[发明专利]一种基于氧化钙的无机土遗址锚杆灌浆材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于氧化钙的无机土遗址锚杆灌浆材料，属于文物土遗址保护技术领域。

背景技术

目前，灌浆材料包括水泥浆材、化学浆材、纤维浆材等类型。水泥砂浆为主的锚杆灌浆材料可溶盐含量较高，且其主要成分与土遗址土体材料成分差异太大。对土遗址都有潜在的危害。中国传统三合土工艺，一般是青石灼烧(氧化钙)后加水生成熟石灰加粘土和沙，缓慢吸收空气中的二氧化碳，形成碳酸钙固结。但由于土遗址中无法获得足够的二氧化碳使其固化，故加入二氧化碳缓释剂，缓慢反应并固化。其实土遗址加固与一般工程加固不同，不需要太高的强度，且需要与原土质性质接近，该材料强度适中，适合土遗址锚杆灌浆加固之用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于氧化钙的无机土遗址锚杆灌浆材料，以便能够更好地针对土遗址锚杆进行灌浆，提高其使用效果。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种基于氧化钙的无机土遗址锚杆灌浆材料，按质量百分比包括以下组分：粘土30～40％，细沙10～15％，生石灰30％，水10～15％，二氧化碳缓释剂2～5％。上述材料的制备方法如下：将氧化钙加水混合粘土和细沙，并加入二氧化碳缓释剂混合后填装，10～30天后达到最高加固强度。

进一步地，上述材料中，细沙加入的比例受待锚固土体粘土内的含沙率影响，如含沙量高，细沙加入比例可适当减少。

进一步地，土体内含水率在10％左右，适当的含水率有助于二氧化碳缓释剂的持续起效；但如果土体较为干燥，应适当增加水的比例。

进一步地，由于本灌浆材料为膏状，适合挤压式填装2m左右的中短型锚杆锚固。

本发明的有益效果在于：该发明技术中，所用材料属于化学浆材，价格便宜，配方简单，不易造成环境污染，与土遗址本体成分接近，强度适中，适宜于文物土遗址的锚杆加固采用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。

实施例

选取秦始皇帝陵北面一处土体立面，采用微振动电钻将待锚固的土体立面钻眼，深至2米；将钻孔后的土壤收集，烘干称重后备用；配料重量比为：粘土30％(钻孔出土，粘土物理性质见表1)；细沙10％(100目过筛)；生石灰30％；水25％；二氧化碳缓释剂颗粒5％(杭州广丰园艺有限公司生产，深褐色圆柱状颗粒，每粒5g)。

表1：待锚固土体土壤物理性质

具体实施过程中，先将生石灰和水混合，然后与粘土和细纱搅拌至膏状备用；将不锈钢锚杆，锚杆直径φ16，其锚固力靠螺旋带与土的啮合与挤压提供，两端有螺旋圆片，内部先套装一片，预先放置于钻孔内，采用人力手动搅拌逐步挤压推进的方式，将锚杆灌浆材料推入钻孔内，同时将二氧化碳缓释剂颗粒均匀填埋入灌浆材料中。填装完毕后，外部套装锚固头，锚杆外端为一铝合金板，直径φ50，厚15，中心有一孔并有螺纹，可直接拧紧在锚杆外端。

为了验证本方法的有效性，进行了工程前期实验：

(1)空白土柱A。参照《中华人民共和国土工试验方法国家标准》，称取遗址周边黄土，过2mm筛，干燥后按照重量比：粘土60％、细沙10％、水30％混合均匀后。移入φ70mm×50mm的PVC击实模具中，用4.5kg击实锤击实4次，击实高度457mm，脱模后备用。

(2)固化土柱B。称取遗址周边黄土，过2mm筛，干燥后按照重量比：粘土30％、细沙10％、生石灰30％、水30％混合均匀后。移入φ70mm×50mm的PVC击实模具中，用4.5kg击实锤击实4次，击实高度457mm，用保鲜膜密封，测试时脱模备用。

(3)固化土柱C。与(1)制作空白样品的方法相近，只是将样品脱模后，放置30天备用；

(4)固化土柱D。与(1)制作空白样品的方法相近，只是加入5％--氧化碳缓释剂颗粒后，用保鲜膜密封，放置30天，测试时脱模备用。

将上述样品放入60％RH干燥皿中48小时达到环境平衡，外观无明显裂隙，采用万能材料试验机进行土柱抗压试验，结果见表2)平行两次取平均值。

表2：