一種地基加固材料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及建筑材料技術領域，具體涉及一種地基加固材料的制備方法。
【背景技術】
[0002] 在住宅、廠房、貨物堆場的地基加固，深基坑的臨時性圍護結構和止水帷幕，水利 工程的護堤等工程中，常用攪拌粧、旋噴粧等施工方法，將普通水泥與土體攪拌，形成具有 一定強度的地基結構，以提高地基的承載力和擋土擋水性能。在道路工程的基層和底基層、 河岸灘涂的促淤工程中，往往使用石灰或水泥作為固化材料，以提高地基的承載力。但是， 普通水泥和石灰等形成的加固土體強度偏低，尤其在沿江、沿海處，由于粘土含水量很高， 這些材料的效果就更加不理想，容易造成住宅樓沉降大、基坑開挖邊坡塌方等工程事故。
[0003] 20世紀70年代，西方經濟發達國家在長期從事工程實踐中，總結經驗，對土壤改 良技術進行了深層次的開發，技術水平獲得了長足的進步，改良土的材料由原來單一的石 灰、水泥、粉煤灰等升級到專門用來固化土壤的新產品一土壤固化劑。在這些國家里，土壤 固化劑作為一種商品被廣泛應用于道路、土木建筑、環境保護、農田水利等各個工程領域。 但是，我國的土固化技術目前仍處于國外六七十年代的水平，固化土的產品仍沿用單一的 石灰、水泥、粉煤灰或這些材料在施工現場的簡單混合作為土壤固化劑。直到90年代以后， 國內相關單位才開始研究土固化材料，但是強度低、干縮大、易干縮開裂、易軟化、水穩定性 差、受土壤類別限制等問題。
[0004] 固體廢棄物是當今鋼鐵和電力行業亟需處理的工業垃圾，目前國內各大鋼廠和電 力企業都在著力于工業廢棄物資源化利用的研究。通過多年的研究開發，已經有一系列的 建材產品問世，但是，這些已利用的固體廢棄物估計僅僅占到廢棄物總量的50%，剩余的廢 棄物給環境和社會帶來極大的危害，同時這些廢棄物中的某些有用的資源不能得到合理利 用，造成極大的資源浪費。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種地基加固材料的制備方法，通過該制備方法所得到的地 基加固材料能加固土體，增加土體的強度，干縮小，不易開裂，合理解決了固廢的處置問題。
[0006] 本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0007] -種地基加固材料的制備方法，其步驟為：
[0008] 將30-70 %的礦渣微粉、5-20%的鋼渣微粉5-20%、5-20 %的粉煤灰、5-10%的脫 硫副產物、2-20%的水泥和0-4%的添加劑混合、攪拌，送入成品庫、檢測合格后包裝即可。
[0009] 所述地基加固材料組成物總量為100wt%計，所述礦渣微粉的含量為45_60wt。
[0010] 所述礦渣微粉為S95級粒化高爐礦渣微粉，其比表面積大于300m2/kg，28d活性指 數大于95%。
[0011] 所述鋼渣微粉為轉爐或電爐鋼渣經磁選、破碎、烘干、粉磨處理制得，其比表面積 彡350m2/kg，28d活性指數不小于75 %。
[0012] 所述添加劑為鑄造粉，該鑄造粉為鑄造行業在模具制造過程中產生的煙氣經 收塵設備收集的粉塵。所述地基加固材料組成物總量為lOOwt%計，鑄造粉的加入量為 0-4wt%。鑄造粉的加入，有利于試件的無側限抗壓強度的增強。以下為鑄造粉摻入量對加 固土試件無側限抗壓強度的影響：
[0013] 表1鑄造粉摻入量對加固土試件無側限抗壓強度的影響規律
[0014]
[0016] 所述地基加固材料組成物總量為lOOwt%計，所述礦渣微粉和鋼渣微粉的總加入 量為 50-70wt%。
[0017] 所述脫硫副產物為濕法脫硫石膏或干法脫硫灰。
[0018] 上述地基加固材料應用領域為地下工程施工領域地基土加固。優選的，地基加固 材料的摻量為加固土體重量的5_30wt%。
[0019] 本發明的有益效果是：
