用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路工程技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注 漿材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國西北部地區(qū)公路下伏煤礦采空區(qū)采用處理方法有注漿、充填、開挖回填和強(qiáng) 巧處理等多種方法。其中，W全充填注漿法使用最多，應(yīng)用范圍最廣;其他方法適用于埋藏 較淺或上覆巖體較薄弱的采空區(qū)，且使用條件受到一定的限制。
[0003] 注漿全充填法注漿材料W水泥粉煤灰漿液為主，也有水泥粘±或水泥黃±漿液， 因地而異。而公路采空區(qū)多處于山區(qū)、黃±溝壑區(qū)等，公路不可避免地存在高填深挖邊坡， 現(xiàn)有的公路下伏采空區(qū)注漿處治技術(shù)逐漸體現(xiàn)出其不足之處： 1、由于注漿漿液含水量高，容重大，且結(jié)石體具有干縮等性質(zhì)，對處于溝壑區(qū)和高邊坡 內(nèi)的采空區(qū)穩(wěn)定性有不利影響，如:對采空區(qū)上覆巖層產(chǎn)生附加拉力、對采空區(qū)下部地基產(chǎn) 生附加壓力、對邊坡內(nèi)部產(chǎn)生向外的附加推力，運(yùn)些將打破采空區(qū)地基和邊坡原有的穩(wěn)定。
[0004] 2、對于黃±地區(qū)的采空區(qū)，注漿漿液中的水分將會引起采空區(qū)上覆黃±層的濕 陷，加劇采空區(qū)上覆巖層和公路的沉降變形，對采空區(qū)的穩(wěn)定產(chǎn)生較大的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的目的是提供一種用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料及其制備方 法，減少注漿漿液和結(jié)石體自重，滿足質(zhì)量輕、少注漿、多填充的施工需求。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為： 用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料的制備方法，其特征在于： 混合水泥、粉煤灰和水制備水泥粉煤灰漿液，再滲加陰-兩性表面活性劑復(fù)配發(fā)泡劑溶 液，拌合得到輕質(zhì)注漿材料。
[0007] 所述的用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料的制備方法，其特征在于： 包括W下步驟： 步驟一:將水泥、粉煤灰和水按照21:14:15的質(zhì)量比混合，攬拌均勻得到水泥粉煤灰漿 液； 步驟二：將陰-兩性離子表面活性劑加入水中，攬拌均勻得到濃度為0.60~0.64 g/ lOOmL的表面活性劑溶液，再在表面活性劑溶液中添加與陰-兩性離子表面活性劑的質(zhì)量比 為5:32的穩(wěn)定劑，得到陰-兩性表面活性劑復(fù)配發(fā)泡劑溶液； 步驟Ξ:在步驟一得到的水泥粉煤灰漿液中滲加步驟二得到的陰-兩性表面活性劑復(fù) 配發(fā)泡劑溶液，每100kg水泥粉煤灰漿液的陰-兩性表面活性劑復(fù)配發(fā)泡劑溶液的滲加量為 12~15L，拌合得到輕質(zhì)注漿材料。
[0008] 步驟一中，水泥采用425號普通娃酸鹽水泥，粉煤灰為建筑用Ξ級電廠粉煤灰，水 為自來水或可飲用水。
[0009] 步驟二中，陰-兩性離子表面活性劑包括陰離子表面活性劑和兩性表面活性劑，陰 離子表面活性劑和兩性表面活性劑的質(zhì)量比為(6~10) : 1。
[0010] 步驟二中，陰-兩性離子表面活性劑中的陰離子表面活性劑為十六烷基硫酸鋼， 陰-兩性離子表面活性劑中的兩性表面活性劑為十六烷基二徑乙基甜菜堿。
[0011] 步驟二中，穩(wěn)定劑為正烷基十六醇。
[0012] 如所述的用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料的制備方法制備得到的輕質(zhì) 注漿材料。
[001引本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)： 1、所制備的輕質(zhì)注漿材料結(jié)石體干密度為0.60 g/cm3左右，現(xiàn)有常用的水泥粉煤灰注 漿材料和水泥粘±(黃±)注漿材料結(jié)石體干密度^ 1.3 g/cm3。所制備的輕質(zhì)注漿材料結(jié) 石體比現(xiàn)有注漿材料結(jié)石體質(zhì)量輕。
