CN110386778B - 流动化土制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于土木工程技术领域，公开了一种流动化土制备工艺，该工艺包括如下步骤：S1、预处理：将泥土通过解泥装置进行筛分预处理；S2、一次稀释：将经过上述预处理步骤处理后的泥土加水稀释并搅拌均匀形成第一泥浆；S3、二次稀释：将上述预处理步骤处理后的泥土加水稀释搅拌均匀形成第二泥浆；S4、改性反应：将水泥、改性剂、第一泥浆分别加入第二泥浆中搅拌均匀以形成最终泥浆。通过制备两次泥浆，当需要对流动化土的比重、流动度等性能指标进行调节时，可通过添加泥浆的量来实现对流动化土比重的调节，避免了分别通过加水、泥土来调节流动化土，从而可快速实现对流动化土比重的调节，缩短了流动化土制备的时长，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，更具体地说，是涉及一种流动化土制备工艺。
背景技术
沟槽开挖项目日趋增多，沟槽开挖引起两侧土体沉降，使路面底层形成空腔，导致道路路面破坏。随着施工技术的发展，采用流动化土回填路面底部空腔的技术应用越来越广，流动化土回填技术是沟槽施工发展的新方向。
然而，流动化土的制备是流动化土回填的必不可少的一环，现有的流动化土制备是直接利用现场砂土/黏土与适量的水泥、水、添加剂混合制备而成，然而这种制备方式耗时长、生产效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流动化土制备工艺，旨在实现对流动化土的制备耗时长、生产效率低的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：流动化土制备工艺，包括如下步骤：
S1、预处理：将泥土通过解泥装置进行筛分预处理；
S2、一次稀释：将经过上述预处理步骤处理后的所述泥土加水稀释并搅拌均匀形成第一泥浆；
S3、二次稀释：将上述预处理步骤处理后的所述泥土加水稀释搅拌均匀形成第二泥浆；
S4、改性反应：将水泥、改性剂、所述第一泥浆分别加入所述第二泥浆中搅拌均匀以形成最终泥浆。
进一步地，所述第一泥浆的比重大于所述第二泥浆的比重。
进一步地，上述步骤S1与步骤S2之间还包括如下步骤：
S01、测量经过上述预处理步骤处理后的所述泥土的含水率，以确定后续的用水量。
进一步地，上述步骤S4之后还包括如下步骤：
S02、通过测量装置测量所述最终泥浆的流动度，以保证符合使用需求。
进一步地，所述最终泥浆的比重为1.4～1.6g/cm3。
进一步地，所述改性剂为固化剂、速凝剂或减水剂。
进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂或木质素磺酸钙减水剂。
进一步地，所述改性剂与所述最终泥浆的质量比为：0.15～0.3。
进一步地，所述解泥装置包括搅拌桶体、安装于所述搅拌桶体下方的支撑腿、设置于所述搅拌桶体上的进料斗、开设于所述搅拌桶体上的出浆口、安装于所述搅拌桶体内并用于搅拌流动化土的搅拌轴、安装于所述搅拌轴上的若干搅拌叶片、以及安装于所述搅拌桶体外部且用于驱动所述搅拌轴转动的搅拌电机，还包括用于对所述流动化土颗粒进行筛分的振动筛板组件，所述振动筛板组件设置所述搅拌桶体内。
进一步地，所述振动筛板组件包括第一级振动筛板与第二级振动筛板、以及分别用于驱动所述第一级振动筛板及所述第二级振动筛板的第一驱动电机与第二驱动电机，所述第一级振动筛板、所述第二级振动筛板均沿所述搅拌桶体的轴向方向依次分布，所述第一驱动电机、所述第二驱动电机分别安装于所述搅拌桶体上。
本发明提供的流动化土制备工艺的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的流动化土制备工艺，通过对泥土进行预处理，从而去除泥土中较大的块状物，通过将上述预处理后的泥土进行两次稀释以形成第一泥浆与第二泥浆，从而可提高后续配比最终泥浆的效率，最后，通过第一泥浆、第二泥浆、改性剂及水泥搅拌均匀后，从而形成最终泥浆，通过制备两次泥浆，当需要对流动化土的比重、流动度等性能指标进行调节时，从而可通过添加泥浆的量来实现对流动化土比重的调节，避免了分别通过加水、泥土来调节流动化土的性能指标，从而可快速实现对流动化土比重的调节，缩短了流动化土制备的时长，提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提出的流动化土制备工艺的流程图；
