[发明专利]一种用于深层地基处理的轻质水泥土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于深层地基处理的轻质水泥土及其制备方法，通过使用表面活性剂类发泡剂发泡，将泡沫与水泥浆液搅拌的方式引入泡沫，降低水泥土的容重；同时由于孔隙的增加导致水泥土密实性降低、强度降低，通过添加硅粉和偏高岭土提高水泥固化剂的胶凝性能，从而提高轻质水泥土强度；通过添加聚羧酸增加轻质水泥土的流动性；通过添加稳泡剂提高泡沫的稳定性，使其在应用于深层地基处理时泡沫不致受压消泡，在实际工程中使水泥土满足强度、容重和流动性三方面的要求，实现轻质水泥土材料的研发。

技术领域

本发明属于交通运输工程和土木工程中地基处理技术领域，具体涉及一种用于深层地基处理的轻质水泥土及其制备方法。

背景技术

近年来，我国沿海地区经济飞速发展，交通基础设施建设的工程数量也随之增加。由于我国海岸线长度长、水文地质条件复杂且多见深层软弱地基，因此在建设中经常要对地基进行深层次的处理，以保证工程的安全系数并减少运营期产生的问题。水泥土材料以其低廉的价格和广泛的适用性在地基处理中得到了广泛的运用。

近年来，许多学者在水泥土材料的组分和配比方面作了深入研究。例如李峰(公开号CN108503313A)发明了一种镍铁渣粉与矿粉复掺的水泥土材料，其主要原料包括：湿土1000份、水泥120份、镍铁渣粉21份和矿粉9份，比例为1000:120:21:9。按此配比得到的水泥土材料具有良好的力学性能，在满足行业规范的同时实现了对镍渣废弃物的合理利用，在资源再利用的同时大大降低了工程的建设成本；岳吉双(公开号CN108609966A)提出了一种提高土体强度的水泥土配合比，原材料包括水泥、土、早强型减水剂、硅酸钠和水，在一定比例(水泥221-247kg/m³，土1700-1900kg/m³，早强型减水剂3.32-3.70kg/m³，硅酸钠6.63-7.41kg/m³，水110-124kg/m³)下通过深层搅拌机搅拌，能够有效提高水泥土强度；谭慧明(公开号CN106007590A)从工程生态环境和“海绵城市”建设的角度出发，公开了一种植物水泥土及其制备方法，其组分包括水泥、土、水和栽种在水泥土上的植物，水泥掺入比例为土体质量的4％～10％且不超过土体孔隙率，水的加入比例根据土体和水泥混合物的最优含水量确定，该水泥土材料能够在改良土体物理力学性能的同时通过植物生长提高了水泥土的渗水性能。

但是，由于水泥土自重大，传统水泥土桩的承载能力一部分用于承担自重荷载，在软土地区较大的桩体自重还会引起复合地基下卧层较大的沉降。因此，如何能够减小水泥土自重，使其承载更大的负荷且能够尽量克服因减少自重而带来的负面问题，就变得尤为重要了。

发明内容

本发明正是针对现有问题，提供了一种用于深层地基处理的轻质水泥土及其制备方法，通过使用表面活性剂类发泡剂发泡，将泡沫与水泥浆液搅拌的方式引入泡沫，降低水泥土的容重；同时由于孔隙的增加导致水泥土密实性降低、强度降低，通过添加硅粉和偏高岭土提高水泥固化剂的胶凝性能，从而提高轻质水泥土强度；通过添加聚羧酸增加轻质水泥土的流动性；通过添加稳泡剂提高泡沫的稳定性，使其在应用于深层地基处理时泡沫不致受压消泡，在实际工程中本方法及组分构成的轻质水泥土由于自重荷载的减轻，在相同设计强度的情况下能够比传统水泥土桩承受更大的上覆荷载，同时能够减小自重应力带来的沉降，有巨大的推广价值，能够在深层地基处理中得到广泛运用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于深层地基处理的轻质水泥土的制备方法，包括以下步骤：

(1)将表面活性剂类发泡剂兑水稀释80倍，加入十二烷基硫酸钠并缓慢搅拌20s以上；

(2)将步骤(1)后的混合溶液加入发泡机内，调整发泡机内发泡压力开始发泡，得到泡沫；