液态土及其制备方法与流程

本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种液态土。

背景技术：

随着我国城市道路工程事业的不断推进，道路与结构物的连接及交叉越来越多，对于路基路面的要求也越来越高。在荷载长期作用下，路基与结构物之间会产生差异沉降及道面裂缝等病害，造成车辆行驶过该处时发生振动、颠簸等，增加了车辆磨损程度和成本费用，大大增加了道路运营风险，造成国家经济损失。

可以看出，采用合适的台背回填材料是解决路基与结构物差异沉降的重要手段之一。针对的台背回填工程，对台背回填材料展开研究。以求能找出一种有效的解决路基与结构物之间差异沉降的填料，减少车辆由于台背处沉降所产生的颠簸与振动，同时也减少道路运营时的风险，提高道路运行的质量。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种液态土材料，开展台背液态土处治，满足路基基础结构物处治工程特点及处治需求，使其满足以下要求：

1.寻求的液态土应具备可浇筑施工、施工性良好、密实度高、后期强度高、板体性好等优点，以突破传统处治方法所带来的碾压不足、基础差异沉降及道面裂缝等问题；

2.特别是针对结构物处差异沉降等问题，寻求的液态土应具备单位质量轻、强度性能高等技术优点，以满足路基处治性能上的各种需求；

3.针对运营道路的快速修复方面，特别是小范围坑槽开挖回填、沟槽开挖回填方面，寻求的液态土应具备可快速施工的技术优点，以满足道路运营管理的需求；

4.寻求的液态土还应具备技术要求低、操作简易、等方面的技术优点，满足道路台背结构物现场工程人员的实际需求。

目前，缺乏一种可浇筑施工、单位质量轻、施工性良好、密实度高、强度性能高、板体性好、技术要求低、施工便捷的液态土及其制备方法。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于提供一种可浇筑施工、单位质量轻、施工性良好、密实度高、强度性能高、板体性好、技术要求低、施工便捷的液态土及其制备方法。

为实现上述技术目的，本发明提供了一种液态土，所述的液态土由如下组分组成：水、胶凝材料、细骨料和外加剂；所述的胶凝材料包括水泥和粉煤灰；所述的细骨料包括土和砂。

进一步地，所述的水泥的用量占胶凝材料总质量的5％～30％；所述的粉煤灰的用量占胶凝材料总质量的70％～95％；所述的外加剂的含量为胶凝材料总质量的0％～10％；所述的土和砂的含量为胶凝材料总质量的200％～400％，其中土砂比为0～1。

进一步地，所述的液态土的含水率为20％～100％。

进一步地，所述的水的质量要求:ph≥4.5，cl含量不超过3500mg/l，碱含量不超过1500mg/l；可溶物含量不超过10000mg/l；不溶物含量不超过5000mg/l；无漂浮的油脂和泡沫以及明显的颜色和异味。

更进一步地，所述的粉煤灰选用ⅰ级粉煤灰，粉煤灰中的活性物质fe2o3、al2o3和sio2总量均超过总含量的70％；所述的水泥的水泥强度等级为325级复合硅酸盐水泥(p.o.32.5)，其80μm分级筛余为3％，比表面积为405cm²/g，密度为3.12g/cm³。

进一步地，所述的外加剂为p8000超活性矿渣粉或减水剂中的一种或两种的组合。

进一步地，所述的砂为连续均匀级配的中砂；所述的土为细粒低液限黏土。

更进一步地，所述的液态土回填无侧限抗压强度设计值为28d，≥0.7mpa。

本发明所述的液态土的制备方法，包括如下步骤：

1)称取所述的液态土的各组分，倒入水泥胶砂搅拌锅内，干拌时间为1分钟(即min)；

2)加入砂和土，干拌时间为4分钟；

3)加入溶有减水剂的一半用水量，搅拌时间为5分钟；

4)倒入另一半用水量后搅拌时间为5分钟；

5)浇筑成型，将搅拌均匀的浆体浇注于40mm×40mm×160mm的三联模中，并在振动频率为50hz的水泥胶砂振动台上振动3分钟，制得液态土。

进一步地，在步骤(1)中，所述的液态土的各组分由水泥、粉煤灰和p8000超活性矿渣粉组成。

本发明的有益效果：

本发明的可浇筑施工、单位质量轻、施工性良好、密实度高、强度性能高、板体性好、技术要求低、施工便捷。通过对多元胶凝材料的颗粒级配和骨料的颗粒级配进行优化，并通过p8000超活性矿渣粉等外加剂的使用，使得液态土的在满足工程要求的情况下，还具有良好的流动性。所述的材料技术优势包括：质地较轻，其回填后由自身自重所产生的沉降减少；有较好的自流平性能与自动填充性；液态土材料无需进行碾压，预计可以减少近一半的施工时间；能以较低的抗压强度满足工程的需求，所以可以根据将来的工程需求进行再开挖。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)经济效益高：一般来说，液态土材料有较好的自流平性能与出色的自动填充性，施工采用浇筑施工即可。无需采用夯实等其他工法便可以达到很好的密实性能。可能省下极为可观的施工费用。在制备方面，液态土采用工业废弃材料，可以节省原材料成本；同时采用混凝土搅拌设备即可，无需添加新设备，现场易于制作，可以降低工程成本。

(2)施工速度快：传统的施工方法，需要每层20cm分层来回碾压数遍，当土层达到规范规定的压实度后才能进行新分层的施工，如此反复循环，施工周期较长。采用液态土材料无需进行碾压，预计可以减少近一半的施工时间。

