CN101492307A - 一种提高芯型绿化砖抗压强度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种提高芯型绿化砖抗压强度的方法，其特征在于将胶凝剂与沙漠沙粒以1∶2－6份的重量份数比充分混合，模压成型后喷洒0.1－2mol固化剂溶液，然后将其全部浸泡到固化剂中进行固化5－10min，室温养护7－10天。本发明选用的主要固化剂为AlCl3溶液，当将成型好的试样进行固化时，固化剂会与水玻璃发生反应，生成无定形硅酸凝胶。实验中固化剂的浓度为0.5mol/L，0.75mol/L，1mol/L，1.25ml/L，1.5mol/L，1.75mol/L，2mol/L，2.25mol/L或2.5mol/L，结果固化剂浓度为2mol/L时其抗压强度最大，固化时间短、抗压强度高。

Description

一种提高芯型绿化砖抗压强度的方法
技术领域
本发明属于沙漠治理领域，涉及一种提高芯型绿化砖抗压强度的方法，更具体的说是固化剂浓度对芯型绿化砖制备影响的研究。
背景技术
沙漠面积迅速扩张及沙尘暴频发，造成生态环境的急剧恶化和巨大的经济损失，甚至引发某些地区的社会问题，使其成为全球广泛关注的热点。研究新型固沙材料以遏止日益猖撅沙漠化的势头，对新形势下促进我国西部大开发，改善生态环境，加快社会经济稳定增长具有重要意义。
本领域的技术人员通过对天然砂岩的结构，以及沙漠沙的性能和特点的研究，提出了“以沙治沙”的构想，即以沙漠沙为骨料，采用硅酸盐的水溶液为胶凝剂，通过添加各种不同的无机固化剂来制备一种具有一定强度、良好的耐候性能、施工便利、成本低廉且环境友好的无机胶凝材料，土壤固化剂的激活组分还会以不同方式渗入颗粒内部，与黏土矿物发生物理化学反应，形成水铝酸盐、含水硅酸盐等胶凝物质，使黏土颗粒表面产生不可逆凝结硬化。使其具有水稳性和强度稳定性。同时，土壤固化剂的某种成分可代换土体中凝聚能力低的离子，降低动电电位，促使黏土颗粒凝聚，同时使电解质浓度增加，胶粒双电层减薄，均有利于颗粒凝聚。土壤固化剂的主要水化产物及其与黏土矿物反应的生成物，均能牢固地胶结分散的土壤颗粒，建立空间网状结构，使之成为一个具有较高强度的整体。
本发明人经多年的研究已申请了名称为芯型绿化砖固化层及其制备方法的专利申请，在该申请的文件中重点描述了试样的抗压强度与膨润土和沙子比例有关，通过测试其抗压强度发现M沙∶M膨润土＝3∶1时，抗压强度最高与普通不参入膨润土的方法相比可达到节约成本的效果。但随着研究的不断深入，本申请人进一步实验发现：固化剂浓度对芯型绿化砖固化层的抗压强度有很大的影响。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种提高芯型绿化砖抗压强度的方法，它是将胶凝剂与沙漠沙粒以1∶2-6份的重量份数比充分混合，模压成型后喷洒0.1-2mol固化剂溶液，然后将其全部浸泡到固化剂中进行固化5-10min，室温养护7-10天。
本发明所述的固化剂为AlCl3溶液。其中固化剂的浓度为0.5mol/L，0.75mol/L，1mol/L，1.25ml/L，1.5mol/L，1.75mol/L，2mol/L，2.25mol/L或2.5mol/L。
本发明一个优选的例子中固化剂浓度为1-2mol/L AlCl3溶液，更加优选固化剂浓度为2mol/L AlCl3·6H2O溶液，固化时间选取5-10min，养护温度为室温，养护时间为7天。
本发明所述的胶凝剂为水玻璃溶液成分如下：
  水玻璃成分(％)   成分比例
  Na2O   9.01
  SiO2   28.54
  SiO2/NaO2   3.17
  波美度20℃   41.07
  固含量   37.55
本发明另一个优选的例子中，固化剂为结晶氯化铝(AlCl3·6H2O＞97.0％)每12kg沙子水玻璃用量1500ml，氯化铝溶液浓度为1mol/L，固化时间5分钟。
