CN101289850A - 盐渍土固化剂及其在工程中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种盐渍土固化剂及其在工程中的应用方法。这种固化剂原材料重量配比：硅酸盐17－22份，铝酸盐20－30份，铁铝酸盐18－22份，硫酸盐10－15份，二氧化硅8－13份，硫铝酸盐15－20份，氯化物3－7份，氧化物2－4份。本发明的盐渍土固化剂由多种天然矿物材料与若干种无机物混配而成，生产过程只是简单的机械拌合，生产成本低廉。原材料采用满足粒度要求且来源极其广泛的粉末状固体。产品呈灰白色、粉末状固体，细度为200目以上，无气味，无毒，干燥条件下保质期18个月。
Description
(一)技术领域
本发明涉及工程建设技术，具体涉及一种固化剂。
(二)背景技术
盐渍土是一种工程性能极差的不良地基土，具有诸多方面的工程危害性。目前对盐渍土工程性能的改良处理一般采用被动的工程措施，而很少从化学机理角度对盐渍土其进行有效的固化与工程处理。传统改良盐渍土工程性能的方法不仅要消耗大量的资源，而且还不能够根治盐渍土工程的危害。现行水泥黏土浆液、水泥浆液等普通注浆材料由于性能上的缺陷，有时达不到防渗加固的目的，技术性能需要改善且要求外加剂造价低廉。传统采用烧制等方法制造建筑材料，消耗大量的资源；另外建筑施工中所产生的建筑垃圾不仅是部分建筑材料的浪费，还给环境造成一定的危害。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种措施手段，使经固化剂处理的各种盐渍土，在成型压力作用下颗粒紧密接触，在土壤颗粒附近，固化剂水化生成水化硅酸钙、沸石、方纳石及硅酸等物质，使土颗粒表面形成凝结硬化壳，固化后的盐渍土具有水稳定性和强度稳定性，从而大幅度提高土的结构强度；或用于将各种固体建筑垃圾、砂砾石、粉煤灰、尾矿等固化作为建筑材料，或用作现行普通注浆材料的外加剂，或用作配制用于注浆材料的黏土固化浆液。
本发明的目的是这样实现的：它由重量比为硅酸盐17-22份，铝酸盐20-30份，铁铝酸盐18-22份，硫酸盐10-15份，二氧化硅8-13份，硫铝酸盐15-20份，氯化物3-7份和氧化物2-4份组成。
本发明还有这样一些技术特征：
1、所述的硅酸盐是硅酸二钙、硅酸三钙与硅酸镁的混合物，混合比例为2∶3～4∶4。
2、所述的铝酸盐是铝酸一钙、铝酸三钙或七铝酸十二钙中的混合物，混合比例为2∶4～5∶3。
3、所述的铁铝酸盐是铁铝酸四钙与铁铝酸钙的混合物，混合比例为3～4∶5。
4、所述的硫酸盐是硫酸铝、硫酸钙与硫酸钠的混合物，混合比例为3～5∶3∶4。
5、所述的硫铝酸盐是硫铝酸钡钙、硫铝酸钙与硫铝酸四钙的混合物，混合比例为4∶3∶2～3。
6、所述的氯化物是氯化钠、氯化镁与三氯化铝的混合物，混合比例为2～3∶4∶3。
7、所述的氧化物是氧化铝与氧化镁的混合物，混合比例为5∶2～3。
本发明的另一目的还在于提供成套的固化剂应用技术与方法，该目的是这样实现的：按重量比为：100kg盐渍土，掺3.8kg-8.1kg固化剂，水的加量以达到最大压实度为准，将土与固化剂料充分拌合，然后均匀摊铺、直接采用机械压实，自然养护7-14天，以达到盐渍土地基处理对强度、抗渗性、耐久性、冻融性及抗盐渍性等的要求。
本发明还可以以这样的方法应用：1、按重量比为：100kg建筑垃圾，掺4.2-7.2kg固化剂，水的加量以达到最大压实度为准，直接压制成型，自然养护10-15天，制成免烧制的建筑砌块、广场砖或埋地管道。2、按重量比为：黏土或粉土80份-90份，固化剂10份-20份，水料比0.8-1的比例混合制成用于注浆材料的粘土固化浆液。
