一種用于治理巖溶地面塌陷的充填材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于治理巖溶地面塌陷的充填材料及制備方法。所述的充填材料主要由有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料和結(jié)構(gòu)泡沫材料組成，其中：所述的有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料由無機(jī)混合材料、聚苯乙烯和鄰苯二甲酸酐按1：1.5～3.5：2.8～4.9的重量比組成，其中所述的無機(jī)混合材料由沸石、石膏和硫酸鈉按1:1:1的重量比組成；所述的結(jié)構(gòu)泡沫材料由脲甲醛和聚氨酯按1:2.3～3.5的重量比組成；所述有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料和結(jié)構(gòu)泡沫材料的重量比為1：2.5～3.8。本發(fā)明所述充填材料組成簡單、環(huán)保無污染，具有良好的力學(xué)性能、透水性能和膠結(jié)強(qiáng)度。
【專利說明】一種用于治理巖溶地面塌陷的充填材料及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于治理巖溶地面塌陷的充填材料及制備方法，屬于地質(zhì)災(zāi)害治理工程【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前我國由巖溶地面塌陷引起的地質(zhì)災(zāi)害問題己相當(dāng)嚴(yán)重。全國每年發(fā)生巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害數(shù)千起，造成經(jīng)濟(jì)損失多達(dá)數(shù)十億元。其中影響嚴(yán)重的地區(qū)主要分布在廣西、云南、貴州等地。巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生不僅造成建筑物、道路等構(gòu)筑物的損害，影響正常的生產(chǎn)運營，而且還威脅到人員生命、危害生態(tài)環(huán)境，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]傳統(tǒng)的巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害治理方法通常采用換填、灌漿、沖擊爆破、跨越等，其原理主要是通過減少溶洞的分布率，或增強(qiáng)溶洞的穩(wěn)定性使其承載力有效提高，從而減輕其危害。在應(yīng)用綜合防治體系治理巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害時，溶洞規(guī)模的大小是治理技術(shù)選取的關(guān)鍵，土層分布的厚度大小對于治理措施的要求是非常高的，如溶洞的直徑小于5m、距土層的深度小于3m時，在土拱效應(yīng)的作用下應(yīng)力可以滿足土體自穩(wěn)的要求。處理方法一般采用注漿法，即采用水泥砂漿混合物進(jìn)行充填，支撐上部土層重量，防止其在地下水的溶蝕下繼續(xù)塌落，擴(kuò)大溶洞的范圍。當(dāng)溶洞的直徑大于5m、距土層的深度大于3m，土拱效應(yīng)的作用力已經(jīng)不能滿足土體自穩(wěn)的要求時，一般采用沖擊爆破、粧基、跨越等方法治理。
[0004]膠結(jié)材料在巖溶區(qū)膠結(jié)充填中具有至關(guān)重要的作用，膠結(jié)材料的組成和性能直接影響著膠結(jié)充填的效果和成本。巖溶區(qū)膠結(jié)充填既可以避免地下溶洞造成的地表塌陷、生態(tài)破壞和安全隱患，又能夠提高資源利用率、大量消耗固體廢棄物，膠結(jié)充填充治理法已得到了工程界的普遍重視。Tatiana Bakharev等人(Alkali activat1n of Australian slagcements [J].Cement and Concrete Research: 1999 (29).)米用娃酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉等不同的活化劑來活化高爐礦渣，制取膠結(jié)充填材料，工程應(yīng)用結(jié)果表明，該充填材料的膠結(jié)體抗壓強(qiáng)度很高，但凝結(jié)時間長，在地下水的作用下易流失。A.R.Brough等人(Sodiumsilicate-based, alkal1-activated slag mortars Partl[J].Strength, hydrat1n andmicrostrure Cement and Concrete Research, 2002，32:865-879.)通過娃酸鈉來激活?；郀t礦渣，并加入NaCl來調(diào)整凝結(jié)時間，發(fā)現(xiàn)在NaCl加入后有速凝作用，但與巖土體膠結(jié)能力較差。