选用的主要固化剂为氯化铝溶液，当将成型好的试样进行固化时，氯化铝固化剂会与水玻璃发生反应，生成无定形硅酸凝胶。实验中固化剂的浓度为0.5mol/L，0.75mol/L，1mol/L，1.25ml/L，1.5mol/L，1.75mol/L，2mol/L，2.25mol/L或2.5mol/L，水玻璃用量选取125ml/kg、固化时间选取5min，养护温度为室温，养护时间为7天，成型后为便于测试抗压强度采用切片的方法。采用水玻璃溶液为胶凝剂，通过加入无机盐溶液为固化剂，是能对沙子起到固化作用的，在显微形貌上表现为生成了无定型的固化产物，并在沙子之间形成了不同程度的网状交联。采用AlCl3溶液为固化剂时，固化产物能较好的在沙子周围形成较均匀的包覆层，并且沙子之间的交联程度也加强。
下面通过一个典型的实施例测试其抗压强度，确定的最佳工艺为：每千克沙子加入水玻璃125ml混合均匀，模压成型后喷洒0.1-2mol/L的AlCl3溶液200g然后将其全部浸泡到1-2mol固化剂溶液中，固化时间为5～10分钟、室温下养护1周，测试其抗压强度。测试的数据结果见下表，主要结果如下：
不同浓度固化剂对芯型绿化砖抗压强度及密度的影响
表1  固化剂浓度对抗压强度及密度的影响
  AlCl3(mol/L)   0.5   0.75   1   1.25   1.5   1.75   2   2.25   2.5
  Rc(MPa)   3.314   3.721   4.833   4.118   4.217   4.473   5.172   4.995   5.139
  密度(kg/m3)   1.488   1.522   1.537   1.501   1.511   1.518   1.531   1.513   1.510
以上结果证明：试样的抗压强度受固化剂浓度的影响，当固化剂浓度为1ml/L和2ml/L时出现两个峰值，在2ml/L时试样的抗压强度达到最高。但在应用于实际生产中时，考虑到节约成本，固化剂浓度取1mol/L最佳。
本发明与现有技术相比所具有的优点：
本发明针对固化剂浓度对抗压强度的影响进行研究，确定了最佳的固化剂浓度值，达到了更高的抗压强度，以保证能够防风保水，更高的抗压强度可以更好的防止风力吹蚀，抵抗风力吹蚀。
附图说明：
图1固化剂浓度对抗压强度的影响的曲线图。
具体实施方式
为了简单和清楚的目的，下文恰当的省略了公知技术的描述，以免那些不必要的细节影响对本技术方案的描述。以下结合检测实例对本发明做进一步的说明。
实施例1
常温条件下制备沙漠绿化砖：
(1)称量12kg沙、1500ml水玻璃，充分混合。
(2)将混合物放入模具中，边放边振动，直到混合物装满拉下压头，上振下振各两次，上升压头脱模。
(3)取出成型砖，用0.1mol/L AlCl3 200g固化剂喷洒其表面，待可用手提起时将其放入固化浓度为1mol/L的AlCl3溶液中浸泡5分钟，固化结束取出沙砖进行养护(养护时间7天，养护温度室温)。
实施例2
常温条件下制备沙漠绿化砖：其中固化剂为结晶氯化钙水溶液，每12kg沙子水玻璃用量1800ml，氯化钙溶液浓度为1mol/L，固化时间5分钟。
(1)称量15kg沙、1800ml水玻璃，充分混合。
(2)将混合物放入模具中，边放边振动，直到混合物装满拉下压头，上振下振各两次，上升压头脱模。
(3)取出成型砖，用少量固化剂喷洒其表面，待可用手提起时将其放入固化浓度为2mol/L的氯化钙溶液中浸泡10分钟，固化结束取出沙砖进行养护(养护时间7天，养护温度室温)。
综上所述，本发明的内容并不局限在的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (4)

1、一种提高芯型绿化砖抗压强度的方法，其特征在于将胶凝剂与沙漠沙粒以1∶2-6份的重量份数比充分混合，模压成型后喷洒0.1-2mol固化剂溶液，然后将其全部浸泡到固化剂中进行固化5-10min，室温养护7-10天。
2、如权利要求1所述提高芯型绿化砖抗压强度的方法，其中固化剂为AlCl3溶液。
3、如权利要求1所述提高芯型绿化砖抗压强度的方法，其中固化剂的浓度为0.5mol/L，0.75mol/L，1mol/L，1.25ml/L，1.5mol/L，1.75mol/L，2mol/L或2.25mol/L，2.5mol/L。
4、如权利要求1所述提高芯型绿化砖抗压强度的方法，固化剂浓度为1-2mol/LAlCl3溶液，固化时间选取5min，养护温度为室温，养护时间为7天。
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