一种地基加固材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种地基加固材料及其制备方法和应 用。
【背景技术】
[0002] 在住宅、厂房、货物堆场的地基加固，深基坑的临时性围护结构和止水帷幕，水利 工程的护堤等工程中，常用搅拌粧、旋喷粧等施工方法，将普通水泥与土体搅拌，形成具有 一定强度的地基结构，以提高地基的承载力和挡土挡水性能。在道路工程的基层和底基层、 河岸滩涂的促淤工程中，往往使用石灰或水泥作为固化材料，以提高地基的承载力。但是， 普通水泥和石灰等形成的加固土体强度偏低，尤其在沿江、沿海处，由于粘土含水量很高， 这些材料的效果就更加不理想，容易造成住宅楼沉降大、基坑开挖边坡塌方等工程事故。
[0003] 20世纪70年代，西方经济发达国家在长期从事工程实践中，总结经验，对土壤改 良技术进行了深层次的开发，技术水平获得了长足的进步，改良土的材料由原来单一的石 灰、水泥、粉煤灰等升级到专门用来固化土壤的新产品一土壤固化剂。在这些国家里，土壤 固化剂作为一种商品被广泛应用于道路、土木建筑、环境保护、农田水利等各个工程领域。 但是，我国的土固化技术目前仍处于国外六七十年代的水平，固化土的产品仍沿用单一的 石灰、水泥、粉煤灰或这些材料在施工现场的简单混合作为土壤固化剂。直到90年代以后， 国内相关单位才开始研究土固化材料，但是强度低、干缩大、易干缩开裂、易软化、水稳定性 差、受土壤类别限制等问题。
[0004] 固体废弃物是当今钢铁和电力行业亟需处理的工业垃圾，目前国内各大钢厂和电 力企业都在着力于工业废弃物资源化利用的研究。通过多年的研究开发，已经有一系列的 建材产品问世，但是，这些已利用的固体废弃物估计仅仅占到废弃物总量的50%，剩余的废 弃物给环境和社会带来极大的危害，同时这些废弃物中的某些有用的资源不能得到合理利 用，造成极大的资源浪费。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种地基加固材料，该材料利用矿渣微粉、钢渣微粉等钢铁 和电力行业的固体废弃物，结合添加剂，制成地基加固材料，能加固土体，增加土体的强度， 干缩小，不易开裂，合理解决了固废的处置问题。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007] -种地基加固材料，其特征在于：所述地基加固材料由以下按重量百分数计的原 料组成：
[0008] 矿渣微粉： 30-70% 钢渣微粉：5-20% 粉煤灰： 54傷 脱硫副产物：5-10% 水泥： 2-20% 添加剂A: :0-4贫 添加剂B: Q-4%0
[0009] 所述地基加固材料组成物总量为100wt%计，所述矿渣微粉的含量为45_60wt。
[0010] 所述矿渣微粉为S95级粒化高炉矿渣微粉，其比表面积大于300m2/kg，28d活性指 数大于95%。
[0011] 所述钢渣微粉为转炉或电炉钢渣经磁选、破碎、烘干、粉磨处理制得，其比表面积 彡350m2/kg，28d活性指数不小于75%。
[0012] 所述添加剂A为游离氧化钙体积安定剂，该添加剂A由干燥的硅渣和碱性改良剂 组成，按100份重量计，硅渣的含量为80-100份，碱性改良剂含量为0-20份。这种游离氧 化钙体积安定剂可用于水硬性胶凝材料方面，用量比为2% -20%，能改善高钙灰、钢渣、干 法脱硫灰等游离氧化钙含量高的工业固体废弃物的体积安定性，并具有提高早期强度的 作用。优选的，地基加固材料的原料组成按重量百分数计为100%，添加剂A的加入量为 0? 5-2%〇
[0013] 所述添加剂B为铸造粉，该铸造粉为铸造行业在模具制造过程中产生的烟气经收 尘设备收集的粉尘。优选的，地基加固材料的原料组成按重量百分数计为100 %，添加剂B 的加入量为0.5-2%。铸造粉的加入，有利于试件的无侧限抗压强度的增强。以下为铸造粉 掺入量对加固土试件无侧限抗压强度的影响：
[0014] 表1铸造粉掺入量对加固土试件无侧限抗压强度的影响规律
[0015]
[0016] 所述地基加固材料组成物总量为lOOwt%计，所述矿渣微粉和钢渣微粉的总加入 量为 50-70wt%。
[0017] 所述脱硫副产物为湿法脱硫石膏或干法脱硫灰。
[0018] 上述地基加固材料应用领域为地下工程施工领域地基土加固。优选的，地基加固 材料的掺量为加固土体重量的5_30wt%
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020]1、本发明采用地基加固材料作为土固化材料，与传统的水泥相比，制成的试件的 强度明显上升、无侧限抗压强度也显著增强，而且抗渗透性好，完全可以替代水泥，应用于 加固土体。
[0021] 2、本发明采用原材料均是钢铁和电力等行业固体废弃物，绿色、环保；加工工艺的 能耗极低，对环境污染很小，成本低廉，可以有效降低地基处理成本，经济效益明显。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合实施例，对本发明作进一步说明：
[0023] 实施例1
[0024] 水泥（42. 5 ) 20wt%, S95级矿渣微粉 50wt%, 粉煤灰（原状灰) 2〇wt%， 脱硫石膏 3wt% 钢渣粉（Gf5) 5wt% 添加刺AIwt% 添加.别B. lwt%。
[0025] 将以上组分经充分搅拌混合均匀即可。
[0026] 性能检测：
[0027]1、试件强度、抗渗性测试：
[0028] 原材料：根据上海地区一般场地地基土的分布特点，选用三种典型自然土分别与 两种胶结材料进行搅拌，加工成加固土。三种典型自然土类型为：第②层褐黄色粉质粘土、 第③1层淤泥质粉质粘土及第③2层砂质粉土。
[0029] 两种胶结材料分别为本实施例中的地基加固材料和P42. 5级普硅水泥，水灰比为 0. 45,参入量为13%。
[0030] 试样制备：无侧限抗压强度试样采用内壁尺寸为直径A39. 1_、高h= 80mm的对 开试模进行制样；渗透实验的试件采用内壁尺寸为直径A61. 8mm、高h= 20mm的环刀试模 进行制样。
[0031] 试件养护：所有试件均在制备完成以后，放入水中养护直至龄期结束。
[0032](1)、无侧限抗压强度检测结果如下表2所示：
[0033] 表2无侧限抗压强度检测结果