Taylor 等人(Cement Chemistry [M], Academeic, London, 1990.)米用粉煤灰為基礎(chǔ)原料，K類堿作為激發(fā)劑制取充填材料，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性都較好，但在膠結(jié)體中的C-S-H凝膠結(jié)構(gòu)透水性較差，很容易改變地下水的徑流方式，導(dǎo)致溶洞向新的方向擴(kuò)展，弓丨起二次災(zāi)害。另外傳統(tǒng)的水泥砂漿充填材料在地下高水條件下不易膠結(jié)，且和易性、穩(wěn)定性較差，充填料漿在制備與輸送過程中容易產(chǎn)生離析、堵管等現(xiàn)象，膠結(jié)材料在與巖土體的膠結(jié)過程中會產(chǎn)生“泥化不膠結(jié)”現(xiàn)象，使治理效果并不能得到有效保證。
[0005]綜上所述，傳統(tǒng)的巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的治理方法與充填材料存在成本高、破壞地下水徑流方式、充填物與土體的膠結(jié)能力差、易流失、對地質(zhì)環(huán)境擾動大等諸多缺點，不利于推廣應(yīng)用。如何開發(fā)切實可行的巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害充填材料與制備方法己經(jīng)成為未來亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種經(jīng)濟(jì)、有效的用于治理巖溶地面塌陷的充填材料及制備方法。
[0007]本發(fā)明所述的用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，主要由有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料和結(jié)構(gòu)泡沫材料組成，其中:
[0008]所述的有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料由無機(jī)混合材料、聚苯乙烯和鄰苯二甲酸酐按1:1.5?3.5:2.8?4.9的重量比組成，其中所述的無機(jī)混合材料由沸石、石膏和硫酸鈉按1:1:1的重量比組成；
[0009]所述的結(jié)構(gòu)泡沫材料由脲甲醛(尿素與甲醛反應(yīng)得到的聚合物)和聚氨酯(聚氨基甲酸酯)按1:2.3?3.5的重量比組成；
[0010]所述有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料和結(jié)構(gòu)泡沫材料的重量比為1:2.5?3.8。
[0011]上述用于治理巖溶地面塌陷的充填材料中還包括一些現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的組分，如緩凝劑、止水劑和活化劑等。所述的緩凝劑、止水劑和活化劑的用量及選擇均與現(xiàn)有技術(shù)相同。所述的緩凝劑優(yōu)選為氯化鈉、硼酸鈉、硫酸鈉或硫酸鎂等；所述緩凝劑的用量為占充填材料總重量的0.001?0.003% ;所述的止水劑為疏水型聚氨酯注漿液，優(yōu)選為SUP-202單液型疏水型聚氨酯注漿液、SL-669單液型PU發(fā)泡止水劑或SL-668單液型PU發(fā)泡止水劑等；所述止水劑的用量為占充填材料總重量的0.001?0.003%;所述的活化劑為乙炔醇或醚類物質(zhì)，其中醚類物質(zhì)可以是二甲醚、乙醚或二苯醚等，所述活化劑的用量為占充填材料總重量的0.001?0.003% O
[0012]本發(fā)明所述的技術(shù)方案中，在有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料的組成中，無機(jī)混合材料、聚苯乙烯和鄰苯二甲酸酐的重量比優(yōu)選為1:2.0?3.0:3.2?4.4，更優(yōu)選為1:2.8:3.5 ;在結(jié)構(gòu)泡沫材料的組成中，脲甲醛和聚氨酯的重量比優(yōu)選為1:2.5?3.0，更優(yōu)選為1:2.9。
[0013]本發(fā)明所述的技術(shù)方案中，所述石膏和硫酸鈉的粒度通常為200目?300目，所述沸石的粒度通常為100目?200目；所述聚苯乙烯的粒度通常為I?5mm(直徑)。
[0014]本發(fā)明所述的技術(shù)方案中，所述的聚苯乙烯也可以是工業(yè)上的廢棄聚苯乙烯。
[0015]按本發(fā)明所述配方制得的充填材料的粘度為380?760Mpa.S。
[0016]本發(fā)明所述的充填材料可以按現(xiàn)有常規(guī)方法進(jìn)行制備，優(yōu)選按下述方法進(jìn)行制備:
[0017]①按有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料的組成稱取相應(yīng)原料，按無機(jī)混合材料、聚苯乙烯、鄰苯二甲酸酐的順序加入至攪拌機(jī)，攪拌10?15分鐘，取出后密封儲存；
