[發(fā)明專利]一種硬質有機骨架充填材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110022368.8
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112456896A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 程峰;袁桂權;吳迪;陳愛軍;楊彥鑫;楊柏;陳俊樺
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;C04B38/10;C04B111/70
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 童世鋒

本發(fā)明公開了一種硬質有機骨架充填材料及其制備方法，該材料由有機骨架材料、發(fā)泡材料、無機灌注材料、表面活性劑、緩凝劑和活化劑混合制成，其中有機骨架材料和發(fā)泡材料的重量比為1：2.7～4.0，有機骨架材料、發(fā)泡材料的混合料與無機灌注材料的體積比為1：0.3～0.8，表面活性劑的含量為硬質有機骨架充填材料總重量的0.001～0.003%，緩凝劑的含量為硬質有機骨架充填材料總重量的0.002～0.004%，活化劑的含量為硬質有機骨架充填材料總重量的0.002～0.005%。該有機硬質骨架材料結構簡單、安全環(huán)保，且具有良好的膨脹性能、力學性能，優(yōu)良的透水性能、膠結性能，超長的耐久性、穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明涉及地質災害防治工程技術領域，具體是一種硬質有機骨架充填材料及其制備方法。

背景技術

我國巖溶地貌廣泛分布，全國巖溶地區(qū)分布面積約130萬km²，突出的地區(qū)以廣西、廣東、云南、貴州、四川、湖北、湖南等分布最為集中，分布面積約占全國分布面積的1/2。在巖溶區(qū)巖性為碳酸鹽，易于發(fā)生溶蝕作用而造成巖體結構的破壞，產生大量的溶洞、裂隙、暗河等地下徑流通道。在巖溶區(qū)地表水系一般不發(fā)育，地下水資源蘊豐富，由于長年累月的地下水徑流，產生的沖蝕作用會使地下的巖土體不斷的流失形成新的孔洞和裂隙，從而發(fā)生巖溶地面塌陷地質災害，由于其分布較廣，突發(fā)性強，因此預防治理等措施實施起來困難較大。在這其中廣西、云南、貴州等西南地區(qū)的巖溶分布最為突出，由于這些地區(qū)還未能有較好的預防措施與可行的治理材料，每年發(fā)生巖溶地面塌陷地質災害所造成經濟損失多達數(shù)十億元，尤其是對城市建筑物、道路等構筑物的危害程度大。據統(tǒng)計每年因巖溶地面塌陷造成的路面坍塌、建筑地基沉降破壞就多達數(shù)千起。巖溶區(qū)孔洞、裂隙、暗河等隱形孔洞的存在，是一種潛在的危害，且具有突發(fā)性，不僅危害地質環(huán)境，威脅人員生命，還影響生產正常運營等人類活動。巖溶地面塌陷地質災害威脅對象廣泛，損害程度大，預防難度高，因此被譽為地質災害的頑疾。

由于巖溶區(qū)孔洞的存在，誘發(fā)了許多巖溶區(qū)地面塌陷地質災害，因隨機性較大，加大了預防治理難度，目前還未能有一種有效的治理方法解決這一問題。傳統(tǒng)的治理方法有很多，但大都是在災害發(fā)生后，采用充填的方法治理，一般是采用水泥、砂石無機混合材料的充填方法等，這樣的治理僅能短時間消除災害帶來的危害，無法從根本上徹底有效的治理，還會誘發(fā)二次災害，不僅浪費工程費用，而且破壞了環(huán)境。巖溶孔洞的形成機理主要是在地下水的作用下，對下部巖土體溶蝕、侵蝕作用形成的，單純的采用無機材料充填治理，僅能短時間控制孔洞的擴張，無法消除地下水的徑流影響，且無機材料充填后，滲透性較差，阻礙了地下水的有效徑流，往往會造成地下水另辟其他徑流途徑，形成新的徑流通道，進而會在治理區(qū)的外圍又形成了新的孔洞，引發(fā)二次災害。在巖溶孔洞的充填治理中提高承載力是增強溶洞穩(wěn)定性最有效的手段，可以短時間減輕塌陷帶來的危害。治理巖溶地面塌陷地質災害應綜合考慮多方面的因素，以形成綜合的防治體系，在治理中既要考慮孔洞穩(wěn)定性治理效果，又要考慮外在的影響因素，在這其中治理材料的選取尤為重要。巖溶地面塌陷災害因具有隱蔽性、突發(fā)性、不可預測性等特點，也加大了它的治理難度，且?guī)r溶區(qū)地下溶洞分布位置、規(guī)模的大小、埋深等不具規(guī)律性，不同類型的溶洞裂隙的治理技術選取也是不一樣，對于規(guī)模較小的溶洞裂隙，傳統(tǒng)的治理方法一般采用注漿法，選取的治理材料也多以水泥砂漿等無機材料為主，主要目的是通過水泥砂漿混合物充填后形成支撐結構，防止土層繼續(xù)溶蝕塌落，從而減小塌落范圍。對于規(guī)模較大的溶洞，充填治理已無法滿足工程規(guī)模、經濟投入方面的需求，此時采用的方法一般為強夯、爆破、跨越、樁基等。