(3)自填充性能：液态土拥有良好的流动性及自流平性，具有十分优秀的自填充性能。可以填充狭窄的塌陷、孔隙，能解决由于作业面狭小而导致的夯实机械无法进行充分作业的问题。

(4)有一定的再挖性：由于液态土能以较低的抗压强度满足工程的需求，所以可以根据将来的工程需求进行再开挖，而且一般情况下仅需要人工便可完成再开挖工作。如果液态土添加了较高含量的粗骨料，可能需要用小型开挖机械进行开挖作业。

附图说明

图1为本发明制备液态土的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

实施例1

如图1所示，本发明的一种液态土，所述的液态土由如下组分组成：水、胶凝材料、细骨料和外加剂；所述的胶凝材料包括水泥和粉煤灰；所述的细骨料包括土和砂。

所述的水泥的用量占胶凝材料总质量的5％；所述的粉煤灰的用量占胶凝材料总质量的70％；所述的外加剂的含量为胶凝材料总质量的0％；所述的土和砂的含量为胶凝材料总质量的200％，其中土砂比为0。

所述的液态土的含水率为20％。

所述的水的质量要求:ph≥4.5，cl含量不超过3500mg/l，碱含量不超过1500mg/l；可溶物含量不超过10000mg/l；不溶物含量不超过5000mg/l；无漂浮的油脂和泡沫以及明显的颜色和异味。

所述的粉煤灰选用ⅰ级粉煤灰，粉煤灰中的活性物质fe2o3、al2o3和sio2总量均超过总含量的70％；所述的水泥的水泥强度等级为325级复合硅酸盐水泥(p.o.32.5)，其80μm分级筛余为3％，比表面积为405cm²/g，密度为3.12g/cm³。

所述的外加剂为p8000超活性矿渣粉或减水剂中的一种或两种的组合。

所述的砂为连续均匀级配的中砂；所述的土为细粒低液限黏土。

所述的液态土回填无侧限抗压强度设计值为28d，≥0.7mpa。

本发明的一种液态土的制备方法，包括如下步骤：

1)称取所述的各组分(水泥、粉煤灰、p8000超活性矿渣粉)，倒入水泥胶砂搅拌锅内，干拌时间为1分钟；

2)加入砂和土，干拌时间为4分钟；

3)加入溶有减水剂的一半用水量，搅拌时间为5分钟；

4)倒入另一半用水量后搅拌时间为5分钟；

5)浇筑成型，将搅拌均匀的浆体浇注于40mm×40mm×160mm的三联模中，并在振动频率为50hz的水泥胶砂振动台上振动3分钟，制得液态土。

当然，本领域技术人员熟知，上述“1分钟”、“5分钟”并不需要如此精准，时间可略短或长，一般并不影响效果。

实施例2

实施例2与实施例1的不同点在于：

所述的水泥的用量占胶凝材料总质量的20％；所述的粉煤灰的用量占胶凝材料总质量的85％；所述的外加剂的含量为胶凝材料总质量的5％；所述的土和砂的含量为胶凝材料总质量的300％，其中土砂比为0.5。

所述的液态土的含水率为50％。

实施例3

实施例3与实施例1的不同点在于：

所述的水泥的用量占胶凝材料总质量的30％；所述的粉煤灰的用量占胶凝材料总质量的70％～95％；所述的外加剂的含量为胶凝材料总质量的10％；所述的土和砂的含量为胶凝材料总质量的400％，其中土砂比为1。

所述的液态土的含水率为100％。

试验例

如图1所示，本发明的液态土的配置过程如下:

1、按设计配合比称量好粉体材料(水泥、粉煤灰、p8000超活性矿渣粉)，倒入水泥胶砂搅拌锅内，干拌时间为1分钟；

2、加入砂和土，干拌时间为4分钟；

3、加入溶有减水剂的一半用水量，搅拌时间为5分钟；

4、倒入另一半用水量后搅拌时间为5分钟；浇筑成型，将搅拌均匀的浆体浇注于40mm×40mm×160mm的三联模中，并在水泥胶砂振动台上振动3分钟(振动频率为50hz)。

有关液态土的组分，水、水泥、粉煤灰、外加剂、土和砂，外加剂为p8000超活性矿渣粉、减水剂。

粉煤灰是煤粉经高温燃烧后产生的一种类似火山灰质的混合物。它是由发电厂通过集尘装置捕集的经高温燃烧后混杂有大量不能燃烧的煤粉燃烧物。其化学成分主要有sio2、al2o3、cao、fe2o3和未燃烧尽的碳。粉煤灰选用ⅰ级粉煤灰，粉煤灰中的活性物质fe2o3、al2o3和sio2总量均超过总含量的70％。从其物理特性上分析，满足《公路路基施工技术规范》(jtgf10-2006)中对粉煤灰作为路基填筑材料的要求，物理特性如下表1所示：

表1

水的质量要求:ph≥4.5，cl含量不超过3500mg/l，碱含量不超过1500mg/l；可溶物含量不超过10000mg/l；不溶物含量不超过5000mg/l；不应有漂浮的油脂和泡沫及明显的颜色和异味。

水泥的质量要求:325级复合硅酸盐水泥(p.o.32.5)，其80μm分级筛余为3％，比表面积为405cm²/g，密度为3.12g/cm³，符合国际《通用硅酸盐水泥》gb175的规定要求。

p8000超活性矿渣粉参数如表2所示：

表2

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。