[0018]②按結(jié)構(gòu)泡沫材料的組成稱取相應(yīng)原料，置于攪拌機(jī)中攪拌10?15分鐘，取出后密封儲存；
[0019]③在使用前將有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料與結(jié)構(gòu)泡沫材料按配比置于攪拌機(jī)中攪拌均勻，得到混合料。
[0020]④在所得混合料中添加配比量的緩凝劑、止水劑和活化劑，混合均勻后即可使用。
[0021]使用本發(fā)明所述的充填材料治理巖溶塌陷時，優(yōu)選采用常規(guī)的高壓注漿形式注入洞穴中，其中注漿壓力不小于50?lOOMpa，漿液擴(kuò)散半徑R為2?3m，注漿間距優(yōu)選為4?6m，注入的漿量依據(jù)溶洞實際尺寸確定，注漿角度通常為40°?45°。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0023]1、本發(fā)明所述充填材料組成簡單、環(huán)保無污染，材料易得，有足夠的資源，制備方法簡單易控，與傳統(tǒng)的水泥砂漿等充填材料相比，顯著降低了治理成本。
[0024]2、本發(fā)明所述充填材料具有優(yōu)良的壓縮、拉伸、剪切、彎曲等力學(xué)性能。有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料與結(jié)構(gòu)泡沫材料結(jié)合后發(fā)生了高聚反應(yīng)，加大了分子鏈的長度，分子鏈越長，硬度越大，力學(xué)性能越好。與傳統(tǒng)材料相比，抗疲勞性和抗沖擊性更佳，是一種輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合材料。
[0025]3、本發(fā)明所述的充填材料具有良好的和易性，大大改善了二相料漿流的穩(wěn)定性，解決了充填料漿在制備與輸送過程中的離析、堵管等難題。
[0026]4、本發(fā)明所述充填材料有著良好的力學(xué)性能、透水性能、膠結(jié)強(qiáng)度，可以在高水條件下膠結(jié)，有效地解決了溶洞中地下水徑流過程中施工材料流失的問題。
[0027]5、在上述操作下，可有效克服傳統(tǒng)普通膠結(jié)材料在溶洞中充填后，與洞壁膠結(jié)中“泥化不膠結(jié)”的難題，且施工更方便、快捷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為實驗例4中按本發(fā)明實施例3所述配比制備充填材料的負(fù)荷-時間的關(guān)系曲線；
[0029]圖2為實驗例4中按常規(guī)水泥砂漿配比方案制備的充填材料的負(fù)荷-時間的關(guān)系曲線。

【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述，以更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明并不限于以下實施例。
[0031]以下各實施例所述的充填材料按以下方法進(jìn)行制備:
[0032]①按有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料的組成稱取相應(yīng)原料，按無機(jī)混合材料(其中的沸石、石膏與硫酸鈉分別粉碎至相應(yīng)要求)、聚苯乙烯、鄰苯二甲酸酐的順序加入至攪拌機(jī)，攪拌15分鐘，取出后密封儲存；
[0033]②按結(jié)構(gòu)泡沫材料的組成稱取相應(yīng)原料，置于攪拌機(jī)中攪拌10分鐘，取出后密封儲存；
[0034]③在使用前將有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料與結(jié)構(gòu)泡沫材料按配比置于攪拌機(jī)中攪拌10分鐘，得到混合料；
[0035]④在所得混合料中添加配比量的緩凝劑、止水劑和活化劑，攪拌10分鐘即得。
[0036]實施例1
[0037]用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，由有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料、結(jié)構(gòu)泡沫材料、緩凝劑、止水劑和活化劑組成，其中:
[0038]所述的有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料由無機(jī)混合材料、聚苯乙烯和鄰苯二甲酸酐按1:2.5:
3.5的重量比組成，所述的無機(jī)混合材料由沸石、石膏和硫酸鈉按1:1:1的重量比組成；
[0039]所述的結(jié)構(gòu)泡沫材料由脲甲醛和聚氨酯按1:2.5的重量比組成；
[0040]所述有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料和結(jié)構(gòu)泡沫材料的重量比為1:3.5 ;
[0041]所述的緩凝劑為氯化鈉，其用量為占充填材料總重量的0.001% ；
