一種應用于隧道進出口回填的輕質(zhì)泡沫土及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種建筑材料及其生產(chǎn)方法，具體涉及一種應用于隧道進出口回填的 輕質(zhì)泡沫土及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隧道施工時，隧道的進出口位置由于自然地貌形態(tài)是不規(guī)則的，開挖時存在較大 的偏壓，很容易發(fā)生坍塌。為此，常規(guī)工法通常需要對進出口位置進行非隧道工程的邊坡開 挖和防護，這樣不僅加大了開挖難度，更重要的是破壞了自然地貌形態(tài)，干擾了自然地質(zhì)地 理環(huán)境的平衡。
[0003] CN102010223B提供了一種早強柔性氣泡輕質(zhì)混凝填土組合物，包括如下重量 份的組分：硅酸鹽水泥50~80份，硫鋁水泥10~40份，硫酸鉻鉀0. 3~0. 5份，聚丙烯酰胺 0. 1~0. 3份，可再分散乳膠粉0. 5~1. 5份，復合改性重質(zhì)碳酸鈣5~10份，粉煤灰5~10份，復 合早強穩(wěn)定乳液1〇~30份，水48~55份。該發(fā)明的早強柔性氣泡輕質(zhì)混凝填土組合物，主要 用于隧道、高速公路、地鐵、山體滑坡重大工程的搶險工程使用的填土，可大大縮短搶險工 程施工期和增強填土的抗震強度。
[0004] CN101514091B公開了一種氣泡輕質(zhì)混凝土雙組分砂漿，包括如下重量份的組 分：普通水泥85~95份，硫酸鉻鉀0. 3~0. 5份，甲酸鈣0. 1~0. 3份，膠凍乳液30~60份，水 2~25份。該發(fā)明的氣泡輕質(zhì)混凝土雙組分砂漿是多用性砂漿，可以用于隧道、高速公路、地 鐵、重大工程的填土和道路修補，使用方便，澆筑過程中可以縮短工期，經(jīng)濟實惠，是真正的 環(huán)保型新材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種應用于隧道進出 口回填的輕質(zhì)泡沫土，能夠減少不均勻沉降，減小維護費用。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種應用于隧道進出口回 填的輕質(zhì)泡沫土，由如下重量份的組成原料制成：120~300份水泥，5~60份硅灰粉，5~85 份硅藻土，10~105份粉煤灰，60~250份水，1~5份減水劑，1~3份早強劑，1~3份速凝劑， 0. 0015~0. 005份鋁粉，0. 05~0. 20份葡萄糖酸鈉，5~25份植物纖維，5~12份發(fā)泡劑，2~10份 微沫劑。
[0007] 所述水泥優(yōu)選為P052. 5、P052. 5R硅酸鹽水泥或快凝硅酸鹽水泥。
[0008] 所述減水劑優(yōu)選為萘系減水劑。
[0009] 所述早強劑可采用本領(lǐng)域現(xiàn)有的早強劑，如氯化鈣、氯化鈉等氯鹽類早強劑，或硫 酸鈉、硫代硫酸鈉等硫酸鹽類早強劑；優(yōu)選的，所述早強劑為氯化鈣或硫酸鈉。
[0010] 所述發(fā)泡劑優(yōu)選為復合發(fā)泡劑，其成分包括動物蛋白和植物蛋白，以及松香皂、雙 氧水和鋁粉中的一種或多種。
