[发明专利]一种高强度固土岩粉状材料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种高强度固土岩粉状材料、制备方法及应用，本发明通过特定的材料制备方法调配原料的成分组成，根据不同的土质类型，依据其不同特性配制不同原料配比的固土岩材料，在常温常压的状态下，固土岩材料自生硬凝，并与土颗粒矿物在界面上发生同构反应，固体化体内部形成空间网络交错结构，从而具有高强度、高水稳性和抗渗、抗冻的性能。通过高强度固土岩粉状材料的应用，针对路段的强度进行跟踪观测，观测到路段路表外观平整，无沉陷和车辙，无纵横向和反射裂缝出现。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种高强度固土岩粉状材料、制备方法及应用。

背景技术

在中国古代时期，为满足人们的基本生产、生活需要，就地取材，曾利用草筋、姜石和糯米灰浆来改良土壤的工程性质。随着社会的进步，水泥和石灰的发明和发展，改良固化土壤最开始使用水泥和石灰，伴随中国经济飞速发展，基础建设进入了投资高潮期，水泥和石灰行业发展迅猛，同时带来了无法忽视的严重问题；能源和资源的大量消耗，开山劈石、过度的开采河沙造成了水土流失和自然生态失稳，加剧了人类生活环境的恶化；同时在生产水泥和石灰的过程中也会产生不同程度的环境污染。

水泥和石灰虽然是工程建设中不可缺少的主要材料，但是这两种材料在土壤固化方面存在局限性，其具体主要表现在：对水泥稳定土，由于受土壤条件限制，产生的强度有限，而且干缩系数和温缩系数较大，容易产生干缩和温缩裂缝，导致水泥稳定土的水稳性、抗压性、抗渗性和抗冲刷性降低，容易造成路面反射性裂缝，降低路面的使用寿命。因此在公路施工规范中，水泥稳定土是被禁止作为高等级公路的基层。水泥对施工的条件要求比较严格，水泥的初凝和终凝时间较短，工程对施工速率要求较高，而在现场实际施工过程中，因受施工条件等因素的影响，在短时间内完成施工各项工序难度较大。石灰稳定土其强度低而且增长缓慢，对施工进度有一定的限制，同时对石灰掺量有严格要求，超过掺量标准范围值会降低强度，石灰稳定土的水稳性较差，易遇水软化，收缩率较水泥更大，无法满足工程的一般要求，更不适合作为高等级道路的路面基层。工程实践证明，单一的水泥、石灰建筑材料已经无法满足高质量工程建设的发展需要。

专门用来固化土壤的固化技术应运而生，土壤技术从上世纪40年代开始兴起，至今已发展成为一门综合性的交叉学科。土壤固化技术涉及到建筑业的基础、公路及市政道路的地下工程、堤坝加固工程、深基坑工程、垃圾固化、固沙防尘等多项领域。由于其较水泥和石灰等传统的固化材料具有更好的工程力学性能、低成本、节约自然资源的环保及经济优势，被广泛研究应用于农业工程、水利工程和道路工程的基础建设中。但是，目前真正具有工程实施价值的土壤固化技术还仅仅停留在土壤中添加一定比例的化学剂，通过化学剂的“胶凝”作用，使得松散的土壤胶结成为具有一定工程力学强度的稳定结构。

能够用于土壤固化的化学剂很多，有传统固化材料如石灰、水泥，以及高聚类离子土壤固化剂、有机酶蛋白土壤固化剂、有机无机结合的固化剂等，其固土作用都是通过使原本松散的土壤颗粒胶联在一起从而达到一定的力学强度而实现的。这类土壤固化技术在现实的实施中存在以下缺点：1)力学强度有限，由于需要同不同的地方土壤进行拌和，难以达到道路建设所需的力学强度；2) 稳定性较差，胶结完成后即达到最佳力学强度，后期强度无法稳定增长，胶凝结构遭受外力破坏后便无法恢复，整体结构力学强度无以为继；3)抗冻性较差，在低温环境下(低于0°)施工后的胶凝结构无法达到道路建设所需的工程力学指标。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高强度固土岩粉状材料、制备方法及应用，解决了上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度固土岩粉状材料，所述的固土岩粉状材料由以下按照重量份的组分组成：

活性硅铝质混合物60～80重量份；稳定材料10～30重量份；化学激发剂5～ 15重量份；

所述活性硅铝质混合物由以下按照重量份的组分组成：