图2为本发明实施例提出的解泥装置的示意图。
其中，图中各附图标记：
1-搅拌桶体；2-支撑腿；3-进料斗；4-出浆口；5-搅拌轴；6-搅拌叶片；7-搅拌电机；8-第一级振动筛板；9-第二级振动筛板；10-第一驱动电机；11-第二驱动电机；12-清洗管；13-导流板；80-第一筛孔；90-第二筛孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
另外，还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
如图1～2所示，本实施例提出了一种流动化土制备工艺，包括如下步骤：S1、预处理：将泥土通过解泥装置进行筛分预处理；
S2、一次稀释：将经过上述预处理步骤处理后的泥土加水稀释并搅拌均匀形成第一泥浆；
S3、二次稀释：将上述预处理步骤处理后的泥土加水稀释搅拌均匀形成第二泥浆；
S4、改性反应：将改性剂、水泥、第一泥浆分别加入上述第二泥浆中再次搅拌均匀以形成最终泥浆。
在本发明中，首先将泥通过解泥装置进行筛分预处理，从而去除泥中的块状粘结物，使得解泥后的泥浆中不含大颗粒杂质，提高了泥中的力学性质的稳定性；随后，通过将上述预处理的泥土分别稀释两次以配比不同比重的第一泥浆与第二泥浆，即向经过预处理的泥土中加水稀释搅拌均匀形成第一泥浆，向经过预处理的泥土加水稀释搅拌均匀形成第二泥浆，从而为后续配比最终泥浆提供保证；随后将第一泥浆与第二泥浆混合搅拌，并同时添加水泥和改性剂，从而形成最终泥浆，这样，通过制备两次泥浆，即当需要对流动化土的比重、流动度等性能指标进行调节时，从而可通过添加泥浆的量来实现对流动化土比重的调节，避免了分别通过加水、泥土来调节流动化土的性能指标，从而缩短了流动化土制备的时长，提高了生产效率。
优选地，在本发明中，通过优先对泥土进行筛分预处理，从而使得泥的粒径粗细搭配，保证成品骨架均匀，从而具有良好的固化性能，为后续的改性反应提供保证。
优选地，上述步骤S2之前还包括如下步骤：
检查搅拌设备的运行状况，确保后续搅拌过程中的安全可靠，在本发明中，将上述各组分原料装入搅拌设备中，并控制搅拌时间在5分钟内，保证搅拌后流动化土性质稳定，避免离析现象的发生，当然，搅拌时间也可设置为其他时间，此处不作唯一限定。
优选地，上述第一泥浆的比重大于第二泥浆的比重，这样，通过配比不同比重的泥浆，此时，当第二泥浆的比重值小于最终泥浆时，通过向第二泥浆中添加第一泥浆，从而可快速实现对第二泥浆比重值的调节，大大缩短了调节的时间，提高了生产效率。
优选地，上述S1与步骤S2之间还包括如下步骤：
S01、测量经过上述预处理步骤处理后的泥土的含水率，以确定后续的用水量。由于原状土的含水率较高，因此在配比时，需要测定原状土含水率，从而为后续调整施工过程中水的添加量提供保证。当然，在本发明中，若无条件检测含水率时，可根据泥土流动度调整水和泥土的添加量，若流动度不满足要求，即流动度偏大，可以通过添加泥土调节；流动度偏小，可以通过添加水调节。
优选地，上述S1与步骤S2之间还包括如下步骤：
S02、通过测量装置测量最终泥浆的流动度，以保证符合使用需求。
在本发明中，选取部分最终泥浆通过测量装置测试最终泥浆的流动度，优选地，上述最终泥浆的流动值控制在160～200mm，当然，也可以将最终泥浆的流动值设置为其他值，此处不作唯一限定。
上述最终泥浆的比重为1.4～1.6g/cm3，这样，保证了经过处理的最终泥浆具有一定抗压强度和粘结性能，即具有一定的流动性，硬化后具有一定的承载能力，达到填充路面底部空腔的目的。
优选地，上述的改性剂为固化剂、速凝剂或减水剂等中至少一种，通过固化剂、速凝剂可提高泥浆的抗压强度和粘结性能，通过使用减水剂可改善泥浆的脱水性能。在本实施例中，上述的减水剂可为聚羧酸减水剂或木质素磺酸钙减水剂，当然，也可以为其他类型的减水剂，此处不作唯一限定。
优选地，上述水泥与泥土的质量比为3:10，且水：(泥土+水泥)的质量比为1:2，这样，可满足最终泥浆比重的需求。
优选地，在本发明中，上述改性剂与水泥的质量比为0.3％～1％，当然，根据实际情况和具体需求，通过调节改性剂的量，也可将上述改性剂与水泥的质量比设为其他比例，此处不作唯一限定。此外，为了控制流动化土的凝固时间，可通过添加改性剂来控制流动化土的凝固时间，从而调整流动化土的性能。