[0011] 所述微沫劑優(yōu)選為將發(fā)泡劑與水進行1 :1800稀釋，并通過柱塞栗進行微量發(fā)泡 制得。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種上述應用于隧道進出口回填的輕質(zhì)泡沫土的生產(chǎn)方法，包括 以下步驟： 1) 利用自動化發(fā)泡水泥設備主機控制，通過變頻器控制水栗的抽水量、攪拌機的攪拌 速度和輸送機的輸送速度，通過管道向攪拌機內(nèi)加所述配比的水，同時，按所述配比向攪拌 機內(nèi)加人水泥、硅灰粉、硅藻土、粉煤灰、減水劑、早強劑、速凝劑、鋁粉、葡萄糖酸鈉和植物 纖維，通過攪拌機進行攪拌，利用變頻器控制攪拌速度，確保無水泥團即可進行澆筑施工， 其中，水栗、攪拌機和輸送機的輸入頻率均控制在0~70HZ范圍內(nèi)； 2) 利用自動化發(fā)泡水泥設備主機控制，通過柱塞栗和空壓機將微沫劑制成泡沫； 3) 利用自動化發(fā)泡水泥設備主機控制，啟動抽漿程序，變頻器控制抽漿的速度，以控制 最終成品的容重； 4) 在自動化發(fā)泡水泥設備主機控制下，按所述配比分別將步驟1)制備的漿料和步驟 2)制備的泡沫輸送到混合器內(nèi)均勻混合制得輕質(zhì)泡沫土混合漿料。
[0013] 本發(fā)明輕質(zhì)泡沫土利用高標號或特種水泥作為固結(jié)材料，使輕質(zhì)泡沫土在同等密 度下提高強度，進而滿足承載力，同樣，在滿足同等強度下，可以大大降低產(chǎn)品的密度。添加 減水劑，減水劑分子中的憎水基團定向吸附于水泥質(zhì)點表面，親水基團指向水溶液，在水泥 顆粒表面形成單分子或多分子吸附膜，在電斥力作用下，使原來水泥加水后由于水泥顆粒 間分子凝聚力等多種因素而形成的絮凝結(jié)構(gòu)打開，把被束縛在絮凝結(jié)構(gòu)中的游離水釋放出 來，這就是由減水劑分子吸附產(chǎn)生的分散作用。水泥加水后，水泥顆粒被水濕潤，濕潤愈好， 在具有同樣工作性能的情況下所需的拌和水量也就愈少，且水泥水化速度亦加快。添加早 強劑，能增加水泥礦物的溶解度，加速水泥礦物的水化速度，從而提高輕質(zhì)泡沫土的強度。 添加速凝劑，可以提高產(chǎn)品的凝結(jié)速度，減少沉降。通過采用HT復合發(fā)泡劑使泡沫更加穩(wěn) 定，泡孔均勻堅韌，防止泡沫消泡帶來的收縮沉降。
[0014] 本發(fā)明輕質(zhì)泡沫土對隧道進出口進行回填，由于本發(fā)明輕質(zhì)泡沫土的高強度、快 凝結(jié)、沉降量小、施工速度快等特點，在地鐵隧道進出口位置預先設置一定形狀的輕質(zhì)泡沫 土填筑體，可避免常規(guī)工法的缺陷，從而高效緩解隧道進出口開挖的偏圍壓，避免隧道口坍 塌，盡可能維持自然地質(zhì)地理環(huán)境平衡，環(huán)保優(yōu)勢明顯，并可作為隧道進出口的附屬構(gòu)造景 觀。
[0015] 本發(fā)明輕質(zhì)泡沫土為發(fā)明人經(jīng)過多年研究和探索制備的新型輕質(zhì)泡沫土材料，有 效提升地鐵結(jié)構(gòu)的安全性，控制沉降與不均勻沉降，縮短施工工期，減少工后維修費用；而 且本發(fā)明生產(chǎn)填筑材料的方法，工藝簡單，操作簡便，通過專用設備-自動化發(fā)泡水泥設備 主機，有效地實現(xiàn)了自動發(fā)泡、自動計量、自動配比的全自動一體化生產(chǎn)，通過自動化控制， 高效率、低成本地完成了雙發(fā)泡泡沫混凝土的生產(chǎn)施工，有效地解決了發(fā)泡水泥現(xiàn)場施工 容重不準，自動化程度低的技術(shù)難題，使施工更加方便，操作更加簡單，產(chǎn)品質(zhì)量更加標準。
【具體實施方式】
[0016] 在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然 而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以 實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進 行描述。
