用于公路臺背回填的石英砂礦渣泡沫輕質(zhì)土填充材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，是一種用于臺背回填的材料，能夠保證可大大緩解橋(涵)與路基間差異沉降的變化梯度，使橋基間差異沉降的變化緩慢化、均勻化，從根本上消除高速公路中的橋(涵)與路基間的跳車問題。
【背景技術(shù)】
[0002]橋(涵)的臺背如果采用一般的回填材料進行回填，由于橋(涵)附近地方狹窄，施工時壓實機具不能緊靠臺背，填料顆粒間的孔隙無法完全消除，或者填料的質(zhì)量差，達不到設(shè)計要求或者規(guī)范標準，在公路自重以及振動荷載的作用下，填料會不可避免地產(chǎn)生壓縮沉降，造成跳車。
[0003]石英砂礦渣是礦石開采中的廢渣、加工過程中的尾砂和尾泥，其中尾砂占絕大多數(shù)。尾砂主要是粒度較細的晶質(zhì)石英集合體，化學成分主要是S12，，雜質(zhì)礦物主要是粘土、長石、云母、鐵礦物等。隨著我國工業(yè)化的發(fā)展迅速，石英的需求量不斷增加，隨之而來的石英砂礦渣問題日益凸顯，給周邊環(huán)境帶來了巨大的污染。以該原料作為工程材料，性質(zhì)穩(wěn)定，來源較廣，而且價格便宜，能夠滿足土木工程行業(yè)大規(guī)模的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提供一種用于公路臺背回填的石英砂礦渣泡沫輕質(zhì)土填充材料，用工業(yè)尾料-石英砂礦渣制備的泡沫輕質(zhì)土，用于橋(涵)的臺背回填。本發(fā)明能夠降低橋基與路基之間的差異沉降，從根本上消除跳車現(xiàn)象，同時能夠降低工業(yè)廢料堆放對環(huán)境的污染，還能夠降低工程造價。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的用于公路臺背回填的石英砂礦渣泡沫輕質(zhì)土填充材料，以工業(yè)尾料-石英砂礦渣、水泥、發(fā)泡劑為原料，制成的泡沫輕質(zhì)土，其中按質(zhì)量計算:
[0006]水的摻量25%-50%;
[0007]水泥的摻量20%-40%;
[0008]石英砂礦渣的摻量 25%-50%，
[0009]然后與發(fā)泡劑混合發(fā)泡形成。
[0010]所述發(fā)泡劑按發(fā)泡劑:水=1:30的比例進行稀釋。
[0011]所述制成的泡沫輕質(zhì)土的濕密度范圍在400-600kg/m3。
[0012]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在達到相同回填效果的前提下，能夠消除橋頭跳車現(xiàn)象，還能夠解決石英砂礦渣的堆放問題，降低石英砂礦渣對環(huán)境的污染。
[0013]發(fā)明人經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，輕質(zhì)石英砂礦渣-泡沫土是多孔結(jié)構(gòu)，材料的強度主要取決于孔隙之間膠結(jié)物的強度以及孔隙連接強度?？紫堵试礁撸芏仍叫?，但強度也越低。石英砂礦渣的摻量對泡沫輕質(zhì)土的強度也有影響，石英砂礦渣的摻量增加，泡沫輕質(zhì)土的強度也會降低?；谏厦娴慕Y(jié)論，考慮到經(jīng)濟性原則，綜合考慮水泥用量、石英砂礦渣摻量、孔隙率，使其既能滿足強度的要求，也能降低工程造價。
【附圖說明】
[0014]圖1是石英砂礦渣摻量對強度的影響示意圖。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明所述的泡沫輕質(zhì)土是由工業(yè)尾料-石英砂礦渣、水泥、發(fā)泡劑等原料發(fā)泡而成，水粉比為30%-50%,石英砂礦渣的摻量為25%~75%,水泥的摻量為25% -75%。具體的配比可以在本發(fā)明提供的范圍內(nèi)，根據(jù)綜合考慮的經(jīng)濟性和強度要求，進行幾組不同的室內(nèi)配合比試驗，確定最優(yōu)配比。