[0020] 1、本發明采用地基加固材料作為土固化材料，與傳統的水泥相比，制成的試件的 強度明顯上升、無側限抗壓強度也顯著增強，而且抗滲透性好，完全可以替代水泥，應用于 加固土體。
[0021] 2、本發明采用原材料均是鋼鐵和電力等行業固體廢棄物，綠色、環保；加工工藝的 能耗極低，對環境污染很小，成本低廉，可以有效降低地基處理成本，經濟效益明顯。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發明的工藝路線圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合實施例，對本發明作進一步說明：
[0024] 實施例1
[0025] 水泥（42. 5 ) 2:0wt%, S95級礦渣微粉 50wt°/〇, 粉煤灰（原狀灰) Mwtf， 脫硫石膏 3wt% 鋼渣粉（G95) 5wt°/〇 鑄造粉
[0026] 將以上組分經充分攪拌混合均勻，送入成品庫、檢測合格后包裝即可即可，其工 藝路線如圖1所示。
[0027] 性能檢測：
[0028] 1、試件強度、抗滲性測試：
[0029] 原材料：根據上海地區一般場地地基土的分布特點，選用三種典型自然土分別與 兩種膠結材料進行攪拌，加工成加固土。三種典型自然土類型為：第②層褐黃色粉質粘土、 第③1層淤泥質粉質粘土及第③2層砂質粉土。
[0030] 兩種膠結材料分別為本實施例中的地基加固材料和P42. 5級普硅水泥，水灰比為 0. 45,參入量為13%。
[0031] 試樣制備：無側限抗壓強度試樣采用內壁尺寸為直徑A39. 1mm、高h= 80mm的對 開試模進行制樣；滲透實驗的試件采用內壁尺寸為直徑A61. 8mm、高h= 20mm的環刀試模 進行制樣。
[0032] 試件養護：所有試件均在制備完成以后，放入水中養護直至齡期結束。
[0033] (1)、無側限抗壓強度檢測結果如下表2所示：
[0034] 表2無側限抗壓強度檢測結果
[0035]
[0036] 從表中可看出，由地基加固材料制拌的試件強度明顯高于由42. 5級普通硅酸鹽 水泥制拌的試件強度，兩種膠結材料試件的同齡期無側限抗壓強度比在3. 0以上，初期強 度差異更加明顯，這也從側面說明本發明制備的地基加固材料的初凝時間相對較短，初期 強度增長較快。從強度特性上來說，本發明的地基加固材料優于普通42. 5級硅酸鹽水泥。
[0037] (2)室內滲透試驗
[0038] 通過對制備試件進行室內滲透試驗，不同齡期、不同土性的試件滲透系數如下表3 所示：
[0039] 表3室內滲透試驗結果
[0040]
[0041] 從表中可知，本發明制備的地基加固材料試件的滲透系數基本均小于42. 5級普 通硅酸鹽水泥試件。因此，從抗滲角度考慮，本發明的地基加固材料的抗滲性優于普通硅酸 鹽水泥。
[0042] 2、試粧性能測試
[0043] 將實施例1中的地基加固材料作為試粧材料加以應用，并與42. 5級普通水泥作比 較，采用雙軸攪拌粧的施工工藝。
[0044] (1)、場地地質條件
[0045] 第①層填土，平均層厚1. 28m，以粘性土為主，局部上部為雜填土，含碎石、磚塊等 建筑垃圾，土質松散。
[0046] 第②層粉質粘土，褐黃~灰黃色，上海地區俗稱"硬殼層"，平均厚度1. 80m，可塑~ 軟塑狀態，中等壓縮型，含氧化鐵斑點和鐵錳質結核，局部為粘質粉土。
[0047] 第③層淤泥質粉質粘土，灰色，平均厚度4. 81m，流塑狀態，高等壓縮性，含云母，夾 薄層粘質粉土。
[0048] 第③a層粘質粉土，灰色，平均厚度2. 05m，結構松散，中等壓縮性，含云母，夾薄層 粘性土。
[0049] 第④層淤泥質粘土，灰色，平均厚度6. 53m，流塑狀態，高等壓縮性，含云母、貝殼， 夾薄層及團塊狀粉性土
[0050] (2)試驗結果：
[0051]
[0052]