优选地，在本发明中，可在步骤S3中的改性反应中添加复合流动剂，通过添加复合流动剂，可以改善泥土的工作性能和流动性，能够有效的改善泥土的体积稳定性。
优选地，在本发明中，可在步骤S3中的改性反应中添加引起剂，这样，通过添加引起剂，可以进一步增加泥土的保坍性，增大泥土的流动度。当然，在本发明中，也可以向泥浆中添加表面活性剂或稳定剂等，以此改善泥浆的性能，满足更多场合的需求，此处不作限定。
优选地，在本发明中，可将上述搅拌好的流动化土浆液通过压力泵灌入充填区域，通过控制出浆速度，减小灌浆对路基土体的扰动，使流动化土通过重力差流进空腔。在特殊部位，压力泵不适宜直接灌注，可以采用溜槽减小流动化土的初始流动速度。如果工作面不合适建立围挡，可以通过路面钻孔，利用沟槽周围的钢板桩构成四周密闭的空腔，将浆液通过路面孔导入路面下方的空腔。当路面底层空腔体积比较小时，可以采用人工灌浆。当填充厚度超过0.5m时，应采用分层灌浆，上层注浆应在下层浆液初凝前完成。
进一步地，作为本发明提供的流动化土制备工艺的一种具体实施方式，上述解泥装置包括搅拌桶体1，在搅拌桶体1的下方安装有支撑腿2，且在搅拌桶体1上设置有用于进料的进料斗3，此外，在上述搅拌桶体1上还开设有出浆口4，且在上述搅拌桶体1内设有搅拌轴5和搅拌叶片6，该搅拌叶片6安装于上述搅拌轴5上，在搅拌桶体1的外部还安装有用于驱动搅拌轴5转动的搅拌电机7，该搅拌桶体1上开设有通孔(附图未作出)，该通孔可供上述搅拌轴5一端穿过，并与搅拌电机7相连，此外，上述搅拌桶体1内还安装有用于对上述流动化土颗粒进行筛分的振动筛板组件，该振动筛板组件安装于上述搅拌桶体1中，这样，通过设置振动筛板组件可对流动化土进行筛分，从而去除流动化土中的块状粘结物。
具体地，上述振动筛板组件内包括第一级振动筛板8与第二级振动筛板9，该第一级振动筛板8、第二级振动筛板9分别通过第一驱动电机10与第二驱动电机11驱动，该第一驱动电机10、第二驱动电机11分别安装于上述搅拌桶体1上，且上述第一级振动筛板8与第二级振动筛板9均沿上述搅拌桶体1的轴向方向依次分布。这样，通过设置振动筛板可对流动化土进行筛分，从而去除流动化土中的块状粘结物；通过将第一级振动筛板8、第二级振动筛板9分别沿搅拌桶体1的轴向方向设置，这样，可以实现层层筛选，大大提升了去除流动化土中的块状粘结物的效率，提高流动化土的力学性能，进一步提升了流动化土的使用寿命。
进一步地，作为本发明提供的流动化土制备工艺的一种具体实施方式，上述搅拌桶体1上开设有第一开口(附图未作出)，该第一开口对应于第一级振动筛板8位置处开设，并供上述第一级振动筛板8伸出，从而可与安装于搅拌桶体1外部的第一驱动电机10相连，优选地，上述第一驱动电机10安装于上述搅拌桶体1外侧面上，当然，在本实施例中，也可将上述第一驱动电机10安装于上述搅拌桶体1内侧面上，此处不作为唯一限定。
进一步地，作为本发明提供的流动化土制备工艺的一种具体实施方式，上述搅拌桶体1上开设有第二开口(附图未作出)，该第二开口对应于第二级振动筛板9位置处开设，并供上述第二级筛板9伸出，从而可与安装于搅拌桶体1外部的第二驱动电机11相连。优选地，上述第二驱动电机11安装于上述搅拌桶体1外侧面上，当然，在本实施例中，也可将上述第二驱动电机11安装于上述搅拌桶体1内侧面上，此处不作为唯一限定。
进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的流动化土制备工艺的一种具体实施方式，上述第一级振动筛板8上开设有若干第一筛孔80，上述第二级振动筛板9上开设有若干第二筛孔90，且各第一筛孔80与各第二筛孔90位于同一轴向方向上，且在空间上呈交错分布。这样，通过在第一级振动筛板8上设置若干第一筛孔80，从而在第一驱动电机10的带动下，可将流动化土中的小于或等于第一筛孔80直径的流动化土过滤掉，从而留下较大的块状粘结物，当经过第一级筛板8过滤掉的流动化土落在第二级振动筛板9上时，从而经过再一次的筛分，将流动化土中残留的较大块状粘结物去除掉，通过将第一筛孔80与第二筛孔90在空间上呈交错分布，避免流动化土从第一筛孔80直接穿过第二筛孔90落入到搅拌桶体1内，弱化了第二级振动筛板9的效果。
优选地，在本实施例中，上述第一筛孔80的孔径大于第二筛孔90的孔径，这样，可实现对流动化土的层层过滤，当然，上述第一筛孔80的孔径也可等于第二筛孔90的孔径，此处不作唯一限定。
优选地，上述第一筛孔80呈圆形、椭圆形或圆锥形分布，当然，上述第二筛孔90呈圆形、椭圆形或圆锥形分布，此处不作唯一限定。
