[發明專利]適用于既有樁基承載力加固的固廢基注漿材料及制備方法

有效

• 申請號: 202011069228.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112159194B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 李召峰;張晨;林春金;陳迪楊;張健
• 申請（專利權）人: 山東大學;山東大學（齊河）新材料與智能裝備研究院
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發明公開了一種適用于既有樁基承載力加固的固廢基注漿材料及其制備方法。采用赤泥為主體材料，并協同其他多源固廢，以氫氧化鉀、電石渣、生石灰為激發劑，制備適用于改擴建工程既有樁基承載力加固的多源固廢基注漿材料。本發明的制備方法簡單，所制備的注漿材料凝結時間短、早期強度高、膨脹系數大、樁土界面膠結強度高，適用于既有樁基承載力加固，可保證高速公路改擴建工程的安全建設，并且緩解固廢堆存壓力，解決赤泥對環境造成的污染問題，推動固廢高附加值綜合利用。

技術領域

本發明涉及一種以多源固廢為主要原材料制備適用于改擴建工程既有樁基承載力加固的注漿材料，屬于樁基加固工程、建材制備、工業固體廢棄物綜合利用技術領域。

背景技術

我國早期建設的高速公路以雙向四車道為主，隨著國民經濟的發展，交通運營車輛數量與日俱增，原有高速公路的通行能力與快速增長的交通需求之間的矛盾日益突出，對原有高速公路進行改擴建已成為交通建設發展新常態，對此，需要做好公路改擴建工程，從而為區域經濟發展奠定堅實的基礎。目前，我國高速公路改擴建工程目前均以“四車道改八車道”為主，且大部分采用雙側加寬的形式。利用既有公路資源進行改擴建，具有節約土地、保護環境、降低造價等優點，是符合科學發展觀要求的公路工程建設形式。但是，改擴建工程對原通行路面影響較大，路面交通荷載的大幅增加使得原有樁基承載力超過極限承載狀態，威脅高速公路的運營安全。在高速公路改擴建工程中，注漿可以提高原有樁基的整體性和樁土界面膠結強度，繼而使得原有樁基承載力大幅提高，有助于降低對周圍環境的影響，提高高速公路的使用效果。

注漿材料作為注漿技術的關鍵控制因素之一，得到越來越多的關注。部分學者針對注漿加固材料展開了研究，以有效改善被加固體的力學結構。如中文專利CN110845213A公開了一種軟弱地層隧道超前深孔注漿加固材料，通過向水泥中添加建筑廢棄沙石、粉煤灰等，提高材料體系粘度，縮短凝結時間，提高漿料體系抗分散性能；中文專利CN111377689A公開了一種具有海島結構的高強度復合注漿加固材料，通過A組分(硅酸鹽水溶液、多異氰酸酯、多元醇、反應穩定劑、成膜助劑)和B組分(反應促進劑、增強劑和降溫劑)含量調節，提高材料的抗壓強度；中文專利CN111268941A公開了一種有機高分子雙液型注漿材料，通過添加增強劑、膨脹劑、阻燃劑、催化劑和穩定劑等，固化生成高強度的膨脹固結體，提高固化穩定性。

我國工業固廢量大、面廣、害多，產量逐年累積且種類繁多，大量工業固體廢棄物的堆積導致了很多災難性的問題，包括對環境的污染、對生態的破壞。固廢處理中赤泥的問題最為突出，赤泥的大規模堆放對水源、生態等造成持續性污染，然而赤泥的利用率低，尚無有效的工業化處理方法。赤泥具有高堿性且工業固廢的化學成分以SiO₂、Al₂O₃、CaO為主，具有潛在的膠凝活性，可用于制備堿激發注漿材料。因此，發揮多源固廢協同互補優勢，大宗消化赤泥等固廢制備綠色土木功能材料已迫在眉睫。此外，隨著環保意識的增強，硅酸鹽水泥制備能耗高、原料不可再生等問題日益凸顯，利用“以廢治災”的理念，利用具有潛在膠凝活性的冶金渣、化工渣制備綠色土木工程材料已成為緩解工業固體廢棄物堆存壓力、取代傳統水泥基膠凝材料的研究熱點。

目前，部分學者展開了利用多源固廢協同互補理論制備注漿材料的研究，以提高資源利用率。如中文專利CN110482995B公開了一種以固硫灰渣、粉煤灰為主要原材料的環保型脫空注漿材料，大幅提升注漿材料性價比；中文專利CN111018423A公開了一種煤矸石基復合地聚物注漿填充材料，通過向礦粉和煤矸石粉中添加堿性激發劑進行激發激活，形成了具有速凝效果、結石率更高的注漿材料；中文專利CN108383471B公開了一種赤泥基注漿材料，以含水赤泥為主要原材料，協同高爐礦渣提高注漿材料的早期強度并合理利用了工業廢棄物。