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的制作方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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】
[0004]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。
[0005]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:
[0006]I)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；
[0007]2)将称量好的泥沙与30?40%重量的水混合搅拌3?5min，得浆体I ;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 ;
[0008]3)将楽体I和楽体2进行混合，搅拌3?5min ;然后加入泡沫搅拌I?2min，得所述的泡沫轻质土；
[0009]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。
[0010]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%。
[0011]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/kgo
[0012]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%。
[0013]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。
[0014]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、普通娃酸盐水泥》。
[0015]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。
[0016]本发明的原理为:
[0017]I)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。
[0018]2)泥沙具有柱状结构，并含有大量的活性基团(如OH和S1-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；楽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。
[0019]本发明的有益效果为:
[0020]I)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。
[0021]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】
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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》;所述粉煤灰为II级粉煤灰，其密度为1.8?2.4kg/m3，表面积300?500m2/kg ;所述泥沙为施工现场挖方产生的泥沙，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0.25_方孔筛筛余质量不大于15% ;所述减水剂为武汉苏博新型建材有限公司生产的SP-H高效减水剂；所述发泡剂为复合植物蛋白阴离子表面活性剂GS-1，采用高压空气法进行发泡，发泡剂的稀释倍数为40倍，发泡倍率为20倍，所得泡沫的密度为50g/L，泌水率为25%，沉降距为6mm。
[0025]实施例1
[0026]—种利用泥沙制备泡沫轻质土的方法，包括以下步骤:
[0027]I)原料的称取:按以下重量百分比称量各原料:水泥210份，粉煤灰90份，水150份，泥沙210份(泥沙塑性指数为8)，减水剂1.8份，泡沫45份；
[0028]2)将称量好的泥沙与40%重量的水混合搅拌3min，得浆体I ;将水泥、粉煤灰、减水剂和剩余重量的水混合搅拌3min，得浆体2 ；
[0029]3)把浆体I和浆体2进行混合，搅拌3min ;然后加入泡沫搅拌90s，得所述的泥沙泡沫轻质土；
[0030]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。
[0031]将本实施例制得的泥沙泡沫轻质土试块进行干密度、抗压强度和收缩率测试，结果如下:干密度480kg/m3，28d抗压强度1.2Mpa，28d收缩率1.60mm/m。
[0032]实施例2
[0033]—种利用泥沙制备泡沫轻质土的方法，包括以下步骤:
[0034]I)原料的称取:按以下重量百分比称量各原料:水泥240份，粉煤灰100份，水160份，泥沙，210份(泥沙塑性指数为7)，减水剂2份，泡40份；
[0035]2)将称量好的泥沙与40%重量的水混合搅拌3min，得浆体I ;将水泥、粉煤灰、减水剂和剩余重量的水混合搅拌3min，得浆体2 ；
[0036]3)把浆体I和浆体2进行混合，搅拌3min ;然后加入泡沫搅拌90s，得所述的泥沙泡沫轻质土；
[0037]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。
[0038]将本实施例制得的泥沙泡沫轻质土试块进行干密度、抗压强度和收缩率测试，结果如下:干密度560kg/m3，28d抗压强度1.9Mpa，28d收缩率1.12mm/m。
[0039]实施例3
[0040]一种利用泥沙制备泡沫轻质土的方法，包括以下步骤:
[0041]I)原料的称取:按以下重量百分比称量各原料:水泥260份，粉煤灰110份，水185份，泥沙，260份(泥沙塑性指数为7)，减水剂2.2份，泡沫35份；
[0042]2)将称量好的泥沙与40%重量的水混合搅拌3min，得浆体I ;将水泥、粉煤灰、减水剂和剩余重量的水混合搅拌3min，得浆体2 ；
[0043]3)把浆体I和浆体2进行混合，搅拌3min ;然后加入抛入泡沫搅拌90s，得所述的泥沙泡沫轻质土；
[0044]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。
[0045]将本实施例制得的泥沙泡沫轻质土试块进行干密度、抗压强度和收缩率测试，结果如下:干密度620kg/m3，28d抗压强度1.7Mpa，28d收缩率1.21mm/m。
[0046]实施例4
[0047]—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:按以下重量百分比称量各原料:水泥300份，粉煤灰100份，水200份，泥沙，300份(泥沙塑性指数为9)，减水剂2.4份，泡沫50份;
[0048]2)将称量好的泥沙与40%重量的水混合搅拌3min，得浆体I ;将水泥、粉煤灰、减水剂和剩余重量的水混合搅拌3min，得浆体2 ；
[0049]3)把浆体I和浆体2进行混合，搅拌3min ;然后加入泡沫搅拌90s，得所述的泥沙泡沫轻质土；
[0050]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。
[0051]将本实施例制得的泥沙泡沫轻质土试块进行干密度、抗压强度和收缩率测试，结果如下:干密度510kg/m3，28d抗压强度1.5Mpa，28d收缩率1.40mm/m。
[0052]上述结果表明:本发明制备的泥沙泡沫轻质土具有良好的机械强度和体积稳定性。
[0053]以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种利用泥沙制备泡沫轻质土的方法，其特征在于，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I;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I和浆体2进行混合，搅拌3?5min;然后加入泡沫搅拌I?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。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述泥沙的含砂量为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%。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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/kgo4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂，固含量为15?30%。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述泡沫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。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水泥为42.5R普通硅酸盐水泥。7.权利要求1?6任一项所述方法制备的泡沫轻质土。
【专利摘要】本发明公开了一种利用泥沙制备泡沫轻质土的方法，涉及的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。本发明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等产生的泥沙，减少泥沙的处理成本，简便快速且节能环保；制得的泥沙泡沫轻质土具有良好的机械强度和体积稳定性，且涉及的制备方法简单、成本低，适合推广应用。
【IPC分类】C04B14/06, C04B38/02, C04B28/04
【公开号】CN105110812
【申请号】CN201510578086
【发明人】黄绍龙, 黄修林, 罗宵, 金帆, 卞周宏
【申请人】湖北大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月11日