一種用于深層攪拌施工的特種結構劑及特種粘土固化液的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于深層攪拌施工的特種結構劑，包括氧化鋁、硅酸鹽、硫酸鹽和活化劑。也公開了一種特種粘土固化液，按照重量分數計，包括粘土8?9份、水泥1?2份和特種結構劑0.1?0.4份，水料比為0.8:1?2:1。本發明中的特種結構劑溶于水后發生物理?化學反應，所形成的膠結體結構密實，強度高，抗震性好，且具備體積膨脹性，能對地基中孔隙進行有效填充，從而進一步提高了地基強度，并具備良好的抗滲性能；含有特種結構劑的特種粘土固化液同時具有強膠結能力和較好的填充孔隙能力，提高了地基的強度。而且在不改變施工方式的同時，還能降低水泥用量，既節約了資源，又保護了環境，還能有效降低工程成本。
【專利說明】
一種用于深層攪拌施工的特種結構劑及特種粘土固化液
技術領域
[0001]本發明涉及建筑領域，尤其涉及一種用于深層攪拌施工的特種結構劑及特種粘土固化液。
【背景技術】
[0002]在我國，環渤海地區、長江三角洲地區、珠江三角洲地區以及中原地區都是軟土的主要分布區，且各地軟土有各自特點。在工程建設中遇到軟土地基處理時，可根據軟土地基的不同特點選取合適的軟基處理手段，以達到加固地基，滿足建設要求的目的。
[0003]軟土地基處理方式有很多，但適用性各不相同，普通的人工地基受到周圍環境、地下水位、處理深度等因素的限制在許多地質情況復雜條件下不能使用;粧基礎適應性雖較強，應用也較為廣泛，但造價較高。在這種情況下，深層攪拌法因其承載力提高幅度可調范圍較大，變形模量較高，粧體質量及耐久性有保證而逐步得到較廣應用。深層攪拌法是利用固化劑(水泥、石灰等)，通過特別的深層攪拌機械在地基深處就地將軟土和固化劑強制攪拌后，固化劑和軟土將產生一系列物理一化學反應，使軟土硬結改性。改性后的軟土強度大大高于天然強度，其壓縮性、滲水性比天然軟土大大降低，可達到地基加固的目的。
[0004]深層攪拌法使用固化劑和原地基土就地攪拌混合，因而最大限度地利用了地基土，且攪拌時地基土較少產生側向位移，對周圍建筑物影響小。深層攪拌法在施工時無振動，無噪音，無污染，可在市區及建筑群中施工，土體加固后重度不變，對軟弱下臥層不產生附加沉降;與鋼筋混凝土粧相比，節省了大量鋼材，降低了造價。
[0005]但是在深層攪拌法的實際應用當中，由于軟土地基土粒間連接松散，孔隙量大而強度低下，而用固化液加固時，其水化物主要為水化硅酸鈣。水化硅酸鈣具有較強的膠結能力，將松散土粒膠結成整體，在一定程度上提高了加固土強度，但它填充孔隙的能力較弱，未能彌補孔隙造成的強度損失，從而導致地基達不到預期的加固強度，加固效果不佳。
【發明內容】
[0006]本發明提供一種具有強膠結能力和能夠提高填充孔隙能力的用于深層攪拌施工的特種結構劑及特種粘土固化液。
[0007]本發明公開了一種用于深層攪拌施工的特種結構劑，包括氧化鋁、硅酸鹽、硫酸鹽和活化劑。
[0008]進一步地，特種結構劑的比表面積大于或等于500m2/kg。
[0009]進一步地，特種結構劑的細度為0.08mm。
[0010]進一步地，特種結構劑的篩余小于或等于8%，含水率小于或等于2%。
[0011]—種用于深層攪拌施工的特種粘土固化液，按照重量分數計，包括粘土 8-9份、水泥1-2份和特種結構劑0.1-0.4份，水料比為0.8:1-2:1。
[0012]進一步地，特種結構劑包括氧化鋁、硅酸鹽、硫酸鹽和活化劑。
[0013]進一步地，特種結構劑的比表面積大于或等于500m2/kg，細度為0.08mm，篩余小于或等于8%，含水率小于或等于2%。
[0014]進一步地，水泥為硅酸鹽水泥或復合水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥中的至少一種。
[00?5] 進一步地，粘土為商業粘土或天然粘土。
[0016]與現有技術相比較，本發明中的特種結構劑溶于水后發生物理-化學反應，所形成的膠結體結構密實，強度高，抗震性好，且具備體積膨脹性，能對地基中孔隙進行有效填充，從而進一步提高了地基強度，并具備良好的抗滲性能;含有特種結構劑的特種粘土固化液同時具有強膠結能力和較好的填充孔隙能力，提高了地基的強度。而且在不改變施工方式的同時，還能降低水泥用量，既節約了資源，又保護了環境，還能有效降低工程成本。
【具體實施方式】
[0017]下面通過【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0018]本發明公開了一種用于深層攪拌施工的特種結構劑，包括氧化鋁、硅酸鹽、硫酸鹽和活化劑。特種結構劑的各成分的取值范圍根據施工情況作適應性調整，配制后的特性參數包括:比表面積大于或等于500m2/kg;細度為0.08mm;篩余小于或等于8 %，含水率小于或等于2%。
[0019]特種結構劑溶于水后，立即生成大量的鋁酸根、硅酸根、硫酸根，上述三者與水泥反應的生成物氫氧化鈣、水化鋁酸三鈣反應，生成均質絨毛狀的水化鋁酸三鈣、無定型水化硅酸二鈣，以及具有較大膨脹性的硫鋁酸鈣。反應中消耗了漿液中大量的拌合水，有利于加速水泥的水化反應，生成具有一定強度的膠凝體，充填在空隙中的膠凝體會有效堵塞滲流通道，降低其滲透系數。用特種結構劑配制的粘土固化液與地基加固土體的空隙具有很好的膠結作用和化學機理，所形成的膠結體強度較高，具有明顯的膨脹性和耐久性，由于采用特種結構劑，因此能降低水泥用量，既節約了資源，又保護了環境，還能有效降低工程成本。
