專利名稱：氣泡混合輕質土的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑施工用料，尤其是涉及一種具有疏水性能的氣泡混合 輕質土。
背景技術：
由于氣泡混合輕質土的容重小，具有較高的強度和變形特性，以及良好的 耐久性、隔熱性、便于施工、隔音性及抗凍融能力和優越的環保特性，氣泡混 合輕質土在公路建設中有著非常廣泛的應用，可被應用于解決高級公路軟基路 堤中的橋涵跳車、道路加寬時新老路基的差異沉降、高填土路堤的穩定性、凍 土地區路堤的隔熱性等施工中，能大大縮短施工工期、提高工程質量，大幅度 降低工程運營后的維護管理費。同時，為了便于維護保養，使用的氣泡混合輕 質土多含有憎水劑，通過憎水劑使氣泡混合輕質土充分吸水后的吸水率降低， 在不損害氣泡混合輕質土強度的情況下大大提高其疏水性，從而增強了氣泡混 合輕質土工程的防水性能以便于對其的維護保養。而硬脂酸鈣為主要成分的憎 水劑是眾多氣泡混合輕質土憎水劑中的一種，其能夠顯著提高氣泡混合輕質土 的憎水性能，降低氣泡混合輕質土的吸水率，如氣泡混合輕質土中含有固體劑
水泥重量的0.1% 1.0%的硬脂酸鈣憎水劑，在其完全固化后，氣泡混合輕質土 充分吸水后的重量為未吸水時重量的110 130%，而不含有硬脂酸鈣憎水劑的氣 泡混合輕質土充分吸水后的重量為未吸水時重量的180 200%，可見，含有硬脂 酸鈣憎水劑的氣泡混合輕質土的疏水性大大得到提高，而吸水率則降低，這對 于氣泡混合輕質土在道路施工、填土、特別是地下水位以下的施工作業中是非 常重要。但是當前施工作業中氣泡混合輕質土所含有的硬脂酸鈣憎水劑為固體 粉狀，而由于硬脂酸鈣難溶于水，在與水混合后，總是浮在氣泡混合輕質土的 表面或者成為塊狀結構，短時間很難混合均勻。因此使用含有固體粉狀的硬脂酸鈣憎水劑的氣泡混合輕質土施工作業時需要先攪拌較長的時間使硬脂酸鈣混 和均勻，有時時間可達十幾個小時，大大延長了該氣泡混合輕質土施工作業的 時間，這對于大施工量的連續施工作業來說，操作難度是相當大的，不僅降低 了施工作業效率，而且也降低了設備的使用效率。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供了一種氣泡混合輕質土，它能夠在較短 時間內混合均勻使用，大大縮短了氣泡混合輕質土施工作業的時間，提高了施 工作業效率和設備的使用效率。
本氣泡混合輕質土，為采用包括原料土、水煤灰、固化劑水泥、水、預先 制備的氣泡和添加劑按比例經充分混合攪拌后而成，其中添加劑包括作為憎水 劑的乳液狀的硬脂酸鈣懸浮液，并且憎水劑的添加量為以硬脂酸鈣計相對固化
劑水泥重量的0.1% 1. 5%。
氣泡混合輕質土容重可為0. 5 1. 2Kg/cm3，
強度為0. 3 5MPa。并且原料土 可以采用粒徑小于5ran的工程廢棄土或/和細砂。
在生產本氣泡混合輕質土時，可以將原料土、水煤灰、固化劑水泥、水、氣 泡和憎水劑等添加劑按比例置入攪拌器中，攪拌混合均勻即可使用，其中，可 以采用原料土使用量以重量計不超過固化劑水泥的5倍，水煤灰使用量以重量 計不超過固化劑水泥的50%，水可以采用1平方米的氣泡混合輕質土使用100 300 kg，而在預先制備氣泡時，用于生產的氣泡的發泡劑使用量可以采用1平方 米的氣泡混合輕質土使用0. 1 2 kg來確定其使用量，其中以1紹使用量最佳。 原料土顆粒的直徑宜小于5mm的工程廢棄土或/和細砂，水煤灰的粒徑也宜小于 5mm，以提高氣泡混合輕質土的流動性能和施工性能，固化劑水泥則可以采用火 山灰水泥、普通硅酸鹽水泥、高爐礦渣水泥等，固化劑水泥加入后與水之間發 生水和作用產生Ca(0H)2產物，Ca(0H)2與粘土顆粒發生離子交換形成固化物作 為固結、加強土體骨架的作用，并且以使用高爐礦渣水泥的效果為佳；并且還可以在氣泡混合輕質土中添加石膏粉、硅粉等輔助材料以及其它添加劑，不僅 減少了固化劑水泥的用量，同時可起到催化、早凝固化材料的目的。而氣泡則 可采用當前人們比較常用的發泡裝置制備，即通過將界面活性類、蛋白類、樹 脂類等材料作為起泡劑適量倍率稀釋后采用定量泵送到發泡裝置，與壓縮空氣 充分混合而產生大量的微小氣泡群，壓縮空氣可通過空壓機加壓，用減壓閥控 制輸氣壓力，以穩定的壓力和氣量向發泡裝置供氣，產生的氣泡是由致密、直
