筑材料制备方法，包括以下步骤：
将原料土倒入搅拌机中与水泥混合均匀后，防水剂掺入水中添加至搅拌机中，加水搅拌时间为(2-3)min；通过空气压缩型发泡机制备好的活性剂气泡群倒入搅拌机中继续搅拌，搅拌时间为(1-2)min，得到拌合物；将拌合物浇筑至模具上成型，脱模进行自然养护后，得到填筑材料；其中，各组成成分按照重量比为：水泥8.8-10.5份、原料土9.7-10.5份、活性剂气泡群0.1-0.49份、水5.7-8.4份、防水剂0-0.42份。
以下实施例1～5中的原料土为含杂土质粘土，颗粒粒径最大粒径不大于5mm；水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥；活性剂气泡群为活性剂通过空气压缩型发泡机发泡制成，其中活性剂为LG-2258发泡剂；防水剂为甲基硅酸钠。对比例1的活性剂气泡群为LAS-30通过空气压缩型发泡机发泡制成。
实施例1
一种堤防用填筑材料的原料为：水泥8.8份、原料土9.7份、活性剂气泡群0.49份、水5.7份。
其制作方法为：先将原料土倒入搅拌机中与水泥混合均匀再加水搅拌，加水搅拌时间为2.5min，然后将通过空气压缩型发泡机制备好的活性剂气泡群倒入搅拌机中继续搅拌，搅拌时间为2min，得到拌合物。最后将拌合物浇筑成型，脱模进行自然养护后，得到填筑材料。
实施例2
一种堤防用填筑材料的原料为：水泥10.5份、原料土10.5份、活性剂气泡群0.1份、水7.35份。
其制作方法为：先将原料土倒入搅拌机中与水泥混合均匀再加水搅拌，加水搅拌时间为2.5min，然后将通过空气压缩型发泡机制备好的活性剂气泡群倒入搅拌机中继续搅拌，为2min，得到拌合物。最后将拌合物浇筑成型，脱模进行自然养护后，得到填筑材料。
实施例3
一种堤防用填筑材料的原料为：水泥9.45份、原料土10.5份、活性剂气泡群0.19份、水7.35份。
其制作方法为：先将原料土倒入搅拌机中与水泥混合均匀再加水搅拌，加水搅拌时间为2.5min，然后将通过空气压缩型发泡机制备好的活性剂气泡群倒入搅拌机中继续搅拌，为避免消泡效应，为2min，得到拌合物。最后将拌合物浇筑成型，脱模进行自然养护后，得到填筑材料。
实施例4
一种堤防用填筑材料的原料为：水泥10.5份、原料土10.5份、活性剂气泡群0.19份、水7.35份、防水剂0.42份.
其制作方法为：先将原料土倒入搅拌机中与水泥混合均匀再加入水与防水剂混合均匀制成的硅水混合液，加入混合液搅拌时间为2.5min，然后将通过空气压缩型发泡机制备好的活性剂气泡群倒入搅拌机中继续搅拌，为避免消泡效应，搅拌时间为2min，得到拌合物。最后将拌合物浇筑成型，脱模进行自然养护后，得到所述填筑材料。
实施例5
一种堤防用填筑材料原料可以为：水泥10.5份、原料土10.5份、活性剂气泡群0.19份、水8.4份。
其制作方法为：先将原料土倒入搅拌机中与水泥混合均匀再加水搅拌，加水搅拌时间为2.5min，然后将通过空气压缩型发泡机制备好的活性剂气泡群倒入搅拌机中继续搅拌，为避免消泡效应，搅拌时间为2min，得到拌合物。最后将拌合物浇筑成型，脱模进行自然养护后，得到填筑材料。
对比例1
一种堤防用填筑材料原料可以为：水泥8.8份、原料土9.7份、活性剂气泡群0.49份、水5.7份。
其制作方法为：先将原料土倒入搅拌机中与水泥混合均匀再加水搅拌，加水搅拌时间为2.5min，然后将通过空气压缩型发泡机制备好的活性剂气泡群倒入搅拌机中继续搅拌，为避免消泡效应，搅拌时间为2min，得到拌合物。最后将拌合物浇筑成型，脱模进行自然养护后，得到填筑材料。其中，活性气泡群采用LAS-30。
对比例2
一种堤防用填筑材料原料可以为：水泥7.5份、原料土8.1份、活性剂气泡群0.45份、水4.87份。
其制作方法为：先将原料土倒入搅拌机中与水泥混合均匀再加水搅拌，加水搅拌时间为2.5min，然后将通过空气压缩型发泡机制备好的活性剂气泡群倒入搅拌机中继续搅拌，为避免消泡效应，搅拌时间为2min，得到拌合物。最后将拌合物浇筑成型，脱模进行自然养护后，得到填筑材料。其中，水泥采用P·O 32.5级普通硅酸盐水泥。
对比例3
一种堤防用填筑材料原料可以为：水泥10.5份、原料土15.75份、活性剂气泡群0.19份、水7.35份。
其制作方法为：先将原料土倒入搅拌机中与水泥混合均匀再加水搅拌，加水搅拌时间为2.5min，然后将通过空气压缩型发泡机制备好的活性剂气泡群倒入搅拌机中继续搅拌，为避免消泡效应，搅拌时间为2min，得到拌合物。最后将拌合物浇筑成型，脱模进行自然养护后，得到填筑材料。
对比例4
一种堤防用填筑材料原料可以为：水泥8.4份、原料土10.5份、活性剂气泡群0.19份、水7.35份、防水剂2.1份。
其制作方法为：先将原料土倒入搅拌机中与水泥混合均匀再加入水与防水剂，所述防水剂为粉煤灰，混合均匀制成混合液，加水搅拌时间为2.5min，然后将通过空气压缩型发泡机制备好的活性剂气泡群倒入搅拌机中继续搅拌，为避免消泡效应，搅拌时间为2min，得到拌合物。最后将拌合物浇筑成型，脱模进行自然养护后，得到填筑材料。
