[发明专利]一种有机质浸染砂改性混合砂浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种有机质浸染砂改性混合砂浆及其制备方法。

背景技术

改革开放后，中国东南部沿海地区经济快速崛起，成为中国经济发展的主力引擎，长三角、珠三角地区成为中国主要的经济命脉。同时，工程建设也在东南部地区发展迅速，尤其是在滨海地区，由于得天独厚的自然资源，吸引了大量的资源开发与工程建设，如海南省国际旅游岛的建设，其作为国家重大战略部署，我国将在2020年将海南初步建成世界一流海岛休闲度假旅游胜地，使之成为绿色之岛、文明之岛、和谐之岛。

由于在滨海地区，海洋与陆地交替影响，地质情况非常复杂，尤其是海湾地区的砂层中常常富含有机质，而通过现场调研发现，我国的东南部和海南岛海湾地区普遍存在海湾相有机质浸染砂。有机质浸染砂中的有机质主要来源是海岸带自然植被及动物的残体(身体或其分泌物)。这些动植物残体的细胞死亡后分解生成的腐殖质经游离基随机缩合或聚合而形成有机质颗粒，或动植物残体经过微生物作用，在微生物的代谢过程中形成有机质颗粒释放到砂土中，经过雨水和地下水的作用，渗透到地层深处，并经过漫长的岁月，在海洋和陆地交替影响下，逐渐吸附于砂颗粒的表面，然后浸入砂颗粒的孔隙中，并与砂中的矿物质等在漫长的岁月中发生了复杂的物理、化学和生物反应，最终形成了特殊的海湾相有机质浸染砂。

有机质浸染砂的存在严重影响了我国东南部和海南岛海湾地区的工程建设与资源开发，阻碍了该地区的经济发展。有机质的存在不利于水泥的水化反应和水泥与砂土之间的物理化学反应，影响了水泥土搅拌桩的成桩强度，降低了其地基处理和止水的效果。比如，在海口市、文昌市和三亚市等地的工程建设项目中，发生了许多因这种有机质浸染砂而产生的工程问题：水泥土搅拌桩难以现场成桩问题、复合地基失效问题等。这不仅仅只是增加了工程建设的成本，还可能导致工程建设的延期，进而影响该地区乃至全省经济及社会的发展。

一些专家和学者对有机质在水泥加固软土过程中的因素进行了研究，如应建敏在1997年研究了在含有有机质的软弱地基中水泥土搅拌桩应用的问题；荀勇于2000年在《有机质含量对水泥土强度的影响与对策》一文中讨论了水泥、有机质、粉煤灰和磷石膏等对加固土体强度的影响机理，并提出了抵抗土中有机质对水泥土强度影响的措施；潘林有在2001年的研究中认为在特殊区域淤泥质软土中水泥土搅拌桩按常规方法设计和施工是存在困难，并对此问题进行理论探索，提出了一些相应的解决方法；郭印在2007年对于淤泥质土的固化及力学特性的研究中分析了腐殖酸对水泥固化过程的影响机理，认为腐殖酸从物理和化学两方面都严重阻碍了固化土强度的形成，他认为腐殖酸颗粒吸附于水泥颗粒及粘土颗粒表面，阻碍和延缓了水泥水化产物的形成以及水泥水化产物与粘土颗粒间的相互作用。

另外还有很多专家和学者提出了利用固化剂处理含有机质土地基的设想，研发了若干种土壤固化剂，并在室内试验和一些工程实践中取得了比较好的效果，如王宝勋等在2008年就研究了海积软土的力学特性，研究出了一种新的软土固化剂：水泥+NaOH组合和水泥+Na₂CO₃组合，并探讨了软土固化剂的固化机理。

同时，水泥土强度影响的因素很多，马涛在2000年首先以水泥土加固机理为基础，通过对工程现场土样的室内配比实验成果分析，试图了解决定水泥土强度的各种影响因素的显著性水平，通过用数理统计中的回归理论，建立了以水泥土的抗压强度为因变量和以水泥掺入比、龄期、含水量、孔隙比、饱和度以及干密度为自变量的线性回归方程。朱大宇于2001年通过回归分析，总结出不同掺入比、龄期的水泥土立方体试块抗压强度，得出强度公式为f_cu1/f_cu2＝(a_w1/a_w2)^1.761(T₁/T₂)^0.5617，式中f_cu为水泥土试块抗压强度，a_w为水泥掺入比，T为龄期，掺入比指水泥质量和湿土质量之比。孔德志和郭全全在2001年都从掺入比、土质、含水量、水泥品种和标号、龄期、外掺剂和养护条件等对水泥土的无侧限抗压强度进行了定性的分析，并得出了部分的回归公式。Horpibulsuk，Norihiko Miuraet al.通过试验得出以28天龄期某一水灰比的水泥土的强度为基准来预测其它龄期和水灰比的水泥土强度。汤怡新等通过对日本的28种土料的配合比试验的结果进行分析，总结出含水量和水泥用量对抗压强度的影响公式。