徑為30 300u左右的氣泡群組成，并具有一定的穩定性，與原料土、固化劑水 泥等混合后可在氣泡混合輕質土中形成大量而微小的不連通孔隙，根據不同施 工的要求，氣泡混合輕質土中的氣泡體積含有率可控制在40% 70%。
而作為憎水劑乳液狀硬脂酸鈣懸浮液則為采用在重量份含量為200 400 份水的中加入重量份含量為0.3 10份的乳化劑，經攪拌后混合均勻，然后升 溫至50 10(TC并保溫，加入重量份含量為100 300份的硬脂酸，經攪拌完全 熔化，再滴加以氫氧化鈣計重量份含量為20 50份的氫氧化鈣溶液至PH值9 12后，攪拌并保溫10 120分鐘；之后將制得的混合液通過膠體磨研磨和高壓 均質后冷卻而制得；制得的乳液狀硬脂酸鈣懸浮液內的固含量為20 70%，其粘 度為〈800mpa. s。
在整個憎水劑的制備過程中，溫度可以保持在50 10(TC,并可以采用在帶 有攪拌裝置的反應罐類的容器中進行，這樣整個制備過程就可在開動攪拌的過 程中進行，以提高制備過程中混合液的均勻程度和憎水劑乳狀液內生成的硬脂 酸鈣的分布均勻，并且方便了人們的操作；而為了提高憎水劑的乳化和分散性 能以及經研磨后懸浮液硬脂酸鈣顆粒的分散的均勻性，乳化劑可以采用聚氧乙 烯醚類物質，如脂肪醇聚氧乙烯醚、垸基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫 酸鈉、垸基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉中的任意一種或任兩種以上的混合物，其中在 使用的各種原料均為市購的工業產品，而使用的設備如反應罐、膠體研磨機以 及對研磨后的混合液進行高壓均質的高壓均質機等設備也均為一些公知公用的 設備。
由于本氣泡混合輕質土含有的憎水劑是釆用乳液狀的硬脂酸鈣懸浮液，這 樣，作為憎水劑主要成分的硬脂酸鈣顆粒在氣泡混合輕質土就會在短時間內與 固化劑水泥等成分混合均勻，其使用效果，大大超過了同等量情況下固體粉末 狀硬脂酸鈣的使用效果。本氣泡混合輕質土在制備使用時可以將原料土、水煤 灰、固化劑水泥、水、預先制備的氣泡和乳液狀的硬脂酸鈣懸浮液等添加劑以 及其它材料同時加入到攪拌機中進行攪拌，乳液狀的硬脂酸鈣懸浮液與水其它
成分在5 10分鐘即可混合均勻，這大大縮短了氣泡混合輕質土內硬脂酸鈣混 合均勻的時間，提高了氣泡混合輕質土作業效率，在氣泡混合輕質土固化后通 過硬脂酸鈣的疏水性能，降低本氣泡混合輕質土的吸水率，達到氣泡混合輕質 土的防水性能，完全滿足了氣泡混合輕質土連續作業施工的要求。
并且乳液狀的硬脂酸鈣懸浮液可以采用熔化后的硬脂酸與滴加的氫氧化鈣 反應生成硬脂酸鈣，并通過具有優良的乳化、分散作用、以及能夠溶于各種硬 度的硬水的聚氧乙烯醚類表面活性劑作為乳化劑而成的混合液，并在經過膠體 研磨、均質后將細小的硬脂酸鈣顆粒在乳化劑的乳化、分散作用下就能夠均勻 分散在混合液內，形成乳狀的硬脂酸鈣懸浮液，從而在連續施工作業的氣泡混 合輕質土制備中連續添加，通過乳化劑的分散作用，硬脂酸鈣在瞬間與氣泡混 合輕質土混合均勻。
具體實施方式
實施例一
采用經過處理篩選后粒徑小于5mm細砂600 kg作為原料土，水煤灰釆用40 kg，水260 kg，采用高爐礦渣水泥150 kg作為固化劑，憎水劑硬脂酸鈣懸浮液 以硬脂酸鈣計1. 65 !^，氣泡加入量以采用1. 1 kg的發泡劑稀釋后采用定量泵送 到發泡裝置，與壓縮空氣充分混合而產生大量的微小氣泡群，產生直徑為30 3001i左右的氣泡群的量，將細砂、高爐礦渣水泥、水煤灰、水、氣泡、憎水劑 硬脂酸鈣懸浮液等添加劑置入攪拌器中，攪拌5 10分鐘即可，在氣泡混合輕 質土施工完全固化后，其容重可為0.9 1.1Kg/cm3，強度為0.9 1.4MPa，而氣 泡混合輕質土充分吸水后的重量為未吸水時重量的118%。
實施例二
采用經過處理篩選后粒徑小于5mm工程廢棄土 250 kg作為原料土，水煤灰 50 kg，水160 kg，而采用普通硅酸鹽水泥100 kg作為固化劑，硬脂酸鈣懸浮液 以硬脂酸鈣計0. 5 kg，氣泡加入量以采用0. 4 kg的發泡劑稀釋后采用定量泵送 到發泡裝置，與壓縮空氣充分混合而產生大量的微小氣泡群，產生直徑為30 300u左右的氣泡群的量，將細砂、水煤灰、高爐礦渣水泥、水、氣泡、憎水劑 硬脂酸鈣懸浮液等添加劑置入攪拌器中，攪拌5 10分鐘即可，在氣泡混合輕 質土施工完全固化后，其容重可為0. 6 0. 85Kg/cm3，強度為0. 5 0. 7MPa，而 氣泡混合輕質土充分吸水后的重量為未吸水時重量的112%。