对比例5
一种堤防用填筑材料原料可以为：水泥10.5份、原料土10.5份、活性剂气泡群0.19份、水7.35份、防水剂0.1份。
其制作方法为：先将原料土倒入搅拌机中与水泥混合均匀再加入水与防水剂，所述防水剂为减水剂，混合均匀制成混合液，加水搅拌时间为2.5min，然后将通过空气压缩型发泡机制备好的活性剂气泡群倒入搅拌机中继续搅拌，为避免消泡效应，搅拌时间为2min，得到拌合物。最后将拌合物浇筑成型，脱模进行自然养护后，得到填筑材料。
通过对上述实施例和对比例制成的填筑材料进行流动性检测，用高80mm，直径80mm的光滑塑料圆筒和一块平板进行试验，将拌合物装入圆筒后并缓慢垂直向上提起，用钢尺测量拌合物摊开的直径并记录，每组试样进行2-3次平行试验，以平均值作为最终的流动值，自然养护28天后对对抗压强度采用压力试验机方法进行测试，测试结果如下表1所示。
表1
| 湿容重 | 干容重 | 流动性 | 抗压强度 | 吸水率 | |
| 实施例1 | 11.60 | 10.53 | 160 | 0.76 | 2.7 |
| 实施例2 | 14.30 | 15.45 | 175 | 7.45 | 6.0 |
| 实施例3 | 10.86 | 11.89 | 165 | 2.22 | 4.5 |
| 实施例4 | 13.26 | 13.83 | 190 | 4.85 | 3.3 |
| 实施例5 | 11.39 | 12.93 | 200 | 3.98 | 3.5 |
| 对比例1 | 15.00 | 12.56 | 230 | 0.40 | 5.9 |
| 对比例2 | 7.55 | 7.39 | 170 | 0.06 | 23.8 |
| 对比例3 | 15.07 | 14.98 | 110 | 5.36 | 3.0 |
| 对比例4 | 14.86 | 14.43 | 100 | 3.03 | 3.2 |
| 对比例5 | 14.84 | 15.12 | 120 | 6.44 | 4.4 |
从上表1可知，本发明制备方法所得的改性可泵填筑材料试件的流动性为(160～200)mm，符合泵送运输的要求；28天自然养护下抗压强度大于0.75MPa，吸水率低于10％，满足堤防防洪抢险填筑材料的要求。
其中，泵送要求流动度应控制在(160-200)mm，流动度过小，管壁内摩阻力太大，容易产生堵管。流动度过大，拌合物长时间在管道中容易泌水，导致离析、消泡。本发明制备的填筑材料，活性剂气泡群表面光滑可减少拌合物的内摩擦力，使得改性可泵填筑材料具有良好的流变性质，便于软管运输，本发明较好的可泵性能够实现直接从粘土开挖点泵送到填筑区域，提高防洪抢险的效率。
上述堤防用填筑材料的应用为，堤防、防洪、抢险时，将施工现场的原料土制成填筑材料，直接通过管道泵送浇筑的方式修复堤防、防洪、抢险工程中。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种堤防用填筑材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
将原料土与水泥混合均匀后，加入掺有防水剂的水，搅拌均匀；
加入活性剂气泡群，搅拌均匀，得到拌合物；
将所述拌合物浇筑至模具上成型，脱模进行自然养护后，得到填筑材料；
其中，各原料成分按照重量份数计：所述水泥8.8-10.5份、所述原料土9.7-10.5份、所述活性剂气泡群0.1-0.49份、所述水5.7-8.4份；
所述填筑材料的水固比为0.35-0.4:1；所述水泥为P·042.5普通硅酸盐水泥；所述防水剂为甲基硅酸钠，用量为所述水泥质量的4％；
所述活性剂气泡群为活性剂通过空气压缩型发泡机制成，所述活性剂为LG-2258发泡剂；
所述填筑材料的湿容重为10-15kN/m3，干容重为10-16kN/m3，流动度为160-200mm，28天自然养护下抗压强度大于0.75MPa，吸水率低于10％；
所述原料土为含杂土质粘土，其颗粒粒径小于等于4.75mm。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加入掺有防水剂的水，搅拌均匀的时间为2-3min；所述加入活性剂气泡群，搅拌均匀的时间为1-2min。
3.根据权利要求1-2任一所述的方法制备得到的堤防填筑材料。
4.一种使用权利要求1-2任一所述的堤防用填筑材料的方法，其特征在于，堤防、防洪、抢险时，将施工现场的原料土制成填筑材料，直接通过管道泵送浇筑的方式用于修复堤防、防洪、抢险工程中。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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