[发明专利]一种应用于路基的聚丙烯腈纤维泡沫轻质土及其制备方法

说明书

一种应用于路基的聚丙烯腈纤维泡沫轻质土及其制备方法。本发明属于建筑用轻质土及其制备领域。本发明是为了解决现有泡沫轻质土在低密度条件下强度不足、易开裂的技术问题。本发明的轻质土由水泥、硅灰、聚丙烯腈纤维、水、发泡液、水性环氧树脂、羟乙基纤维素和稳泡剂制备而成。方法：先将硅灰、水泥和聚丙烯腈纤维搅拌混合；然后加入羟乙基纤维素溶液，再加入由发泡液和稳泡剂利用空气压缩发泡机制成的泡沫，最后加入水性环氧树脂，测量流动值后浇筑于模具，经养护凝结硬化，得到应用于路基的聚丙烯腈纤维泡沫轻质土。本发明的轻质土湿密度控制在600‑700kg/m3，28d无侧限抗压强度1.85‑2.18MPa，28d抗折强度1.24‑1.50MPa，具有优异轻质高强、高流动性的优点。

技术领域

本发明属于建筑用轻质土及其制备领域，具体涉及一种应用于路基的聚丙烯腈纤维泡沫轻质土及其制备方法。

背景技术

泡沫轻质土属于一种含有大量气孔的人造轻质水泥材料，其原材料主要是水泥、水、泡沫，它是采用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫与水泥浆按照一定比例混合搅拌，并经物理化学作用硬化而成的。泡沫轻质土作为一种新型的公路路基填料，由于其自身具有轻质性、高流动性、施工便捷性等一系列优点，使得泡沫轻质土在公路工程应用中能取得较好的工程效果，为解决公路软土地基加固、桥涵跳车、道路加宽时新老路基的差异沉降、高填路堤的稳定性、寒冷地区路堤的隔热保温等技术难题提供了一种全新的技术手段。

然而，在实际工程应用中发现，虽然泡沫轻质土自身具有密度小、流动性高、固化自立性、施工便捷性等优点，但仍然存在泡沫稳定性差、脆性大、强度低、韧性差、收缩大、裂缝多等诸多问题，尤其是传统泡沫轻质土在低密度条件下强度不足、易开裂已成为限制其工程应用的最主要短板，而常规添加骨料、改变水胶比等方法使泡沫轻质土轻质性和高流动性等优势大打折扣。

针对上述泡沫轻质土在低密度条件下强度不足、易开裂的问题，解决“强度高”与“密度小”的矛盾，研发一种应用于路基的泡沫轻质土，实现泡沫轻质土路基在低密度条件下强度高、裂缝少，同时保证高流动性就显得尤为重要。

发明内容

本发明是为了解决现有泡沫轻质土在低密度条件下强度不足、易开裂的技术问题，而提供一种应用于路基的聚丙烯腈纤维泡沫轻质土及其制备方法。

本发明的一种应用于路基的聚丙烯腈纤维泡沫轻质土按质量份数由320～380份水泥、35～42份硅灰、1～2份聚丙烯腈纤维、210～250份水、31～34份发泡液、9～11份水性环氧树脂、1～2份羟乙基纤维素(HEC)和1～2份稳泡剂制备而成。

进一步限定，所述发泡液由发泡剂稀释50倍制成。

进一步限定，所述稳泡剂为十二烷基苯磺酸钠和三乙醇胺的混合物。

进一步限定，所述稳泡剂中十二烷基苯磺酸钠和三乙醇胺的质量比为1:1。

进一步限定，所述硅灰粒径为300目，纯度为99.7％。

进一步限定，所述聚丙烯腈纤维的参数为：长度为6mm，直径为10μm～15μm，密度≥1.18g/cm3。

进一步限定，所述水性环氧树脂的粘度为4.0Pa·s(30℃)，密度为1.1g/cm3，环氧当量为230，固体含量为60％。

进一步限定，所述羟乙基纤维素(HEC)的粘度为30000Pa·s。

本发明的一种应用于路基的聚丙烯腈纤维泡沫轻质土的制备方法按以下步骤进行：

步骤1：将硅灰和水泥在140±5rpm的转速下搅拌，然后分批加入聚丙烯腈纤维，其中每批每千克底料中聚丙烯腈纤维的加入速度为0.1g/s～0.2g/s，再以285±10rpm的转速搅拌120s，得到硅灰分散纤维混合物；