實施例三
采用在帶有攪拌裝置的反應罐加入380 kg水，并在均勻攪拌下加入1.3 kg 的垸基酚聚氧乙烯醚作為乳化劑，與水混合均勻，然后升溫至6(TC并保溫，加 入100kg的硬脂酸，攪拌完全熔化并保溫，再滴加以氫氧化鈣計20kg的氫氧化
鈣溶液后至PH值為10 12，攪拌并且保溫25分鐘，反應完全，之后將制得的 混合液通過膠體磨研磨和高壓均質后冷卻而制得乳液狀硬脂酸鈣懸浮液憎水 劑；制得的乳液狀硬脂酸鈣懸浮液內的固含量為25%，其粘度為650mpa.S，外 觀為乳白色。
實施例四
采用與實施例三相同的步驟，只是采用水的用量為280 kg，加入0.3kg的 脂肪醇聚氧乙烯醚和1. 2 kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉乳化劑，保持溫度在78'C 下，加入130kg的硬脂酸進行熔化，氫氧化鈣溶液滴加量以氫氧化鈣計26 kg, PH值10 11，保溫60分鐘并攪拌；制得的乳液狀硬脂酸鈣懸浮液內的固含量 為37%,其粘度為715即eus，外觀為乳白色。
實施例五
采用與實施例三相同的步驟，只是采用水的用量為350 kg，加入1.8kg脂 肪醇聚氧乙烯醚、1.2kg垸基酚聚氧乙烯醚、2. 1 kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和 2.4 kg烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉作為乳化劑，并保持溫度在93"C下，加入250 kg的硬脂酸進行熔化，氫氧化鈣溶液滴加量以氫氧化鈣計50kg后，PH值10 11，保溫100分鐘并攪拌；制得的乳液狀硬脂酸鈣懸浮液內的固含量為52%,其 粘度為780卿a.5，外觀為乳白色。
權利要求
1、氣泡混合輕質土，為采用包括原料土、水煤灰、固化劑水泥、水、氣泡和添加劑按比例經充分混合攪拌后而成，其特征在于所述添加劑包括作為憎水劑的乳液狀硬脂酸鈣懸浮液，并且憎水劑的添加量為以硬脂酸鈣計相對固化劑水泥重量的0.1％～1.5％。
2、 如權利要求1所述的氣泡混合輕質土，其特征在于所述氣泡混合輕質土容重為0.5 1.2Kg/cm3，強度為O. 3 5MPa。
3、 如權利要求1所述的氣泡混合輕質土，其特征在于所述原料土為粒 徑小于5mm的工程廢棄土或/和細砂。
4、 如權利要求1所述的氣泡混合輕質土，其特征在于所述乳液狀硬脂 酸鈣懸浮液為采用在重量份含量為200 400份水的中加入重量份含量為0. 3 10份的乳化劑，經攪拌后混合均勻，然后升溫至50 100r并保溫，加入重量 份含量為100 300份的硬脂酸，經攪拌完全熔化，再滴加以氫氧化鈣計重量份 含量為20 50份的氫氧化鈣溶液至PH值9 12后，攪拌并保溫10 120分鐘； 之后將制得的混合液通過膠體磨研磨和高壓均質后冷卻而制得；該乳液狀硬脂 酸鈣懸浮液內的固含量為20 70%，其粘度為〈800mpa. s。
5、 如權利要求4所述的氣泡混合輕質土，其特征在于所述乳化劑為脂 肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、烷基酚聚氧 乙烯醚硫酸鈉中的任意一種或任兩種以上。
全文摘要
本發明公開了一種氣泡混合輕質土，為采用包括原料土、固化劑水泥、水、預先制備的氣泡和添加劑按比例經充分混合攪拌后而成，其中添加劑包括作為憎水劑的乳液狀的硬脂酸鈣懸浮液，并且憎水劑的添加量為以硬脂酸鈣計相對固化劑水泥重量的0.1％～1.5％。本發明能夠在較短時間內即可混合均勻使用，大大縮短了氣泡混合輕質土施工作業的時間，提高了施工作業效率和設備的使用效率。
文檔編號C04B38/00GK101195540SQ200610070649
公開日2008年6月11日 申請日期2006年12月4日 優先權日2006年12月4日
發明者于潤清 申請人:于潤清