进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的流动化土制备工艺的一种具体实施方式，上述搅拌桶体1上还设置有清洗管12，该清洗管12可用于上述搅拌桶体1进行清洗，这样，当搅拌桶体1搅拌的泥浆通过出浆口4流出后，从而打开清洗管12，可实现对搅拌桶体1进行清洗。
进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的流动化土制备工艺的一种具体实施方式，在上述搅拌桶体1内还设有导流板13，该导流板13可用于将上述经过第二级振动筛板9筛分后的流动化土导入搅拌桶体1内进行搅拌，在本实施例中，上述导流板13设置于第二级振动筛板9与搅拌轴5之间，这样，通过设置导流板13，从而避免了经过第二级振动筛板9筛分后的流动化土直接落在搅拌叶片6上，对搅拌叶片6造成损伤。
优选地，上述导流板13焊接于上述搅拌桶体1上，当然，也可以通过设置加强筋实现对导流板13的固定，此处不作为唯一限定。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的流动化土制备工艺的一种具体实施方式，上述进料斗3呈倒圆锥状设置，这样，可避免在进料的时候，出现撒料、漏料的情况发生，当然，在本实施例中，上述进料斗3也可呈其他形状分布，此处不作为唯一限定。
在本发明中，通过将现场砂土、黏土与水泥、水、添加剂等组成的混合物，通过搅拌，使其具有一定的流动性，硬化后具有一定的承载能力，达到填充路面底部空腔的目的，并充分利用了现场弃土；此外，在制备流动化土时，通过制备两次不同比重的泥浆，即当需要对流动化土的比重、流动度等性能指标进行调节时，从而可通过添加泥浆的量来实现对流动化土比重的调节，避免了分别通过加水、泥土来调节流动化土的性能指标，从而缩短了流动化土制备的时长，提高了生产效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.流动化土制备工艺，包括如下步骤：
S1、预处理：将泥土通过解泥装置进行筛分预处理；
S2、一次稀释：将经过上述预处理步骤处理后的所述泥土加水稀释并搅拌均匀形成第一泥浆；
S3、二次稀释：将上述预处理步骤处理后的所述泥土加水稀释搅拌均匀形成第二泥浆；
S4、改性反应：将水泥、改性剂、所述第一泥浆分别加入所述第二泥浆中搅拌均匀以形成最终泥浆；
其中，所述第一泥浆的比重大于所述第二泥浆的比重。
2.如权利要求1所述的流动化土制备工艺，其特征在于，所述步骤S1与步骤S2之间还包括如下步骤：
S01、测量经过上述预处理步骤处理后的所述泥土的含水率，以确定后续的用水量。
3.如权利要求1所述的流动化土制备工艺，其特征在于，所述步骤S4之后还包括如下步骤：
S02、通过测量装置测量所述最终泥浆的流动度，以保证符合使用需求。
4.如权利要求1~3任一项所述的流动化土制备工艺，其特征在于，所述最终泥浆的比重为1.4~1.6g/cm3。
5.如权利要求1所述的流动化土制备工艺，其特征在于，所述改性剂为固化剂、速凝剂或减水剂。
6.如权利要求5所述的流动化土制备工艺，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂或木质素磺酸钙减水剂。
7.如权利要求1~3任一项所述的流动化土制备工艺，其特征在于，所述改性剂与所述水泥的质量比为：0.3%~1%。
8.如权利要求1所述的流动化土制备工艺，其特征在于，所述解泥装置包括搅拌桶体、安装于所述搅拌桶体下方的支撑腿、设置于所述搅拌桶体上的进料斗、开设于所述搅拌桶体上的出浆口、安装于所述搅拌桶体内并用于搅拌流动化土的搅拌轴、安装于所述搅拌轴上的若干搅拌叶片、以及安装于所述搅拌桶体外部且用于驱动所述搅拌轴转动的搅拌电机，还包括用于对所述流动化土颗粒进行筛分的振动筛板组件，所述振动筛板组件安装于所述搅拌桶体内。
9.如权利要求8所述的流动化土制备工艺，其特征在于，所述振动筛板组件包括第一级振动筛板与第二级振动筛板、以及分别用于驱动所述第一级振动筛板及所述第二级振动筛板的第一驱动电机与第二驱动电机，所述第一级振动筛板、所述第二级振动筛板均沿所述搅拌桶体的轴向方向依次分布，所述第一驱动电机、所述第二驱动电机分别安装于所述搅拌桶体上。
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