[0017] 本發(fā)明所提供的應用于隧道進出口回填的輕質(zhì)泡沫土，由如下重量份的組成原料 制成：120~300份水泥，5~60份硅灰粉，5~85份硅藻土，10~105份粉煤灰，60~250份水，1~5 份減水劑，1~3份早強劑，1~3份速凝劑，0. 0015~0. 005份鋁粉，0. 05~0. 20份葡萄糖酸鈉， 5~25份植物纖維，5~12份發(fā)泡劑，2~10份微沫劑。
[0018] 本發(fā)明中水泥優(yōu)選為P052. 5、P052. 5R硅酸鹽水泥或快凝硅酸鹽水泥。
[0019] 本發(fā)明中所述減水劑優(yōu)選為萘系減水劑。
[0020] 本發(fā)明中所述早強劑可采用本領(lǐng)域現(xiàn)有的早強劑，如氯化鈣、氯化鈉等氯鹽類早 強劑，或硫酸鈉、硫代硫酸鈉等硫酸鹽類早強劑；優(yōu)選的，所述早強劑為氯化鈣或硫酸鈉。
[0021] 本發(fā)明中所述速凝劑可采用本領(lǐng)域現(xiàn)有的速凝劑。
[0022] 本發(fā)明中所述發(fā)泡劑優(yōu)選為復合發(fā)泡劑，更優(yōu)選為HT復合發(fā)泡劑，其是本申請人 多年的研究成果，目前在市場上已經(jīng)公開出售，其成分包括動物蛋白和植物蛋白，以及松香 皂、雙氧水和鋁粉中的一種或多種。
[0023] 本發(fā)明中所述微沫劑是將發(fā)泡劑與水進行1 :1800稀釋，并通過柱塞栗進行微量 發(fā)泡制得。
[0024] 本發(fā)明所用的水泥、硅灰粉、硅藻土、粉煤灰、減水劑、早強劑、速凝劑、鋁粉、葡萄 糖酸鈉、植物纖維、發(fā)泡劑各種原材料均為本領(lǐng)域的常規(guī)材料，均可通過市售或現(xiàn)有技術(shù)制 備獲得。
[0025] 本發(fā)明還提供了一種上述應用于隧道進出口回填的輕質(zhì)泡沫土的生產(chǎn)方法，包括 以下步驟： 1) 利用自動化發(fā)泡水泥設備主機控制，通過變頻器控制水栗的抽水量、攪拌機的攪拌 速度和輸送機的輸送速度，通過管道向攪拌機內(nèi)加所述配比的水，同時，按所述配比向攪拌 機內(nèi)加入水泥、硅灰粉、硅藻土、粉煤灰、減水劑、早強劑、鋁粉、葡萄糖酸鈉和植物纖維，通 過攪拌機進行攪拌，利用變頻器控制攪拌速度，確保無水泥團即可進行澆筑施工，其中，水 栗、攪拌機和輸送機的輸入頻率均控制在〇~70HZ范圍內(nèi)； 2) 利用自動化發(fā)泡水泥設備主機控制，通過柱塞栗和空壓機將微沫劑制成泡沫； 要求泡沫盡量干燥、均勻、有韌性，通過變頻器控制泡沫液的多少，柱塞栗將泡沫液抽 到管道內(nèi)，同時，空壓機給管道提供氣體，氣體的大小通過球閥控制，泡沫液遇到氣體的作 用，并通過鋼絲球過濾器產(chǎn)生泡沫； 3) 利用自動化發(fā)泡水泥設備主機控制，啟動抽漿程序，變頻器控制抽漿的速度 (0~70HZ)，以控制最終成品的容重； 抽漿變頻器主要的作用就是控制抽漿量的大小，如果出來的成品容重不夠，就可以提 高變頻器的參數(shù)值也就是赫茲數(shù)，可以在單位時間內(nèi)，增大水泥漿體的量，相反，如果容重 大了，就可以降低變頻器的參數(shù)值； 4) 在自動化發(fā)泡水泥設備主機控制下，按所述配比分別將步驟1)制備的漿料和步驟 2)制備的泡沫輸送到混合器內(nèi)均勻混合制得輕質(zhì)泡沫土混合漿料。
[0026] 本發(fā)明所述混合器，是一種簡易的混合設備，內(nèi)設狼牙棒，泡