本发明是一种固化剂，具体地说是一种将盐土、碱土、各种盐化、碱化土壤等特殊土固化，以达到工程建设对地基承载力的要求，或作为改善浆液技术性能的水泥黏土浆液、水泥浆液的外加剂，或用作配制用于注浆材料的黏土固化浆液，或将固体建筑垃圾固化生产成免烧制的建筑砌块。本发明的盐渍土固化剂由多种天然矿物材料与若干种无机物混配而成，生产过程只是简单的机械拌合、生产成本低廉。原材料均为满足粒度要求的粉末状固体且来源极其广泛。原材料成本为450元/吨-600元/吨，不含运输费。产品为灰白色，固体粉末状，细度为200目以上，无气味，干燥条件下化学成分稳定，无毒，易溶于水。将这种固化剂按照一定比例掺入盐渍土中，将于土中大量的盐、碱发生化学反应，形成化学惰性大且非溶性的胶体成分和结晶水化物，从而大幅度提高土的结构强度和稳定性，并且使土中化学活性与溶解性较大的有害成分盐、碱消失殆尽，高效且长期有效的对盐渍土性能进行了改良与加固处理。可以广泛用于涉及到盐渍土的公路工程、铁路工程、地基工程与地下工程中。
本发明的固化剂能够对各种盐渍土、砂土、粘土、粉土、海土、淤泥、砂砾石、粉煤灰、尾矿等实施高效固化作用。固化过程中体积微膨胀。固化后的试件无侧限抗压强度一般为3Mpa-8Mpa、最大超过10Mpa，孔隙率小于1份，渗透系数小于1×10-6cm/s，在-52℃-+22℃温度条件下反复冻融25个循环的质量损失小于1份、无抗压强度损失，具有很强的抗崩解性、稳定性、耐久性。对以上各种材料的固化无需特殊处理方法，如煅烧或蒸汽养护，只需在温度不低于22℃和湿度75份以上条件下压实成型后自然养护7-15天。不仅能够对各种盐渍土进行有效固化，而且还可用于生产免烧制的建筑砌块、广场砖、埋地管道等，公路和铁路的垫层与基层处理、桥基与墩台材料、隧道护壁及边坡、堤坝、路堤、渠道等护坡，以及配制用于注浆的粘土固化浆液或高喷建造防渗加固帷幕。无环境污染、成本低廉、施工工艺简单、易于产业化推广。
(四)具体实施方式
下面举例对本发明做更详细地描述：
实施例1：
1、按照重量比为硅酸二钙、硅酸三钙与硅酸镁的2∶3∶4的混合物17-22份，铝酸一钙、铝酸三钙与七铝酸十二钙的2∶5∶3混合物20-30份，铁铝酸四钙与铁铝酸钙的3∶5的混合物18-22份，硫酸盐是硫酸铝、硫酸钙与硫酸钠的3∶3∶4混合物10-15份，硫铝酸钡钙、硫铝酸钙与硫铝酸四钙的4∶3∶2混合物15-20份，二氧化硅8-13份，氯化钠、氯化镁与三氯化铝的2∶4∶3混合物3-7份，氧化铝与氧化镁的5∶2混合物2-4份比例将各种原料混合均匀制成盐渍土固化剂。
2、用本实施例的固化剂固化盐渍土加固地基。材料配比：100kg盐渍土，掺4.2kg-8.5kg固化剂，水的加量以达到最大压实度为准，将土与固化剂料充分拌合，然后均匀摊铺、直接采用机械压实，自然养护7-14天。盐渍土无需分选，只进行简单的破碎，进行29.1cm厚盐渍土的固化层，固化剂成本15.85元/m2(含施工管理费)。
实施例2：
1、按照重量比为硅酸二钙、硅酸三钙与硅酸镁的2∶3∶4的混合物20份，铝酸一钙、铝酸三钙与七铝酸十二钙的2∶4∶3混合物21份，铁铝酸四钙与铁铝酸钙的4∶5的混合物20份，硫酸盐是硫酸铝、硫酸钙与硫酸钠的3∶3∶4混合物8份，硫铝酸钡钙、硫铝酸钙与硫铝酸四钙的4∶3∶3混合物16份，二氧化硅10份，氯化钠、氯化镁与三氯化铝的3∶4∶3混合物3份，氧化物氧化铝与氧化镁的3∶2混合物2份比例将各种原料混合均匀制成盐渍土固化剂。
