CN102173693A - 一种粘土浆固化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粘土浆固化剂，它是以矿粉、水泥为主要胶凝成分，可配以少量的激发剂和其它助剂经物理混合而成，在同样的条件下，采用本发明的固化剂比采用相同质量的水泥固化不同细度的粘土浆，所得到浆液结石体的最终强度要提高100～800%。采用上述固化剂与粘土浆所形成的粘土固化浆液可广泛应用于地下空洞的充填加固、地层防渗、堵水等工程。
Description
技术领域
本发明涉及的固化剂是一种用于固化粘土浆的材料，尤其适用于粘土浆中粘土含量高、水固比大、含砂量低的粘土浆固化。
背景技术
粘土水泥浆是以粘土为主要成分，以水泥为固化剂，水为溶剂所形成灌浆材料，由于其造价低、耐久性好、原材料易得等优点，近年来，已被广泛应用到水利水电、矿山、隧道、地下空间工程等领域的堵水、防渗、加固。由于粘土水泥浆中粘土的活性非常低，在要求固化的结石体达到一定的无侧限抗压强度下，往往所需要加入的水泥量较多。特别在粘土含量较高的浆液中，用水泥固化后所得到的结石体强度非常低，为使材料达到较高强度，而加入更多的水泥，迫使固化剂成本增加。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种粘土浆固化剂，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种粘土浆固化剂，以水泥、矿粉为主要胶凝材料，配以少量的激发剂和其它助剂经物理混合而成，各组分按质量比例配比为水泥:矿粉:激发剂:助剂=1:0.1～10:0～0.5:0～0.05。
在本发明中，矿粉可以为电石渣、高炉水淬矿渣、钢渣、沸腾炉渣中的一种或几种磨细后所得到的粉料。
在本发明中，激发剂可以为碱性氧化物、氢氧化物或硫酸盐化合物，这类材料可以为但不限于氧化钙、活性三氧化二铝、氢氧化钾、氢氧化钠、硅酸钠、硫酸钾、硫酸钠、硫酸铝钾、硫酸钙、活性二氧化硅。
在本发明中，助剂可以为三乙醇胺、木质素磺酸钙、萘磺酸盐甲醛缩合物、水玻璃、焦磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸钠。
在本发明中，水泥可直接激发矿粉中的活性材料，固化剂所处理的对象是含水量超过50%的粘土浆，尤其是含水量大于100%的粘土浆，主要用在灌浆防渗、加固、堵水等工程中。这种粘土浆可由粉土、粉质粘土、粘土、黄土、淤泥或淤泥质土中一种或几种与水混合、搅拌均匀形成，同等条件下，与传统的水泥固化相比，最终强度可提高70%以上。
在本发明中，通过加入少量的激发剂，进一步激发矿粉与粘土中的硅氧、铝氧等活性结构，产生新的交联活性点，交联密度增大，宏观表现为粘土浆固化后形成的结石体力学强度更进一步提高，可达50%以上。同时也可在固化剂中加入少量的助剂，以改善粘土固化浆在流动性、初凝终凝时间等方面的性能。
在本发明中，固化剂比表面积处在300～800kg/m2之间，市场上已有成熟的原材料，生产过程中只需要物理混合均匀即可，不需要再磨细；在各组分的配比中，水泥与矿粉比例在1:0.1~10之间，尤其是1:1~5之间的效果更好。
有益效果：本发明以工业废渣为固化剂的主体材料代替固化剂中的大部分水泥，对于环境保护具有重要意义，采用本发明中的固化剂固化粘土浆可广泛应用于水利水电、矿山、隧道、地下空间等领域的堵水、防渗、加固工程中。
具体实施方式
下面举实例对本发明进行详细描述。
实施例1
A：配制粘土浆，浆液密度为1.30g/cm3，含砂量为7%，粘土中以粉质粘土为主。
B：固化剂配比：水泥:矿粉=1:2，矿粉选用钢渣粉和水淬炉渣粉。
采用水泥与上述固化剂质量均为300g，在同样条件下，分别固化1200g粘土浆，所得结果如下表所示。
表1 采用水泥与本发明中的固化剂固化粘土浆所得强度
实施例2
A：配制粘土浆，浆液密度为1.30g/cm3，含砂量为7%，粘土中以粉质粘土为主。
B：固化剂配比：水泥:矿粉:激发剂:助剂=1:1:0.02: 0.01。
矿粉选用高炉水淬矿渣，激发剂选用硫酸钙，助剂选用焦磷酸钠。
采用水泥与上述固化剂质量均为300g，在同样条件下，分别固化1200g粘土浆，所得结果如下表2所示。
表2 采用水泥与本发明中的固化剂固化粘土浆所得强度
实施例3
A：配制粘土浆，浆液密度为1.50g/cm3，含砂量为2%，粘土中以粉质粘土为主。
B：固化剂配比：水泥:矿粉:激发剂:助剂=1:10:0.1:0.01。
矿粉选用高炉水淬矿渣、沸腾炉渣（质量比1:1），激发剂选用硫酸钠，助剂选用萘磺酸盐甲醛缩合物。
采用水泥与上述固化剂质量均为300g，在同样条件下，分别固化1200g粘土浆，所得结果如下表3所示。
表3 采用水泥与本发明中的固化剂固化粘土浆所得强度
实施例4
A：配制粘土浆，浆液密度为1.30g/cm3，含砂量为0.5%，粘土中以粘土为主。
B：固化剂配比：水泥:15%、矿粉:76%、激发剂:8%、助剂：1%=1:5:0.5:0.05。
矿粉选用高炉水淬矿渣、沸腾炉渣、电石渣（质量比为1:1），激发剂选用硫酸钠、硫酸铝钾、氢氧化钠（质量比为1:1:0.5），助剂选用萘磺酸盐甲醛缩合物。
采用水泥与上述固化剂质量均为300g，在同样条件下，分别固化1200g粘土浆，所得结果如下表4所示。
表4 采用水泥与本发明中的固化剂固化粘土浆所得强度
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种粘土浆固化剂，以水泥、矿粉为主要胶凝材料，配以少量的激发剂和其它助剂经物理混合而成，其特征在于，各组分按质量比例配比为水泥:矿粉:激发剂:助剂=1:0.1～10:0～0.5:0～0.05，其中，矿粉可以为电石渣、高炉水淬矿渣、钢渣、沸腾炉渣中的一种或几种磨细后所得到的粉料；激发剂可以为碱性氧化物、氢氧化物或硫酸盐化合物，助剂可以为三乙醇胺、木质素磺酸钙、萘磺酸盐甲醛缩合物、水玻璃、焦磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸钠。
2.根据权利要求1所述的一种粘土浆固化剂，其特征在于，所述激发剂可以为但不限于氧化钙、活性三氧化二铝、氢氧化钾、氢氧化钠、硅酸钠、硫酸钾、硫酸钠、硫酸铝钾、硫酸钙、活性二氧化硅。
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