一种泥浆混合浆液及制备方法
技术领域
本发明涉及浆液制备
技术领域
，具体涉及一种泥浆混合浆液及制备方法。背景技术
建筑泥浆主要由以下几类工程的施工所产生：钻孔桩基施工泥浆—由旋挖钻机、正反循环钻机、冲击钻机等钻进成孔施工方式产生；地下连续墙施工泥浆—由连续墙、双轮铣等设备成槽施工方式产生。泥浆的排放会对施工现场产生污染，需要有专门的泥浆池占用大量施工场地、同时需要专用的泥浆运送车将泥浆运出施工现场，浪费大量人工、车辆、机械。
现有技术如专利号为201910054875.2提出一种含水盾构废弃泥浆的同步砂浆及其制备方法，每方砂浆按干基重量百分比计包括盾构废弃泥浆20%~30%、筛分渣土30%~45%、高炉矿渣粉16%~27%、磷渣粉3%~5%、脱硫石膏3%~7%和4%~7%活性外加剂，水按照固体浓度60%~85%计，其制备过程中需要搅拌机先对磨细高炉矿渣粉、磷渣粉、脱硫石膏和活性外加剂进行干拌，再加入泥浆和一定水量，制备过程繁琐，得到的砂浆稠度较大，强度较小，在实际施工中不便实施，强度低，不易进行工程操作。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种泥浆混合浆液及制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种泥浆混合浆液，基于正交试验并试验得到混合浆液，所述混合浆液包括如下重量份的原料：水泥100重量份、泥浆260~320重量份、粉煤灰0~30重量份、膨润土20~41重量份。
本发明通过大量的试验，得到了一种泥浆混合浆液，该混合浆液的稠度小，强度较大，泌水率低，能消纳施工产生的泥浆，整体性能满足施工需求，成本低，易实施。
在本发明中，优选的，所述混合浆液包括如下重量份的原料：水泥100重量份，泥浆260~280重量份，粉煤灰10~30重量份，膨润土27~41重量份。
在本发明中，优选的，所述混合浆液包括如下重量份的原料：水泥100重量份，泥浆280~320重量份，粉煤灰10~30重量份，膨润土20~27重量份。
在本发明中，优选的，所述水泥采用P.O 42.5水泥。
在本发明中，在不考虑消纳施工产生泥浆的情况下，多数施工采用水泥即可完成作业；也可以依据施工需求选择对应的水泥等级，在需要进行施工产生泥浆消纳时，以水泥为基础，将浆液与水泥进行混合。本发明在试验中发现当水泥采用P.O 42.5水泥时，由于其水泥本身强度高，可以保证混合浆液的硬度以及强度。
在本发明中，优选的，所述粉煤灰采用F-I级粉煤灰。
本发明中，当选择F-I级粉煤灰时，由于F-I级粉煤灰的细度为45μm方孔筛筛余量不大于12%、含水量为0.8%，能够减少混合浆液的分层度，增加混合浆液的强度，得到更好性能的混合浆液。
在本发明中，优选的，所述膨润土为钠基膨润土。
更优选的，所述钠基膨润土为比重≤1.14，粘度≥22.5S的钠基膨润土。
最优选的，所述钠基膨润土为不泡发状态的比重≤1.14、粘度≥22.5S的钠基膨润土。
本发明通过试验发现，选择不同的膨润土对所得的混合浆液的性能具有一定的影响。当膨润土为比重≤1.14、粘度≥22.5S的钠基膨润土时，所得混合浆液的性能更好；而当膨润土进一步选择不发泡状态下的比重≤1.14、粘度≥22.5S的钠基膨润土时，所得混合浆液的性能更加优越。
在本发明中，优选的，所述泥浆为施工产生的泥浆。
作为一种更优选方案，所述泥浆为比重为1.35，含固量44.4%，含砂率16.5%，粘度21.12S的施工产生的泥浆。
作为一种更优选方案，泥浆比重为1.3，含固量为38.6%，含砂率4.5%，粘度为17S的施工产生的泥浆。
