專利名稱：一種輕質加筋混合輕量土及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及以天然形成的輕質材料為原料土的輕質加筋混合輕量土及其制備方法，適用于道路加寬、道路填土、橋臺背填土、地下工程和管線工程的回填料，屬于土建技術領域。
背景技術：
由于我國經濟持續(xù)不斷的發(fā)展使得基礎設施得以大規(guī)模的建設，尤其是高速公路。在公路軟基路段，常遇到橋頭跳車、高路堤失穩(wěn)、新舊路基沉降差等問題，常規(guī)方法是通過排水預壓、堆載、復合地基等方法加以解決，但并不能有效地解決這些問題，而且實施成本太高，工期長。
上述問題主要原因是路基填筑過程中增加地基土內部的附加應力，造成沉降變大。因此在路基填土過程中采用減輕上部路基荷載的方法同樣可以達到目的。但由于天然輕質混合輕量土的抗拉、抗斷裂、抗震性能較差，往往在施工中的溫度應力、附加應力及交通動荷載的作用下易形成開裂，雨水會進入混合輕量土內部，進而造成工程事故的發(fā)生。而且填土的高度一般較大，通常要考慮天然輕質混合輕量土的穩(wěn)定性要求，因此需要有一定的放坡坡度，會大面積地占用土地。采用天然輕質加筋混合輕量土不但具有常規(guī)輕量土的輕質、高強、工期短及經濟效應好等特點，而且還具有抗拉、抗斷裂、抗震性能高等優(yōu)勢使其成為公路土建軟基處理的重要方法之一。

發(fā)明內容為解決現有軟基處理成本高，周期長，效果差等不足，本發(fā)明提供了一種采用天然輕質材料為原料土的、力學性能好的輕質加筋混合輕量土及其制備方法。
為達到發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術方案是一種輕質加筋混合輕量土，所述輕質加筋混合輕量土的原料組分及重量配比如下天然輕質材料52～93％纖維材料0.1～4％水 4～24％固化劑 3～20％；其中，所述的天然輕質材料為下列之一或其中兩種或兩種以上的混合物①火山巖、②珊瑚石、③白堊石；所述的纖維材料為聚酯或聚丙烯；所述的固化劑為水泥。
優(yōu)選的，所述輕質加筋混合輕量土的原料組分及重量配比如下火山巖 79.40％聚丙烯 1.35％水 9.05％水泥10.2％。
制備所述的輕質加筋混合輕量土的方法，所述輕質加筋混合輕量土的原料組分及重量配比如下天然輕質材料52～93％，纖維材料0.1～4％，水4～24％，固化劑3～20％；所述方法步驟如下(1)將天然輕質材料在粉碎機中進行加工，使粒徑滿足工程要求；(2)將天然輕質材料、水及固化劑按組分量投入到混合處理器內混合攪拌，得混合土；(3)采用高壓產生的氣流及水流將成錠的連續(xù)纖維材料從封閉的箱中通過噴嘴噴出，將步驟(2)得到的混合土用傳送帶與纖維材料混合，通過控制傳送帶的速度就可保證需要的纖維含量，即得所述輕質加筋混合輕量土。
將制得的天然輕質材料加筋混合輕量土運輸到施工現場分層鋪開并壓實，形成加筋土工合成輕量土材料。
本發(fā)明所述的輕質加筋混合輕量土的有益效果主要體現在(1)輕質性密度介于0.5～1.3g/cm3之間；(2)密度可隨意調整可通過改變不同的天然輕質材料及各種成分的比例來達到密度的調整；(3)強度可調整性通過輕量土中各種成分的比例，其強度可在0.2MPa～5MPa的范圍內調整；(4)抗拉強度高，且可調整通過改變輕量土中的纖維含量，其抗拉強度可在10kPa～1000kPa變化；(5)操作方便、效果好采用天然輕質材料等原材料的力學性能穩(wěn)定，故形成輕量土的效果好。(6)應用廣泛由于其自身荷載輕，各種力學性能好(抗拉、抗斷裂、抗震性能)，施工噪音低，施工工期短，有效地降低軟基處理費用等優(yōu)點，具有較大的實施價值和良好的社會經濟效益，因此可以廣泛應用于土木及水利工程。


圖1為輕質加筋混合輕量土應用于高速公路的路基填土的實例示意圖，1為混合輕量土；圖2為輕質加筋混合輕量土應用于公路橋頭斷路堤填土的實例示意圖，1為混合輕量土。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此
