[发明专利]一种制备高闭气性泥浆的天然岩土材料的选配方法

说明书

本发明公开了一种制备高闭气性泥浆的天然岩土材料的选配方法，属于工程材料领域。以天然岩土为材料，在不添加任何其他材料的条件下配制具有高闭气性且可用于成膜支护的泥浆材料。本发明的泥浆材料闭气性能较好，为解决人造泥浆材料成本高、易影响环境的问题提供了新的途径。

技术领域：

本发明涉及工程材料领域，涉及一种制备高闭气性泥浆的天然岩土材料的选配方法。主要适用于地下工程开挖面的泥浆成膜支护。

背景技术：

泥浆成膜支护是盾构开仓、地下连续墙等地下大断面工程的重要防护手段，其支护效果主要取决于泥浆材料的性能。合适的工程泥浆材料在泥水平衡盾构隧道开挖面上形成致密泥膜，平衡地层土压力和水压力，对维持开挖面稳定性、预防突泥涌水等问题较为有效。护壁泥浆的性能直接关系到地下连续墙、深孔钻探等工程的施工质量及安全。因此，泥浆材料的选择对地下工程顺利开挖开展起着至关重要的作用。

发明内容：

本发明提供了一种制备高闭气性泥浆的天然岩土材料的选配方法，由天然岩土和水按一定配比制成。

为实现上述泥浆体制备，本发明采用以下技术方案：

一种制备高闭气性泥浆的天然岩土材料的选配方法，其选配包括以下步骤：

(1)天然岩土原料的处理：烘干及筛分，其中，采用烘干机100-105℃烘干，采用橡皮碾子碾散土样后倒入标准筛机械振荡筛分；

(2)原料的称量：细颗粒与粗颗粒按比例称取，其中，粗颗粒最大粒径不宜过大，控制在5mm左右；

(3)调和剂的称量：严格按水土比例称取，其中，水为自来水；

(4)混合搅拌：控制转速，搅拌至浆体均匀，其中，搅拌机宜采用与制备量匹配的转子，保证各处均被搅拌。

本发明中高闭气性泥浆的天然岩土材料的选配步骤(1)中黏土矿物含量为15％-20％。

本发明中高闭气性泥浆的天然岩土材料的选配步骤(2)中粒径大于1mm为粗颗粒，粒径小于1mm为细颗粒，细颗粒与粗颗粒比例为1∶1.08-1∶1.33。

本发明中高闭气性泥浆的天然岩土材料的选配步骤(3)中水土比为0.45∶1。

本发明中高闭气性泥浆的天然岩土材料的选配步骤(4)中以搅拌机40-120转/分钟转速，由低速向高速再减速停止，充分搅拌不少于30分钟，直至泥浆体均匀，各处颜色一致，内无干燥颗粒裹团。

本发明中配制的泥浆体，其粘度为16-21Pa·s，密度为1.7-1.9g/cm³，可承受气压为0.7MPa以上，可在0.7MPa条件下维持30分钟以上，最大滤气量0.018L/m²·min，稳定滤气量0.05L/m²·min。

本发明相比于现有的技术，优点在于：

(1)本发明的泥浆原材料来源广泛，可就地取材；

(2)本发明的泥浆不添加任何化学材料，更加环保；

(3)本发明的泥浆成本低，制备方法简单。

附图说明

图1为实验实例红层风化土泥浆累积滤气量图。

具体实施方式：

(1)天然岩土原料的处理：取足量天然岩土原料，黏土矿物(高岭石、伊利石、蒙脱石等)含量为15％-20％，烘干并筛分，其中，采用烘干机100-105℃烘干，采用橡皮碾子碾散土样后倒入标准筛机械振荡筛分(不少于30分钟)，直至筛余量稳定，最大粒径在5mm左右，最小粒径小于0.075mm；