[0014] 2、所制備的輕質(zhì)注漿材料結(jié)石體飽水抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.5 MPaW上，抗壓強(qiáng)度高，滿 足《采空區(qū)公路設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則JTG/T D31-03-2011》中"公路下伏采空區(qū)處治漿液結(jié) 石體單軸抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于0.6MPa"的要求。
[0015] 3、所制備的輕質(zhì)注漿材料滿足公路采空區(qū)注漿處治施工性的要求，其施工性技術(shù) 指標(biāo)見下表：
4、制備的輕質(zhì)注漿材料結(jié)石體膨脹后體積約為原漿液體積的2~3倍，可少注漿多填 充，大大減少注漿量，縮短注漿施工工期，具有良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0017] 本發(fā)明設(shè)及的用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料，是混合水泥、粉煤灰和 水制備水泥粉煤灰漿液，再滲加陰-兩性表面活性劑復(fù)配發(fā)泡劑溶液拌合得到的輕質(zhì)注漿 材料。具體制備方法包括W下步驟： 步驟一:將水泥、粉煤灰和水按照21:14:15的質(zhì)量比混合，攬拌均勻得到水泥粉煤灰漿 液； 步驟二：將陰-兩性離子表面活性劑加入水中，攬拌均勻得到濃度為0.60~0.64 g/ lOOmL的表面活性劑溶液，再在表面活性劑溶液中添加與陰-兩性離子表面活性劑的質(zhì)量比 為5:32的穩(wěn)定劑，得到陰-兩性表面活性劑復(fù)配發(fā)泡劑溶液； 步驟Ξ:在步驟一得到的水泥粉煤灰漿液中滲加步驟二得到的陰-兩性表面活性劑復(fù) 配發(fā)泡劑溶液，每100kg水泥粉煤灰漿液的陰-兩性表面活性劑復(fù)配發(fā)泡劑溶液的滲加量為 12~15L，拌合得到輕質(zhì)注漿材料。
[0018] 步驟一中，水泥采用425號普通娃酸鹽水泥，粉煤灰為建筑用Ξ級電廠粉煤灰，水 為自來水或可飲用水。
[0019] 步驟二中，陰-兩性離子表面活性劑包括陰離子表面活性劑和兩性表面活性劑，陰 離子表面活性劑和兩性表面活性劑的質(zhì)量比為(6~10) : 1。
[0020] 步驟二中，陰-兩性離子表面活性劑中的陰離子表面活性劑為十六烷基硫酸鋼， 陰-兩性離子表面活性劑中的兩性表面活性劑為十六烷基二徑乙基甜菜堿。
[0021] 步驟二中，穩(wěn)定劑為正烷基十六醇。
[0022] 將輕質(zhì)注漿材料加入模具中凝固，脫模后形成輕質(zhì)±樣品，并在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生條件下 養(yǎng)護(hù)28天，測試結(jié)石體的密度、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。
[0023] W制備100kg水泥粉煤灰漿液為例，需要原材料質(zhì)量如下：
實(shí)施例1: 陰-兩性離子表面活性劑中，陰離子表面活性劑和兩性表面活性劑的質(zhì)量比為8:1。
[0024] 經(jīng)試驗(yàn)路使用驗(yàn)證，該實(shí)施實(shí)例使用的輕質(zhì)注漿材料結(jié)石體密度低，抗壓強(qiáng)度高， 滿足規(guī)范要求。結(jié)石體干密度約為0.6 g/cm3,干抗壓強(qiáng)度和飽水抗壓強(qiáng)度^2.0 MPa。具體 技術(shù)指標(biāo)見下表：
實(shí)施例2: 陰-兩性離子表面活性劑中，陰離子表面活性劑和兩性表面活性劑的質(zhì)量比為6:1。
[0025] 經(jīng)試驗(yàn)路使用驗(yàn)證，該實(shí)施實(shí)例使用的輕質(zhì)注漿材料結(jié)石體密度低，抗壓強(qiáng)度高， 滿足規(guī)范要求。結(jié)石體干密度約為0.6 g/cm3,干抗壓強(qiáng)度和飽水抗壓強(qiáng)度^1.6 MPa。具體 技術(shù)指標(biāo)見下表：
實(shí)施例3: 陰-兩性離子表面活性劑中，陰離子表面活性劑和兩性表面活性劑的質(zhì)量比為10:1。