實施例1天然輕質材料、纖維材料、水、水泥共100kg，其中天然輕質材料為火山口的玄武質火山巖(購自廈門三極進出口有限公司)，占79.40％；纖維材料采用聚丙烯(PP)(購自江蘇省射陽縣強力纖維制造有限公司)，占1.35％；水泥采用市購32.5#的普通硅酸鹽水泥，占10.2％；水占9.05％。應用于高速公路的路基填土(參見圖1)，標準條件下養(yǎng)護，28天后的密度為1.18g/cm3，無側限抗壓強度為465kPa，抗拉強度為186kPa。
具體方法先把火山口的玄武質火山巖在粉碎機中進行加工，得到顆粒級配良好的顆粒(顆粒級2-5mm，不均勻系數＞5，曲率為1～3)；然后在混合處理器中把火山口的玄武質火山巖顆粒、水及固化劑加進行充分混合；把混合后的輕量土在送輸帶上傳送，然后利用高壓氣流把成錠的連續(xù)纖維從箱中噴到傳送帶上進行混合；把混合后制成的天然輕質加筋混合輕量土在施工現場分層分區(qū)鋪開及壓實，形成加筋土工合成材料。
實施例2天然輕質材料、纖維材料、水、水泥共100kg，其中天然輕質材料為白堊石(購自廣東長城建設貿易進出口有限公司)，占85.89％；纖維材料采用聚酯(購自江蘇省射陽縣強力纖維制造有限公司，下同)，占1.68％；水泥采用市購32.5#的普通硅酸鹽水泥，占8.4％；水占4.03％。步驟同實施例1，應用于公路橋頭段路堤填土(參見圖2)，標準條件下養(yǎng)護，28天后的密度為1.03g/cm3，無側限抗壓強度為391kPa，抗拉強度為224kPa。
實施例3
天然輕質材料、纖維材料、水、水泥共100kg，其中天然輕質材料為珊瑚石(購自儋州昌平貿易有限公司)，占68.4％；纖維材料采用聚酯，占1.04％；水泥采用市購32.5#的普通硅酸鹽水泥，占18.6％；水占11.96％。步驟同實施例1，應用于高速公路的路基填土，標準條件下養(yǎng)護，28天后的密度為1.24g/cm3，無側限抗壓強度為650kPa，抗拉強度為236kPa。
權利要求
1.一種輕質加筋混合輕量土，其特征在于所述輕質加筋混合輕量土的原料組分及重量配比如下天然輕質材料52～93％纖維材料0.1～4％水 4～24％固化劑 3～20％；其中，所述的天然輕質材料為下列之一或其中兩種或兩種以上的混合物①火山巖、②珊瑚石、③白堊石；所述的纖維材料為聚酯或聚丙烯；所述的固化劑為水泥。
2.如權利要求1所述的輕質加筋混合輕量土，其特征在于所述輕質加筋混合輕量土的原料組分及重量配比如下火山巖79.40％聚丙烯1.35％水9.05％水泥 10.2％。
3.制備如權利要求1或2所述的輕質加筋混合輕量土的方法，所述輕質加筋混合輕量土的原料組分及重量配比如下天然輕質材料52～93％，纖維材料0.1～4％，水4～24％，固化劑3～20％；所述方法步驟如下(1)將天然輕質材料在粉碎機中進行加工，使粒徑滿足工程要求；(2)將天然輕質材料、水及固化劑按組分量投入到混合處理器內混合攪拌，得混合土；(3)采用高壓產生的氣流及水流將成錠的連續(xù)纖維材料從封閉的箱中通過噴嘴噴出，將步驟(2)得到的混合土用傳送帶與纖維材料混合，即得所述輕質加筋混合輕量土。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種輕質加筋混合輕量土及其制備方法，所述輕質加筋混合輕量土的原料組分及重量配比如下天然輕質材料52～93％，纖維材料0.1～4％，水4～24％，固化劑3～20％；本發(fā)明所述的輕質加筋混合輕量土的有益效果主要體現在(1)輕質性密度介于0.5～1.3g/cm
文檔編號C04B16/06GK101054282SQ20071006791
公開日2007年10月17日 申請日期2007年3月31日 優(yōu)先權日2007年3月31日
發(fā)明者杜時貴, 羅戰(zhàn)友 申請人:浙江建設職業(yè)技術學院