[0053] 從表中可看出，采用本發明的土基加固材料后，試粧的無側限抗壓強度比普通水 泥提尚了近100 %。
[0054] 實施例2
[0055] 水泥（42. 5 ) 20wt°/〇, S95級礦渣微粉 50wt?/〇, 粉煤灰（原狀灰) 15wt%， 脫硫石膏 8wt%， 鋼渣粉（G95 ) 5wt%, 鑄造粉 2wt%。
[0056] 將以上組分經充分攪拌混合均勻，送入成品庫、檢測合格后包裝即可即可，其工 藝路線如圖1所示。
[0057] 測試：將本實施例中的土基加固材料（B#)和42. 5級普硅水泥（A#)，施工工藝采 用三軸攪拌粧，摻量為20%，水灰比為1. 5,下沉速度為0. 5,提升速度為1. 0,流量為327,測 試齡期為28天，A#和B#攪拌粧粧身結構強度如下表所示：
[0058]
[0059]
[0060] 從表中可看出，采用土基加固材料的攪拌粧粧身結構強度明顯要高于采用42. 5 級普硅水泥的攪拌粧的強度，其中20%摻量的固結粉攪拌粧強度為20%摻量的普硅水泥 土攪拌粧強度的1.94倍左右。
[0061] 以上所述為本發明的較佳實施例而已，但本發明不應該局限于該實施例所公開的 內容。所以凡是不脫離本發明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發明保護的范 圍。
【主權項】
1. 一種地基加固材料的制備方法，其步驟為： 將30-70 %的礦渣微粉、5-20 %的鋼渣微粉5-20 %、5-20 %的粉煤灰、5-10 %的脫硫副 產物、2-20%的水泥和0-4%的添加劑混合、攪拌，送入成品庫、檢測合格后包裝即可。2. 根據權利要求1所述的地基加固材料的制備方法，其特征在于：所述地基加固材料 組成物總量為l〇〇wt%計，所述礦渣微粉的含量為45-60wt。3. 根據權利要求2所述的地基加固材料的制備方法，其特征在于：所述礦渣微粉為S95 級粒化高爐礦渣微粉，其比表面積大于300m 2/kg，28d活性指數大于95 %。4. 根據權利要求1所述的地基加固材料的制備方法，其特征在于：所述鋼渣微粉為轉 爐或電爐鋼渣經磁選、破碎、烘干、粉磨處理制得，其比表面積多350m 2/kg，28d活性指數不 小于75%。5. 根據權利要求1所述的地基加固材料的制備方法，其特征在于：所述添加劑為鑄造 粉，該鑄造粉為鑄造行業在模具制造過程中產生的煙氣經收塵設備收集的粉塵。6. 根據權利要求1所述的地基加固材料的地基加固材料的制備方法，其特征在于： 所述地基加固材料組成物總量為IOOwt %計，所述礦渣微粉和鋼渣微粉的總加入量為 50-70wt%。7. 根據權利要求1所述的地基加固材料的制備方法，其特征在于：所述脫硫副產物為 濕法脫硫石膏或干法脫硫灰。
【專利摘要】本發明涉及建筑材料技術領域，具體涉及一種地基加固材料的制備方法，將30-70％的礦渣微粉、5-20％的鋼渣微粉5-20％、5-20％的粉煤灰、5-10％的脫硫副產物、2-20％的水泥和0-4％的添加劑混合、攪拌，送入成品庫、檢測合格后包裝即可。本發明采用地基加固材料作為土固化材料，與傳統的水泥相比，制成的試件的強度明顯上升、無側限抗壓強度也顯著增強，而且抗滲透性好，完全可以替代水泥，應用于加固土體。本發明采用原材料均是鋼鐵和電力等行業固體廢棄物，綠色、環保；加工工藝的能耗極低，對環境污染很小，成本低廉，可以有效降低地基處理成本，經濟效益明顯。
【IPC分類】C04B28/00
【公開號】CN105130290
【申請號】CN201510426875
【發明人】單衛良, 張沈裔, 李明波, 王振興, 解子軍, 朱敏濤, 李陽
【申請人】上海寶田新型建材有限公司, 上海巖土工程勘察設計研究院有限公司, 上海建工材料工程有限公司, 上海德農材料科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月20日