[0026] 經(jīng)試驗(yàn)路使用驗(yàn)證，該實(shí)施實(shí)例使用的輕質(zhì)注漿材料結(jié)石體密度低，抗壓強(qiáng)度高， 滿足規(guī)范要求。結(jié)石體干密度約為0.6 g/cm3,干抗壓強(qiáng)度和飽水抗壓強(qiáng)度^1.6 MPa。具體 技術(shù)指標(biāo)見下表：
上述Ξ個實(shí)施例的結(jié)果說明： 本發(fā)明輕質(zhì)注漿材料的結(jié)石體干密度小，且飽水抗壓強(qiáng)度均能滿足《采空區(qū)公路設(shè)計(jì) 與施工技術(shù)細(xì)則JTG/T D31-03-2011》中"公路路基下伏采空區(qū)處治漿液結(jié)石體抗壓強(qiáng)度不 小于0.6MPa"的相關(guān)要求。
[0027] 本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書 而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料的制備方法，其特征在于： 混合水泥、粉煤灰和水制備水泥粉煤灰漿液，再摻加陰-兩性表面活性劑復(fù)配發(fā)泡劑溶 液，拌合得到輕質(zhì)注漿材料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料的制備方法，其特 征在于： 包括以下步驟： 步驟一:將水泥、粉煤灰和水按照21:14:15的質(zhì)量比混合，攪拌均勻得到水泥粉煤灰漿 液； 步驟二：將陰-兩性離子表面活性劑加入水中，攪拌均勻得到濃度為0.60~0.64 g/ 100mL的表面活性劑溶液，再在表面活性劑溶液中添加與陰-兩性離子表面活性劑的質(zhì)量比 為5:32的穩(wěn)定劑，得到陰-兩性表面活性劑復(fù)配發(fā)泡劑溶液； 步驟三:在步驟一得到的水泥粉煤灰漿液中摻加步驟二得到的陰-兩性表面活性劑復(fù) 配發(fā)泡劑溶液，每l〇〇kg水泥粉煤灰漿液的陰-兩性表面活性劑復(fù)配發(fā)泡劑溶液的摻加量為 12~15L，拌合得到輕質(zhì)注漿材料。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料的制備方法，其特 征在于： 步驟一中，水泥采用425號普通硅酸鹽水泥，粉煤灰為建筑用三級電廠粉煤灰，水為自 來水或可飲用水。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料的制備方法，其特 征在于： 步驟二中，陰-兩性離子表面活性劑包括陰離子表面活性劑和兩性表面活性劑，陰離子 表面活性劑和兩性表面活性劑的質(zhì)量比為(6~10) : 1。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料的制備方法，其特 征在于： 步驟二中，陰-兩性離子表面活性劑中的陰離子表面活性劑為十六烷基硫酸鈉，陰-兩 性離子表面活性劑中的兩性表面活性劑為十六烷基二羥乙基甜菜堿。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料的制備方法，其特 征在于： 步驟二中，穩(wěn)定劑為正烷基十六醇。7. 如權(quán)利要求2所述的用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料的制備方法制備得到 的輕質(zhì)注漿材料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用作公路采空區(qū)注漿處治的輕質(zhì)注漿材料及其制備方法?，F(xiàn)有公路下伏采空區(qū)注漿處治技術(shù)，存在注漿漿液含水量高，容重大的缺陷。本發(fā)明將水泥、粉煤灰和水混合，攪拌均勻得到水泥粉煤灰漿液；將陰-兩性離子表面活性劑加入水中，攪拌均勻得到表面活性劑溶液，再在表面活性劑溶液中添加穩(wěn)定劑得到陰-兩性表面活性劑復(fù)配發(fā)泡劑溶液；在水泥粉煤灰漿液中摻加陰-兩性表面活性劑復(fù)配發(fā)泡劑溶液，拌合得到輕質(zhì)注漿材料。本發(fā)明制備的輕質(zhì)注漿材料，結(jié)石體密度小而強(qiáng)度大，施工性好，可少注漿多填充，解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
【IPC分類】C04B38/10, C04B28/04
【公開號】CN105585295
【申請?zhí)枴緾N201510967329
【發(fā)明人】劉軍勇, 張留俊, 陳亞芍, 余文靜, 寇博, 沈鵬
【申請人】中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月22日