[发明专利]一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料

说明书

本发明公开了一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料，由以下重量份的组分组成：赤泥60‑80份，激发剂20‑30份，外加剂5‑10份；其中，所述激发剂由氢氧化钠水溶液、水玻璃和硫铝酸盐水泥熟料组成；外加剂由羧酸类减水剂、滑石粉、羟丙基甲基纤维素和脱硫石膏粉组成。将赤泥作为一种矿物原料，辅以激发剂、添加剂等成分，制备注浆材料，可应用于砂土地层注浆加固等领域。发挥赤泥高碱性、粒径细的特点制备胶凝材料，利用硫铝酸盐水泥熟料及碱激发剂提高赤泥的胶凝活性。通过添加剂调节赤泥基注浆材料的工作性能。从而制备工程性能优异的赤泥基注浆材料。

技术领域

本发明涉及一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料及其制备方法，属于废弃物综合利用和建材制备技术领域。

背景技术

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0-2.0吨赤泥。据测算，我国每年产生的赤泥近3000万吨。赤泥的堆存占用了大量土地，对地下水、土壤造成严重污染。因此，实现赤泥多渠道、大规模的资源化利用已迫在眉睫。

砂土地层作为典型的软弱地层，具有结构松散、粘结力弱、自稳能力差、在动荷载作用下易液化等特点，成为导致隧道突水突泥的主要灾害源。注浆作为提高岩土体整体物理力学性能、实现围岩抗渗加固目的的重要手段，已被广泛应用于砂土地层的加固治理。注浆材料是注浆技术的关键因素之一，越来越得到人们的关注。在砂土地层注浆加固工程中，水泥基注浆材料具有凝结时间长，可注性差的缺点，化学浆液虽加固效果好，但具有污染环境、成本高等缺点。因此亟需研发一种适用于砂土地层加固的注浆材料。赤泥的主要成分为CaO、SiO₂、Al₂O₃等，具有潜在的胶凝活性。利用赤泥制备胶凝材料不但可以取代高能耗的水泥基注浆材料，还能够减轻赤泥带来的环境污染，促进其资源化利用效率。

目前，已有部分学者将赤泥用于制备注浆材料，以实现其资源化利用。如中国专利文献CN103896503A公开了一种赤泥基新型注浆材料及其制备方法，通过碱激发剂使赤泥和掺和料生成一种高强的地质聚合物类注浆材料；中国专利文献CN104446213A公开了一种以赤泥为基质原料的注浆材料，利用赤泥和碱激发剂的复合作用提高注浆材料的强度；中国专利文献CN 105669945A公开了一种赤泥基自悬浮柔性注浆材料，该材料黏结力强，抗折强度高。这些赤泥基注浆材料具有一定的力学强度，一定程度上实现了赤泥的大规模应用，但普遍具有赤泥使用量低，凝结时间长，可注性差的特点。不适宜用于富水砂层注浆治理。

目前砂土地层注浆材料以超细水泥为主，但水泥产业能耗高，超细水泥价格昂贵，造成工程成本高，不符合绿色生态要求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料及制备方法。将赤泥作为主要原料，辅以激发剂、添加剂等成分，制备注浆材料，可应用于砂土地层注浆加固等领域。发挥赤泥高碱性、粒径细的特点制备胶凝材料，利用硫铝酸盐水泥熟料及碱激发剂提高赤泥的胶凝活性。通过添加剂调节赤泥基注浆材料的工作性能。从而制备工程性能优异的赤泥基注浆材料。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种适用于砂土地层注浆加固治理的赤泥基速凝注浆材料，由以下重量份的组分组成：赤泥60-80份，激发剂20-30份，外加剂5-10份；其中，所述激发剂由氢氧化钠水溶液、水玻璃和硫铝酸盐水泥熟料组成；外加剂由羧酸类减水剂、滑石粉、羟丙基甲基纤维素和脱硫石膏粉组成。

优选的，所述赤泥基速凝注浆材料，由以下重量份的组分组成：赤泥65-70份，激发剂25-30份，外加剂7-10份。

优选的，所述氢氧化钠水溶液的浓度为6-9M，优选为8M。

优选的，所述硫铝酸盐水泥熟料比表面积为350-400m²/Kg。