[0042]所述的止水劑為SUP-202單液型疏水型聚氨酯注漿液，其用量為占充填材料總重量的 0.003% ；
[0043]所述的活化劑為乙炔醇，其用量為占充填材料總重量的0.002%。
[0044]實施例2
[0045]用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，由有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料、結(jié)構(gòu)泡沫材料、緩凝劑、止水劑和活化劑組成，其中:
[0046]所述的有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料由無機(jī)混合材料、聚苯乙烯和鄰苯二甲酸酐按1:3.0:
3.5的重量比組成，所述的無機(jī)混合材料由沸石、石膏和硫酸鈉按1:1:1的重量比組成；
[0047]所述的結(jié)構(gòu)泡沫材料由脲甲醛和聚氨酯按1:2.6的重量比組成；
[0048]所述有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料和結(jié)構(gòu)泡沫材料的重量比為1:3.1 ;
[0049]所述的緩凝劑為氯化鈉，其用量為占充填材料總重量的0.002% ；
[0050]所述的止水劑為SUP-202單液型疏水型聚氨酯注漿液，其用量為占充填材料總重量的 0.001% ；
[0051]所述的活化劑為乙炔醇，其用量為占充填材料總重量的0.001%。
[0052]實施例3
[0053]用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，由有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料、結(jié)構(gòu)泡沫材料、緩凝劑、止水劑和活化劑組成，其中:
[0054]所述的有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料由無機(jī)混合材料、聚苯乙烯和鄰苯二甲酸酐按1:3.0:2.0的重量比組成，所述的無機(jī)混合材料由沸石、石膏和硫酸鈉按1:1:1的重量比組成；
[0055]所述的結(jié)構(gòu)泡沫材料由脲甲醛和聚氨酯按1:3.5的重量比組成；
[0056]所述有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料和結(jié)構(gòu)泡沫材料的重量比為1:2.6 ;
[0057]所述的緩凝劑為硼酸鈉，其用量為占充填材料總重量的0.003% ;
[0058]所述的止水劑為SL-669單液型PU發(fā)泡止水劑，其用量為占充填材料總重量的0.002% ；
[0059]所述的活化劑為二苯醚，其用量為占充填材料總重量的0.003%。
[0060]實施例4
[0061]用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，由有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料、結(jié)構(gòu)泡沫材料、緩凝劑、止水劑和活化劑組成，其中:
[0062]所述的有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料由無機(jī)混合材料、聚苯乙烯和鄰苯二甲酸酐按1:1.5:
4.9的重量比組成，所述的無機(jī)混合材料由沸石、石膏和硫酸鈉按1:1:1的重量比組成；
[0063]所述的結(jié)構(gòu)泡沫材料由脲甲醛和聚氨酯按1:2.3的重量比組成；
[0064]所述有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料和結(jié)構(gòu)泡沫材料的重量比為1:3.8 ;
[0065]所述的緩凝劑為硫酸鈉，其用量為占充填材料總重量的0.002% ；
[0066]所述的止水劑為SL-668單液型PU發(fā)泡止水劑，其用量為占充填材料總重量的0.001% ；
[0067]所述的活化劑為二甲醚，其用量為占充填材料總重量的0.003%。
[0068]實施例5
[0069]用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，由有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料、結(jié)構(gòu)泡沫材料、緩凝劑、止水劑和活化劑組成，其中:
[0070]所述的有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料由無機(jī)混合材料、聚苯乙烯和鄰苯二甲酸酐按1:3.5:2.8的重量比組成，所述的無機(jī)混合材料由沸石、石膏和硫酸鈉按1:1:1的重量比組成；
[0071]所述的結(jié)構(gòu)泡沫材料由脲甲醛和聚氨酯按1:3.0的重量比組成；
[0072]所述有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料和結(jié)構(gòu)泡沫材料的重量比為1:2.5 ;