一种泥浆混合浆液的制备方法，将重量份的水泥、泥浆、粉煤灰和膨润土放入搅拌装置内搅拌均匀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明充分利用施工现场排出的泥浆，与水泥、粉煤灰和膨润土充分搅拌混合，形成混合浆液，利用膨润土的吸水性和膨胀性使浆液呈现膏状性能，利用施工产生的泥浆替代水，将泥浆消纳循环利用，节能环保；且该混合浆液具有一定的强度，可以作为植桩法中替代水泥浆液，也可以作为土方回填料，硬化地面，在建筑施工领域内广泛使用。
附图说明
图1为本发明所述的一种泥浆混合浆液的扩展度随各因子变化的趋势图。
图2为本发明所述的一种泥浆混合浆液的凝结时间随各个因子的变化趋势图。
图3为本发明所述的一种泥浆混合浆液的密度随各因子变化的趋势图。
图4为本发明所述的一种泥浆混合浆液的稠度随各因子变化的趋势图。
图5为本发明所述的一种泥浆混合浆液的分层度随各因子变化的趋势图。
图6为本发明所述的一种泥浆混合浆液的泌水率随各因子变化的趋势图。
图7为本发明所述的一种泥浆混合浆液的保水性随各因子变化的趋势图。
图8为本发明所述的一种泥浆混合浆液的强度随各因子变化的趋势图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
该实施例提供的混合浆液包括如表1重量份的原料：
表1
将表1 各原料搅拌混合均匀即可。
实施例2：
该实施例提供的混合浆液包括如表2重量份的原料：
表2
将表2各原料搅拌混合均匀即可。
实施例3：
该实施例提供的混合浆液包括如表3重量份的原料：
表3
将表3 各原料搅拌混合均匀即可。
实施例4：
该实施例提供的混合浆液包括如表4重量份的原料：
表4
将表4 各原料搅拌混合均匀即可。
实施例5：
该实施例提供的混合浆液包括如表5重量份的原料：
表5
将表5 各原料搅拌混合均匀即可。
实施例6：
该实施例提供的混合浆液的组分同实施例1，所不同的是，采用的水泥为P.O 42.5水泥。
实施例7：
该实施例提供的混合浆液的组分同实施例3，所不同的是，采用F-I级粉煤灰，细度（45μm方孔筛筛余）≤12%，含水量为0.8%。
实施例8：
该实施例提供的混合浆液的组分同实施例3，所不同的是，采用钠基膨润土，比重≤1.14，粘度≥22.5S。
实施例9：
该实施例提供的混合浆液的组分同实施例3，所不同的是，采用钠基膨润土，比重≤1.14，粘度≥22.5S，钠基膨润土处于不泡发状态。
对比例1：
该实施例提供的混合浆液的组分参照实施例3，与实施例3不同的是不含膨润土，即具体组成如下：
表6
将表6各原料搅拌混合均匀即可。
试验例1：
该试验例对本发明实施例和对比例的混合浆液的性能进行了考察。
该试验例依据JGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行试验，结果见表7中所示：
表7
从表7的结果可以看出：对比例1的混合浆液与本发明的实施例3相比，可见膨润土的添加与否对混合浆液的性能影响较大，不添加膨润土的混合浆液的泌水率较高，凝结时间长，扩展度大，整体性能不佳。而在本发明的实施例6中，在其他组分相同的情况下，当水泥为P.O 42.5水泥时，混合浆液的强度更大，凝结时间短；当选择F-I级粉煤灰，细度（45μm方孔筛筛余）≤12%，含水量为0.8%时，混合浆液的分层度降低，强度增加；当选择比重≤1.14、粘度≥22.5S的钠基膨润土时，混合浆液的整体性能有所提升；而当选择比重≤1.14、粘度≥22.5S并处于不发泡状态的钠基膨润土时，得到的混合浆液扩展度好，无分层，强度大，性能更优，整体性能更适合施工使用。
本发明所提供的泥浆混合浆液只需将水泥、泥浆、粉煤灰、膨润土按照所述的重量份放入搅拌装置内搅拌均匀，通过采用施工产生的泥浆，并混合一定比例的水泥、粉煤灰以及膨润土，可得到性能较好的混合浆液，该混合浆液的扩展性好，强度高，更好地适用于不同施工需求，应用范围广泛，节约成本，经济效益好。
试验例2
该试验例通过正交试验确定泥浆的各原料与混合浆液的扩展度、凝结时间、密度、稠度、分层度、泌水率、保水性、强度之间的影响关系。