[0020]本發明也公開了一種特種粘土固化液，按照重量分數計，包括粘土8-9份、水泥1-2份和特種結構劑0.1-0.4份，水料比為0.8:1-2:1。料包括粘土、水泥和特種結構劑。其中，特種結構劑包括氧化鋁、硅酸鹽、硫酸鹽和活化劑。配制后的特種結構劑的比表面積為大于或等于500m2/kg，細度為0.08mm，篩余小于或等于8%，含水率小于或等于2%。水泥為硅酸鹽水泥或復合水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥中的至少一種。粘土為商業粘土或天然粘土。
[0021 ]實施例一:特種粘土固化液包括8份天然粘土、I份娃酸鹽水泥、0.1份特種結構劑和8份水。
[0022]實施例二:特種粘土固化液包括9份商業粘土、2份礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質硅酸鹽水泥的等比例混合物、0.4份特種結構劑和22份水。
[0023]實施例三:特種粘土固化液包括8.5份天然粘土、1.5份礦渣硅酸鹽水泥、0.3份特種結構劑和12份水。
[0024]配制特種粘土固化液的具體步驟包括:
[0025]將粘土打碎成粗漿放入泥漿池；
[0026]使用干拌桶將水泥與特種結構劑混合均勻；
[0027]使用高速攪拌機將粗漿、水泥與特種結構劑的混合物，和水一起高速攪拌，得到漿液，其中高速攪拌機的攪拌轉速至少達到400r/min。
[0028]含有特種結構劑的特種粘土固化液應用于深層攪拌方法，具體步驟包括:
[0029]確定粧位并且使攪拌機就位。放樣確定粧位，并設置好控制線和控制點，檢查孔位偏差，保證偏差值不超過5cm。根據粧位安裝攪拌機并對攪拌機進行調平和對中，保證鉆孔的孔位準確和垂直。
[OO3O ]配制特種粘土固化液。特種粘土固化液由特種結構劑、水泥、粘土和水按照預定比例混合得到。
[0031]攪拌機沿導向桿下沉切土。下沉速度過慢時，可用輸漿系統補給清水以利鉆進。
[0032]當攪拌機鉆到設計深度后啟動送漿栗和記錄儀開始試噴，達到設計噴漿壓力和流量時，噴出和攪拌特種粘土固化液，并同時提升，提升速度為0.2-1.0m/min，直至設計粧頂高程。進一步地，開始注楽時，當特種粘土固化液到達出楽口后，噴楽30s，使特種粘土固化液完全到達粧端，再開始攪拌提升。為保證粧頭均勻密實，攪拌機提升至地面Im時，用慢速提升，當噴漿口即將出地面時，應停止提升并攪拌數秒。
[0033]攪拌機噴出和攪拌特種粘土固化液，并二次下沉至設計粧底高程。
[0034]攪拌機在設計粧頂高程和設計粧底高程之間往復運動，并噴液攪拌直至特種粘土固化液達到停漿面。
[0035]完成后將攪拌機移動至下一粧位，直至全部粧位完成施工。
[0036]由于實際條件不同，不同的工程所采用的具體施工措施也略有區別，常用的施工方法有:四攪二噴、四攪三噴及四攪四噴等。
[0037]在施工過程中，根據工程實際情況，可向漿液中摻入外加劑、粉煤灰等物質以優化漿液的加固效果。
[0038]以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種用于深層攪拌施工的特種結構劑，其特征在于，包括氧化鋁、硅酸鹽、硫酸鹽和活化劑。2.根據權利要求1所述的用于深層攪拌施工的特種結構劑，其特征在于，所述特種結構劑的比表面積大于或等于500m2/kg。3.根據權利要求1或2所述的用于深層攪拌施工的特種結構劑，其特征在于，所述特種結構劑的細度為0.08mm。4.根據權利要求1或2所述的用于深層攪拌施工的特種結構劑，其特征在于，所述特種結構劑的篩余小于或等于8%，所述特種結構劑的含水率小于或等于2%。5.—種用于深層攪拌施工的特種粘土固化液，其特征在于，按照重量分數計，包括粘土8-9份、水泥1-2份和特種結構劑0.1-0.4份，水料比為0.8:1-2:1。6.根據權利要求5所述的用于深層攪拌施工的特種粘土固化液，其特征在于，所述特種結構劑包括氧化鋁、硅酸鹽、硫酸鹽和活化劑。7.根據權利要求5或6所述的用于深層攪拌施工的特種粘土固化液，其特征在于，所述特種結構劑的比表面積大于或等于500m2/kg，細度為0.08mm，篩余小于或等于8%，含水率小于或等于2%。8.根據權利要求5所述的用于深層攪拌施工的特種粘土固化液，其特征在于，所述水泥為硅酸鹽水泥、復合水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質硅酸鹽水泥中的至少一種。9.根據權利要求5所述的用于深層攪拌施工的特種粘土固化液，其特征在于，所述粘土為商業粘土或天然粘土。
【文檔編號】E02D3/12GK106082842SQ201610405746
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】陳枝東, 王鳳梅
【申請人】深圳市宏業基基礎工程有限公司