[0073]所述的緩凝劑為硫酸鎂，其用量為占充填材料總重量的0.001 % ;
[0074]所述的止水劑為SUP-202單液型疏水型聚氨酯注漿液，其用量為占充填材料總重量的 0.001% ；
[0075]所述的活化劑為乙炔醇，其用量為占充填材料總重量的0.001 %。
[0076]實驗例1:充填效果試驗
[0077]在桂林市臨桂新區(qū)采用兩種方案對2個相似大小的地下溶洞進(jìn)行了充填，其中溶洞I的洞口直徑約3.2m,洞深4.5m，洞口距離地面的埋深約7m ；溶洞2的洞口直徑約3.08m，洞深5.lm，洞口距離地面的埋深約6.8m。
[0078]第一種方案是采用傳統(tǒng)水泥砂漿充填方案，配比方案為按常規(guī)的的水:水泥:砂=1:2.3:2.5(重量比)。采用高壓注漿機(jī)對溶洞I進(jìn)行注漿，按照相關(guān)施工規(guī)范進(jìn)行操作，充滿并達(dá)到水泥養(yǎng)護(hù)齡期后進(jìn)行檢測。
[0079]第二種方案為按本發(fā)明實施例1制得的充填材料對溶洞2進(jìn)行充填，采用QZJ100B鉆孔機(jī)對土地擬治理溶洞鉆孔，鉆孔傾角35°，鉆孔直徑20cm，采用BW-118高壓注漿機(jī)將混合液注入溶洞中，注漿壓力為0.3MPa，達(dá)到壓力上限值3MPa即停止注漿。
[0080]28天后采用SIR-2型地質(zhì)雷達(dá)探測儀對兩種方案的注漿效果進(jìn)行檢測，結(jié)果如下:
[0081]第一種方案的物探檢測結(jié)果顯示:溶洞的充填率僅為40%，且充填不均勻，洞壁膠合差，水泥砂漿用料大；
[0082]第二種方案的檢測結(jié)果顯示:溶洞的充填率達(dá)到了 100%，充填材料與洞壁膠合效果好，由于充填材料具有膨脹性，充填用料相對于水泥砂漿較少。
[0083]實驗例2:透水性試驗
[0084]本發(fā)明方案:按本發(fā)明實施例1所述配比制備充填材料，然后制成200cmX 200cm標(biāo)準(zhǔn)試塊，制作5塊。
[0085]水泥砂漿配比方案:按常規(guī)的水:水泥:砂=1:2.3:2.5(重量比)，用同樣的方法將水泥砂漿制成200cm X 200cm標(biāo)準(zhǔn)試塊，制作5塊，制備過程不需要攪拌。
[0086]兩種試樣養(yǎng)護(hù)28天后，采用YT020型透水性測試儀進(jìn)行透水試驗，測定其透水系數(shù)K。
[0087]結(jié)果顯示:水泥砂漿制成的試塊透水系數(shù)K為0.013?0.024，屬于弱透水性；按本發(fā)明實施例1配比制成的試塊透水系數(shù)K為0.618?0.84?？梢?，本發(fā)明所述充填材料具有良好的透水性，不會對地下水的徑流方向造成影響
[0088]實驗例3:膠結(jié)泥化試驗
[0089]水泥砂漿配比方案:按水:水泥:砂=1:2.3:2.5 (重量比)。按水泥砂漿:粘土 =1:1 (重量比)配制成試塊，放置48小時后沖水試驗。
[0090]本發(fā)明方案:按本發(fā)明實施例2所述配比制備充填材料，然后按充填材料混合物:泥土 = 1:1 (重量比)配制成試塊，放置48小時后沖水試驗試驗。
[0091]結(jié)果顯示:水泥砂漿試塊在相同的時間、相同的水流沖涮下，粘土脫落達(dá)到80% ;而本發(fā)明所述充填材料上粘土脫落僅為3.5%?？梢?，本發(fā)明所述充填材料的膠結(jié)泥化效果明顯好于水泥砂漿。
[0092]實驗例4:抗疲勞性試驗
[0093]本發(fā)明方案:按本發(fā)明實施例3所述配比制備充填材料，然后制成150cmX 150cm標(biāo)準(zhǔn)試塊，制作5塊。
[0094]水泥砂漿配比方案:按常規(guī)的水:水泥:砂=1:2.1:2.0 (重量比)。用同樣的方法將水泥砂漿制成150cm X 150cm標(biāo)準(zhǔn)試塊，制作5塊，制備過程不需要攪拌。
[0095]兩種試樣養(yǎng)護(hù)28天后，采用SPL-30A型疲勞試驗機(jī)加往返荷載，根據(jù)負(fù)荷-時間的關(guān)系曲線判別其抗疲勞性；其中圖1為按本發(fā)明實施例3所述配比制備充填材料的負(fù)荷-時間的關(guān)系曲線，圖2為按上述水泥砂漿配比方案制備的充填材料的負(fù)荷-時間的關(guān)系曲線。
[0096]結(jié)果顯示:由水泥砂漿制成的試塊負(fù)荷-時間的關(guān)系曲線可知，水泥試塊在兩個往返加載試驗后，試塊已經(jīng)破裂，強(qiáng)度明顯降低；而本發(fā)明所述充填材料制成的試塊經(jīng)過8個往返加載試驗后，僅表面有輕微的拉裂，試塊的整體性與強(qiáng)度基本未變。
[0097]實驗例5:抗沖擊性試驗
[0098]本發(fā)明方案:按本發(fā)明實施例3所述配比制備充填材料，然后制成250cmX 250cm標(biāo)準(zhǔn)試塊，制作5塊。
[0099]水泥砂漿配比方案:按常規(guī)的的水:水泥:砂=1:2.5:2.0(重量比)。用同樣的方法將水泥砂漿制成250cm X 250cm標(biāo)準(zhǔn)試塊，制作5塊，制備過程不需要攪拌。