[0016]本實施例中研宄的對象是蚌淮高速公路鳳陽延伸段橋(涵)的臺背。
[0017]實施例中的原材料:
[0018]水泥:Ρ.1152.5級硅酸鹽水泥，比表面積376m2/kg ；
[0019]尾料:工程場地附近的廢棄物資源-石英砂礦渣，密度2.54kg/m3，比表面積1314m2/kg，需水量比98.4%，絕大部分粒徑在10 μ m?200 μ m之間，7d、28d活性指數(shù)分別為50.9 %、58.6 %，基本無活性；
[0020]外加劑:市售發(fā)泡劑、自制穩(wěn)泡劑、高聚羧酸系減水劑。
[0021]在該實施例中，對于設(shè)計的指標要求是干表觀密度500-1200kg/m3，7d抗壓強度^ 0.3Mpa，28d抗壓強度多0.8MPa，流動性良好，水穩(wěn)定性良好、且經(jīng)濟性高的輕質(zhì)石英砂礦渣-泡沫土。
[0022]該實施例中，分為兩組試驗，水粉比分別為0.5、0.35，同時取0%，50%和75%石英砂礦渣取代水泥，泡沫劑中摻加適當?shù)姆€(wěn)泡劑以確保泡沫的穩(wěn)定性，添加適當?shù)臏p水劑以確保輕質(zhì)石英砂礦渣-泡沫土的流動性，凈漿流動度多170mm以上，經(jīng)多次調(diào)整，最終確定穩(wěn)泡劑、減水劑摻量分別為0.2%和0.3%，最后的試驗結(jié)果如說明書附圖1所示。
[0023]最終從圖中可以看出，對于本實施例，輕質(zhì)石英砂礦渣的水粉比為0.5，石英砂礦渣的摻量宜取50%。該配比既能滿足該實施例中的強度、穩(wěn)定性的要求，還能夠降低工程造價。
【主權(quán)項】
1.一種用于公路臺背回填的石英砂礦渣泡沫輕質(zhì)土填充材料，其特征在于，以工業(yè)尾料-石英砂礦渣、水泥、發(fā)泡劑為原料，制成的泡沫輕質(zhì)土，其中按質(zhì)量計算: 水的摻量25% -50% ； 水泥的摻量20% -40% ； 石英砂礦渣的摻量 25%-50%， 然后與發(fā)泡劑混合發(fā)泡形成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于公路臺背回填的石英砂礦渣泡沫輕質(zhì)土填充材料，其特征在于，所述發(fā)泡劑按發(fā)泡劑:水=1:30的比例進行稀釋。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于公路臺背回填的石英砂礦渣泡沫輕質(zhì)土填充材料，其特征在于，所述制成的泡沫輕質(zhì)土的濕密度范圍在400-600kg/m3。
【專利摘要】本發(fā)明是一種用于公路臺背回填的石英砂礦渣泡沫輕質(zhì)土填充材料，以工業(yè)尾料-石英砂礦渣、水泥、發(fā)泡劑等為原料，通過控制各組成材料的比例，制成泡沫輕質(zhì)土。其中，水的摻量為25％-50％，水泥的摻量為20％-40％，石英砂礦渣的摻量為25％-50％。本發(fā)明用于臺背回填，可大大緩解橋(涵)與路基間差異沉降的變化梯度，使橋基間差異沉降的變化緩慢化、均勻化，從根本上消除高速公路中的橋(涵)與路基間的跳車問題。而且該泡沫輕質(zhì)土產(chǎn)生的側(cè)向土壓力小，不會使橋(涵)發(fā)生偏移，間接對橋(涵)起到一定程度的保護作用。
【IPC分類】C04B28/00, C04B14/06
【公開號】CN104961393
【申請?zhí)枴緾N201510320959
【發(fā)明人】童立元, 鄭燦政, 光同文, 李仁民, 龐超明
【申請人】東南大學
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月11日