由于混合浆液包括水泥、泥浆、粉煤灰和膨润土四个组分，对于组分与混合浆液的各个参数之间的关系未知，单纯通过试验进行确定，所需要试验周期长，投入的成本高，故采用正交试验法，将混合浆液的扩展度、凝结时间、密度、稠度、分层度、泌水率、保水性、强度定为指标，泥浆、粉煤灰和膨润土为三个对指标有影响的因子，每一个因子的重量份为水平，因子与对应的水平值具体如表8所示：
表8
正交试验对应的正交表格L16(44)如表9所示：
依据上述表格分别制成混合浆液，对混合浆液进行指标测试，并采用极差分析对表格内的数据进行计算和分析，以计算出各因子对指标的影响程度。
表9
依据表9试验得到混合浆液的扩展度指标数据正交分析表如表10所示：
表10
依据表10可得，其中极差值R最大的膨润土掺量对混合浆液的扩展度的影响最大，反之泥浆的影响最小，且扩展度最大的比例为A1B1C1D3，即膨润土掺量为20重量份，粉煤灰掺量为0重量份，泥浆比重为1.25，泥浆掺量为300重量份，并可得到如图1所示的扩展度随各因子变化的趋势，以此作为在进行混合浆液试验的参考数据。
依据相同的测试和计算可得到对混合浆液的凝结时间影响最大的是泥浆比重，凝结时间最大时的比例为A1B4C1D3，即膨润土掺量为20重量份，粉煤灰掺量为30重量份，泥浆比重为1.25，泥浆掺量为300重量份，混合浆液的凝结时间随各个因子的变化趋势如图2所示。
同理可得到对混合浆液的密度影响最大的是泥浆比重，密度最大的比例为A4B3C4D1，即膨润土掺量为41重量份，粉煤灰掺量为20重量份，泥浆比重为1.4，泥浆掺量为260重量份，混合浆液的密度随各个因子的变化趋势如图3所示。
对混合浆液的稠度影响最大的是泥浆比重，稠度最大的比例为A1B1C1D3，即膨润土掺量为20重量份，粉煤灰掺量为0重量份，泥浆比重为1.25，泥浆掺量为300重量份，混合浆液的稠度随各个因子的变化趋势如图4所示。
对混合浆液的分层度影响最大的是粉煤灰掺量，分层度最大的比例为A4B3C2D3，即膨润土掺量为41重量份，粉煤灰掺量为20重量份，泥浆比重为1.3，泥浆掺量为300重量份，混合浆液的分层度随各个因子的变化趋势如图5所示。
对混合浆液的泌水率影响最大的是泥浆比重，泌水率最大的比例A1B1C1D1，即膨润土掺量为20重量份，粉煤灰掺量为0重量份，泥浆比重为1.25，泥浆掺量为260重量份，混合浆液的泌水率随各因子的变化趋势如图6所示。
对混合浆液保水性影响最大的是泥浆比重，保水性最大的泥浆比重为A4B1C2D3，即膨润土掺量为41重量份，粉煤灰掺量为0重量份，泥浆比重为1.3，泥浆掺量为300重量份，混合浆液的保水性随各因子的变化趋势如图7所示。
混合浆液的强度随着时间变化而改变，本试验数据为混合浆液的28天强度，影响最大的是泥浆比重，28天强度最大的比例为A1B4C4D1，即膨润土掺量为20重量份，粉煤灰掺量为30重量份，泥浆比重为1.4，泥浆掺量为260重量份，混合浆液的28天强度随各个因子的变化趋势如图8所示。
进一步的，参照正交试验得到的数据和表格，其中泥浆的比重对于混合浆液的性能指标有影响，为保证混合浆液的综合性能最佳，在本实施例1和实施例6中，采用泥浆比重为1.35，含固量44.4%，含砂率16.5%，粘度21.12S；在本实施例2中，泥浆比重为1.3，含固量为38.6%，含砂率4.5%，粘度为17S；在本实施例3和实施例7-9中，泥浆比重为1.4，含固量为47.7%，含砂率16.0%，粘度为24.45S；在本实施例4中，泥浆比重为1.4，含固量为42.3%，含砂率11%，粘度为24.5S；在本实施例5中，泥浆比重为1.35，含固量为44.4%，含砂率16.5%，粘度为21.12S。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