[0100]兩種試樣養(yǎng)護(hù)28天后，采用JB-30A微機(jī)屏顯全自動沖擊試驗機(jī)加沖擊荷載荷載，根據(jù)顯示屏抗沖擊力大小判別其抗沖擊性。
[0101]結(jié)果顯示:由JB-30A微機(jī)屏顯全自動沖擊試驗機(jī)屏顯沖擊力數(shù)據(jù)顯示，水泥砂漿制成的試塊抗沖擊力大小為3.5KN ;而本發(fā)明所述充填材料制成的試塊抗沖擊能力大小為
4.1KN ;其抗沖擊性比水泥砂漿稍好，滿足充填材料的強(qiáng)度要求。
[0102]由上述試驗可知，將本發(fā)明所述的充填材料應(yīng)用于治理巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害溶洞的措施中，可以明顯達(dá)到充填的強(qiáng)度與穩(wěn)定性要求，既能保證治理后地基基礎(chǔ)具有優(yōu)良的比剛度、比強(qiáng)度，又可提高基礎(chǔ)整體的剛度，更為重要的是不會造成地下水徑流過程中的環(huán)境污染，可顯著降低治理的費用。
【權(quán)利要求】
1.一種用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，其特征在于:它主要由有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料和結(jié)構(gòu)泡沫材料組成，其中: 所述的有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料由無機(jī)混合材料、聚苯乙烯和鄰苯二甲酸酐按1:1.5?3.5:2.8?4.9的重量比組成，其中所述的無機(jī)混合材料由沸石、石膏和硫酸鈉按1:1:1的重量比組成； 所述的結(jié)構(gòu)泡沫材料由脲甲醛和聚氨酯按1:2.3?3.5的重量比組成； 所述有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料和結(jié)構(gòu)泡沫材料的重量比為1:2.5?3.8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，其特征在于:所述的充填材料還包括緩凝劑、止水劑和活化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，其特征在于:所述緩凝劑的用量為占充填材料總重量的0.0Ol?0.003%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，其特征在于:所述的緩凝劑為氯化鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，其特征在于:所述止水劑的用量為占充填材料總重量的0.001?0.003%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，其特征在于:所述的止水劑為疏水型聚氨酯注漿液。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，其特征在于:所述活化劑的用量為占充填材料總重量的0.001?0.003%。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，其特征在于:所述的活化劑為乙炔醇或醚類物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項所述的用于治理巖溶地面塌陷的充填材料，其特征在于:所述有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料的組成中，無機(jī)混合材料、聚苯乙烯和鄰苯二甲酸酐的重量比為1:2.0 ?3.0:3.2 ?4.4。
10.權(quán)利要求1所述的用于治理巖溶地面塌陷的充填材料的制備方法，包括以下步驟: ①按有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料的組成稱取相應(yīng)原料，按無機(jī)混合材料、聚苯乙烯、鄰苯二甲酸酐的順序加入至攪拌機(jī)，攪拌10?15分鐘，取出后密封儲存； ②按結(jié)構(gòu)泡沫材料的組成稱取相應(yīng)原料，置于攪拌機(jī)中攪拌10?15分鐘，取出后密封儲存； ③在使用前將有機(jī)激發(fā)膠結(jié)材料與結(jié)構(gòu)泡沫材料按配比置于攪拌機(jī)中攪拌均勻，得到混合料。 ④在所得混合料中添加配比量的緩凝劑、止水劑和活化劑，混合均勻后即可使用。
【文檔編號】C04B16/08GK104446208SQ201410721109
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】程峰, 胡喬帆, 鄭躍鵬, 蒙劍坪 申請人:中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司