2、用本实施例的固化剂固化固体建筑垃圾、生产免烧制的建筑砌块等。材料配比：100kg建筑垃圾，掺4.2kg-7.2kg固化剂，水的加量以达到最大压实度为准。直接压制成型，自然养护10-15天。垃圾无需分选，只进行简单的机械粉碎，粉碎的最大粒径为2cm-3cm。生产240×115×53mm规格实心砖的材料及生产成本为0.08-0.12元/块。
实施例3：
本实施例固化剂的配置同实施例1或2，不同在于用本实施例的固化剂配制用于注浆材料的粘土固化浆液。材料配比：黏土或粉土80-90份，固化剂10-20份，水料比0.8-1。就地取用各种黏土、粉土、膨润土、黄土、淤泥、海土等造浆。浆液技术性能：无析水性、胶凝膨胀性、100份结石率，流动性与封堵性好、抗稀释性强、吸水性大，初始粘度大且可控、胶凝时间短且可控、早期强度上升快且可控，易渗入基岩裂隙、粗粒土、回填土、翻松土中且快速固化；结石体抗震性强、抗冻性好、耐久性长，密实且强度大，抗压强度可达8-9MPa、渗透系数为10-6-10-7cm/s量级；在较高地下水流速与动水压力和较大地层孔隙条件下成功注浆建帷，降低加固体渗透系数至10-5cm/s量级以下；可很好固化各种土、粉煤灰、固体建筑垃圾等，还能解决现行胶凝材料加固土壤无法解决的一些特殊问题；适合于工程防渗加固和土壤固化的多种工法。施工简便，造价低廉，无环境污染。造价约为普通水泥浆液造价的1/2-1/3。
Claims (10)
1、一种盐渍土固化剂，其特征是：它的重量比组成为：硅酸盐17-22份，铝酸盐20-30份，铁铝酸盐18-22份，硫酸盐10-15份，二氧化硅8-13份，硫铝酸盐15-20份，氯化物3-7份和氧化物2-4份。
2、根据权利要求1所述的盐渍土固化剂，其特征是：所述的硅酸盐是硅酸二钙、硅酸三钙与硅酸镁的混合物，混合比例为2∶3～4∶4。
3、根据权利要求2所述的盐渍土固化剂，其特征是：所述的铝酸盐是铝酸一钙、铝酸三钙或七铝酸十二钙的混合物，混合比例为2∶4～5∶3。
4、根据权利要求3所述的盐渍土固化剂，其特征是：所述的铁铝酸盐是铁铝酸四钙与铁铝酸钙的混合物，混合比例为3～4∶5。
5、根据权利要求4所述的盐渍土固化剂，其特征是：所述的硫酸盐是硫酸铝、硫酸钙与硫酸钠的混合物，混合比例为3～5∶3∶4。
6、根据权利要求5所述的盐渍土固化剂，其特征是：所述的硫铝酸盐是硫铝酸钡钙、硫铝酸钙与硫铝酸四钙的混合物，混合比例为4∶3∶2～3。
7、根据权利要求6所述的盐渍土固化剂，其特征是：所述的氯化物是氯化钠、氯化镁与三氯化铝的混合物，混合比例为2～3∶4∶3。
8、根据权利要求7所述的盐渍土固化剂，其特征是：所述的氧化物是氧化铝与氧化镁的混合物，混合比例为5∶2～3。
9、根据权利要求1-8任何一项所述的盐渍土固化剂，其特征是：它的重量比为：硅酸二钙、硅酸三钙与硅酸镁的2∶3∶4的混合物18份，铝酸一钙、铝酸三钙与七铝酸十二钙的2∶5∶3混合物22份，铁铝酸四钙与铁铝酸钙的3∶5的混合物18份，硫酸盐是硫酸铝、硫酸钙与硫酸钠的3∶3∶4混合物12份，硫铝酸钡钙、硫铝酸钙与硫铝酸四钙的4∶3∶2混合物15份，二氧化硅10份，氯化钠、氯化镁与三氯化铝的2∶4∶3混合物3份，氧化铝与氧化镁的5∶2混合物2份。
10、根据权利要求1所述的一种盐渍土固化剂在固化盐渍土及工程应用中的应用方法，其特征是：按重量比为：100kg盐渍土，掺3.8kg-8.1kg固化剂，水的加量以达到最大压实度为准，将土与固化剂料充分拌合，然后均匀摊铺、直接采用机械压实，自然养护7-14天，以达到盐渍土地基处理对强度、抗渗性、耐久性、冻融性及抗盐渍性的要求。
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