[发明专利]一种利用泥沙制备泡沫轻质土的方法及制备的泡沫轻质土

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种利用泥沙制备泡沫轻质土的方法及制备的泡沫轻质土。

背景技术

泡沫轻质土由泡沫、水泥、水以及添加材料按一定配合比例混合制成的微孔类材料。泡沫轻质土具有质量轻、抗压强度高、整体性好、凝结自立性以及保温隔热等优点，可解决桥头跳车、新旧路基沉降差异、软土路基沉降控制和陡坡路堤稳定性等问题。此外，泡沫轻质土具有良好的流动性，施工过程中不需振捣和碾压，输送距离远，可用于施工场地受限和隧道空洞充填工程等；气泡混合轻质土施工工期短，施工对周边环境影响小，人工用量少，与普通路基填料相比具有明显技术优势。现已在道路工程、建筑工程上得到了广泛的应用并取得了良好的效果。

目前，道路工程、建筑工程上所用的泡沫轻质土大多由水泥、粉煤灰，水和泡沫按照一定的比例混合而成。这种泡沫轻质土由于早期养护不善、保水措施不够或使用过程中条件比较苛刻，引发其内部的水分蒸发过快，泡沫破损率高，导致体积收缩、开裂影响泡沫轻质土的机械强度及体积稳定性。此外由挖方而产生的泥沙，得不到有效的利用，占据了有限的施工空间，造成了空间和资源浪费。同时对这些泥沙的处理需要花费大量的人力和物力。

发明内容

本发明的目的是提供一种现场利用泥沙制备泡沫轻质土的方法，该方法可降低原料和泥沙处置成本，制得的泡沫轻质土具有良好的机械强度和体积稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种利用泥沙制备泡沫轻质土的方法，包括以下步骤：

1)原料的称取，各原料所占重量份数为：水泥200～300份，粉煤灰85～129份，水135～203份，泥沙200～300份，减水剂1.7～2.6份，泡沫35～90份；

2)将称量好的泥沙与30～40％重量的水混合搅拌3～5min，得浆体1；将水泥、粉煤灰、减水剂和剩余重量的水混合搅拌3～5min，得浆体2；

3)将浆体1和浆体2进行混合，搅拌3～5min；然后加入泡沫搅拌1～2min，得所述的泡沫轻质土；

4)将泥沙泡沫轻质土进行浇筑成型，得泥沙泡沫轻质土试块。

上述方案中，所述泥沙可为施工现场挖方产生的泥沙等，其含砂量为55～65％，塑性指数为7～13；干密度为1700～2000kg/m³，其细度要求为经0.25mm方孔筛筛余质量不大于15％。

上述方案中，所述粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，其密度为1.8～2.4kg/m³，表面积为300～500m²/kg。

上述方案中，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，固含量为15～30％。

上述方案中，所述泡沫采用复合型发泡剂发泡，采用高压空气法发泡，其密度为50～60g/L，泌水率为21～32％，沉降距为6～7mm。

上述方案中，所述水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，符合标准GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》。

根据上述方案制备的泡沫轻质土具有良好的机械强度和体积稳定性，且制备方法简单、成本低，适合推广应用。

本发明的原理为：

1)水泥水化后产生的Ca(OH)₂与泥沙中颗粒发生离子交换形成固化物，提高所得泡沫轻质土内孔壁的强度。

2)泥沙具有柱状结构，并含有大量的活性基团(如OH和Si-O)，使大量自由水变成束缚水，提高浆体的保水性、工作性能和粘度；浆体的粘度增加可降低泡沫在浆体中的破损率，使气体不易逃出浆体；保水性的提高可以降低由于浆体水分散失过快导致的开裂和收缩程度，提高所得泡沫轻质土的体积稳定性。

本发明的有益效果为：

1)本发明将挖方产生的泥沙应用于制备泡沫轻质土，公开了一种现场利用泥沙制备泡沫轻质土的方法，一方面利用泥沙取代部分胶凝材料，降低制备成本；另一方面可现场利用挖方产生的泥沙，减少泥沙的处置成本，简便快速且节能环保。

2)本发明制备的泡沫轻质土具有良好的机械强度和体积稳定性，且制备方法简单、成本低，适合推广应用。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

以下实施例中，如无具体说明，所述的试剂均为市售化学试剂或工业产品。