[发明专利]一种地聚合物及其用于高压旋喷桩加固路基的施工方法

说明书

一种地聚合物及其用于高压旋喷桩加固路基的施工方法，地聚合物由钢渣微粉、粉煤灰、纤维以及碱激发剂与水拌和组成；各组分按照质量百分比计，所述钢渣微粉的掺量为50％～60％，所述粉煤灰的掺量为17％～20％，纤维的掺量为3％～4％，碱激发剂的掺量为钢渣微粉与粉煤灰总质量的5％～7％，与水拌和后组成的地聚合物水胶比范围为0.29～0.35。施工方法包括制备地聚合物：按量先将钢渣微粉与粉煤灰进行干拌至颜色均匀，而后再加入纤维进行搅拌至分散均匀；加入碱激发剂与拌合水的混合液搅拌均匀，得到地聚合物；确定孔位并进行造孔；喷射注浆；成桩成墙；充填回灌。本发明实现了固体废弃物循环利用，加固效果好。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，为一种地聚合物及其用于高压旋喷桩加固路基的施工方法。

背景技术

钢渣量随着钢铁工业的快速发展呈现迅速增长的态势，长期堆积的钢渣不仅占用大量土地，还存在环境污染、资源浪费等问题。同时，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，已成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，会污染大气，若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。目前，全国钢渣与粉煤灰的综合利用率较低。钢渣主要矿物含有硅酸三钙、硅酸二钙、橄榄石、铁酸钙等，其中硅酸三钙、硅酸二钙、铁酸盐等矿物具有水硬性，粉煤灰主要矿物含有二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙等，它们与水泥熟料的矿物组成具有相似之处，是一种在碱性水环境下具有胶凝活性的胶结材料。

在道路工程或岩土工程建设中，不可避免的会遇到工程性质不良的土体或道路路基需要加固的情况，通过加固处理以满足工程建设的要求。水泥和石灰是土体化学加固中最为常用的胶凝材料，这些传统的胶凝材料虽然可以显著提高软弱土体的强度和刚度，但其耐久性较差，尤其是在硫酸盐或氯盐的侵蚀作用下，固化土体的物理力学性能会发生严重的劣化。水泥和石灰等存在的高能耗、高二氧化碳排放等缺点也限制了它们在土体加固中的应用。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种地聚合物及其用于高压旋喷桩加固路基的施工方法，完全利用钢渣与粉煤灰作为原材料，实现固体废弃物规模化资源循环利用，而且其制备工艺简单，生产能耗很低，并能够很好的进行道路路基加固。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

一种地聚合物，由钢渣微粉、粉煤灰、纤维以及碱激发剂与水拌和组成；

各组分按照质量百分比计，所述钢渣微粉的掺量为50％～60％，所述粉煤灰的掺量为17％～20％，所述纤维的掺量为3％～4％，所述碱激发剂的掺量为钢渣微粉与粉煤灰总质量的5％～7％，与水拌和后组成的地聚合物水胶比范围为0.29～0.35。

作为本发明地聚合物的一种优选方案，所述的钢渣微粉由钢渣颗粒进行压蒸处理之后磨成细粉，并通过100μm筛过滤所得，筛除100μm以上的细粉料。

作为本发明地聚合物的一种优选方案，所述的钢渣微粉与粉煤灰的掺量为3:1。

作为本发明地聚合物的一种优选方案，所述的碱激发剂选用NaOH与Na₂SiO₃溶液混合配制而成，NaOH与Na₂SiO₃溶液的掺配比例为1:1。

作为本发明地聚合物的一种优选方案，所述的纤维选用碳纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维以及甜高粱纤维中的任意一种或多种的组合物。

本发明还提供一种所述地聚合物用于高压旋喷桩加固路基的施工方法，包括以下步骤：

-制备地聚合物：

按量先将钢渣微粉与粉煤灰进行干拌至颜色均匀，而后再加入纤维进行搅拌至分散均匀；

加入碱激发剂与拌合水的混合液搅拌均匀，得到地聚合物；