[发明专利]一种路基补强速凝注浆材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种路基补强速凝注浆材料及其制备方法，按特定的质量分数将高炉矿渣粉和粉煤灰混合，使高炉矿渣粉和粉煤灰混合表面充分接触，利用粉煤灰中含有的二氧化硅和氧化铝偏以及矿渣粉中含有的氧化钙和二氧化硅，然后将水、水玻璃溶液、NaOH固体和减水剂混合成反映溶液，利用水玻璃溶液和NaOH将粉煤灰和矿渣粉中的活性硅、铝、钙物质溶解之后重聚，形成C‑S‑H水化硅酸钙、C‑S‑A‑H水化硅铝酸钙水化产物，利用水玻璃溶液和NaOH组成的溶液使粉煤灰和矿渣粉中的氧化铝先反应，能够防止粉煤灰过多导致凝结过快，确保后去氧化钙反映增强材料的增长，从而有效提高高炉矿渣粉和粉煤灰的使用率，同时提高了注浆材料的工作性能。

技术领域

本发明涉及路基注浆材料领域，具体涉及一种路基补强速凝注浆材料及其制备方法。

背景技术

我国各地在冶炼钢铁产生大量的高炉矿渣粉，火力发电厂会生产大量粉煤灰，高炉矿渣粉和粉煤灰属工业固体废弃物，目前针对工业固体废弃物主要是采用堆积掩埋方式处理，大量堆放不仅需要侵占土地同时对周边地区产生粉尘污染。

随着高速公路交通量不断增加，在一些地质较差的地方路基局部强度不足、路基沉陷或基层动水冲刷，从而造成路面不同程度沉陷或板底脱空，对道路上车辆行驶安全构成严重危害。其中，静压渗透注浆是处治公路路基沉陷的主要处治技术手段。目前的注浆材料主要采用水泥基注浆材料，但是每生产1吨水泥就要释放1吨的CO₂，而且伴随着排放大量的NO_x、SO_x和粉尘，生产水泥耗能大，对生态环境造成巨大破坏。另外，在静压渗透注浆中，水泥颗粒偏大，粒径为100-200μm左右，不利于渗透至砂石的细小孔隙；且在水灰比0.8-1.5之间才能具有足够的流动性能进行注浆工作，水灰比越高，流动性越好越利于注浆，但浆液的析水率越高，结石率越低，容易造成析出水分进入路基局部水损害。以水灰比1.2的水泥注浆材料为例，2h析水率高达20％，结石率仅为76％。采用水泥作为注浆材料生产能耗大、价格较高、且工作性能欠佳。因此，急需采用一种新的材料作为注浆材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种路基补强速凝注浆材料及其制备方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种路基补强速凝注浆材料，按质量分数计，包括高炉矿渣粉100-140份，粉煤灰60-100份，水80-100份，水玻璃溶液24-48份，NaOH固体2-4份，减水剂1-2份。

进一步的，所述高炉矿渣粉采用S95级以上的高炉矿渣粉。

进一步的，高炉矿渣粉比表面积≥400㎡/kg，高炉矿渣粉中玻璃体质量分数含量≥85％。

进一步的，所述粉煤灰采用Ⅱ级以上F类粉煤灰。

进一步的，所述水玻璃溶液水玻璃模数为3.3，水玻璃溶液中SiO₂含量≥26％，水玻璃溶液中Na₂O含量大于8.2％。

进一步的，所述NaOH固体采用片状氢氧化钠固体。

进一步的，NaOH固体纯度大于99％。

一种路基补强速凝注浆材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)、按质量分数计称取上述材料，将称取好的NaOH固体倒入水玻璃溶液中搅拌直至NaOH完全溶解得到B溶液；

步骤2)、将上述称好的高炉矿渣粉和粉煤灰混合均匀，然后依次放入减水剂和水搅拌均匀得到A混合物；

步骤3)、将B溶液和A混合物混合均匀即可得到路基补强速凝注浆材料。