CN105268731A - 一种用于生态修复的新型环保材料泥土固化剂 - Google Patents
一种用于生态修复的新型环保材料泥土固化剂 Download PDFInfo
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Abstract
我们研制的新型环保材料泥土固化剂,却截然不同,经过十多年的实践证明,已经完全克服了上述缺点。在少量水泥和土壤混合过程中,加入含有一定比例的固化剂水(先将0.3%的固化剂溶于水中),去激发少量水泥中的有效成分更好地与土壤发生作用,使其产生了氢氧化钙、含水硅酸钙、铝酸钙、磷酸盐等,与土壤颗粒生成稳定结晶物,改变了原有的土壤物理性能,形成具有较高的承载力和抗渗透力的固结土壤,并有效地封闭了土壤中的重金属等有害物质。在治理水土流失,改善生态环境、农田水利建设中具有十分重要的推广价值。与同类型建设工程相比,施工简单、工程造价低、建设周期短。
Description
一、土壤固化技术的发展现状和技术特点及用途
土壤固化技术是近代才研发出来的一种用于土壤固化、稳定的工艺,通过土壤固化剂激活少量水泥中的有效成分,去进一步激活土壤活性、胶结土壤颗粒,把松散的土壤凝结成具有一定承载力、抗渗透力以及耐久性的的固结土。对治理水土流失,改善生态环境将起积极地作用。
土壤固化技术在欧美先进发达国家从20世纪40年代开始,蓬勃发展至今已经形成为一门综合的交叉学科,涉及建筑基础、公路建设、堤坝工程、井下作业、石油开采、垃圾填埋、防尘固沙、污染土壤处理等多种领域。综合了力学、结构理论、胶体化学、表面化学等众多理论。它的处理对象也扩充到砂土、淤泥、生活垃圾、工业、矿业固体废弃物等多种固体、半固体。处理目的已从单一的增强土壤强度发展到增加抗渗透性、提高抗冻能力、防止污染物质泄露、资源循环利用等诸方面。我国直到20世纪90年代才开始研究土壤固化剂。目前主要是高等院校、研究所、部分科技公司,以研究、开发土壤固化剂为主。而真正应用到实际项目中很少。土壤固化技术的实施是一项复杂的系统工程。
泥土固化剂的特点是:①快速硬化各种淤泥和残土;②能改良泥土团粒结构;③有封闭重金属作用;④有消臭作用;⑤中性、无毒、无二次污染;(6)能使固结的坡面上生长植物、使固结的水底为水生动植物提供更好的生长环境。
用途和使用范围:①江河、湖泊、海湾的淤泥处理;②疏浚泥土的早期处理;③施工用辅助道路的铺设、加固;④路基、路肩、路坡的加固;⑤鱼池湖泊堆积淤泥的土质改良;⑥油泥油土及其他废弃物的固化处理;⑦高尔夫球场的土质改良;⑧住宅地的硬度加固和土质改良;⑨公园道路、草坪的铺设及土质改良;⑩一般产业废弃物的固化处理。
土壤固化原理
本土壤固化剂主要特性是以无机材料为主结合少量高分子材料组成。土体经过土壤固化剂处理后,在压力的作用下紧密接触在土壤颗粒附近,生成硅酸钙、拖勃莫来石类、沸石、方钠石及硅酸钙等胶凝性物质,使粘土颗粒表面形成凝结硬化壳。土壤固化剂中的激发剂能有效地破坏胶凝材料中含有的玻璃体结构,促使玻璃体中的SiO2阴离子与土体中矿物质发生物理化学作用,形成水铝酸盐、含水硅酸盐、磷酸盐等胶凝物质。绝大部分粘土是由Si-O四面体和Al-O八面体硅酸盐组成的。土壤本身是一个松散体系,即使使用外力提高它的密实度,也很难形成一个致密结构使它少受外来侵蚀,当固化剂与土壤混合后,土壤中过多的水分在反应中被“夺取”,生成含32个结晶水的钙矾石针状结晶体3CaO-和q3OaO-q3CaS,使土壤中大量的自由水以结晶的形式固定下来。同时这种水化反应形成的结晶体是的材料的体积增加,它有效地填充土团粒间的空隙,使固化土变得致密起来。在电子显微镜下,可以看到土壤颗粒C-S-H凝胶包围,并相互连成一片,在土壤粒子之间形成一个牢固的网状结构体,从而提高了密实度,对抗压、抗渗、抗盐酸盐侵蚀等性能都大大提高。
一般粘土团表面带有大量的一介Na+,K+等,这些离子又具有极大的吸水性,水分的进入使得离子颗粒之间形成了松散的结合体,当固化剂与水作用产生大量的CaZ+,以及激发剂中含有的高阶阳离子,如Fe+,AP+等,由于具有较高的离子强度,与土颗粒中的Na+、K+、Ca+进行离子交换作用,使得粘土胶团表面E电位降低,胶团所吸附的双层减薄,电解质浓度增强、颗粒趋于凝聚,清除土壤中的液相和气相,生成的硫酸钙结晶体积膨胀而进一步填充孔隙,同时与针状结晶体相互交叉,形成链状和网状结构而紧密结合,从而提高了土壤的强度、耐水性和抗冻性。
Claims (1)
1.BEC土壤固化剂主要组成材料来源于广泛的硅、铝酸盐材料、高分子有机材料等,根据不同的土壤稳定、固化的要求,选用SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、CaCo3、CaSO4表面活性剂、碱性盐激活剂等进行合宜的组合,再进行混合细磨达到表面积为300-800平方纳米粉剂。制成的土壤固化剂适用于沙壤土、淤泥、风化砂、建筑垃圾、工业废渣等材料固化。固化体具有较好的整体性、水稳定性、耐候性,干收缩小,硬化快、不需要特别养护等特点。
土壤固化物的测试结果及对照表
1)土壤粒度、水分范围:
土壤粒度小于5mm
土壤水分含量:25%-35%
2)拌合物碾压时间
搅拌需要混合物均匀度达到80%以上,碾压时间控制在搅拌后的两小时之内;
3)强度试验
试验采用70.7mmX70.7mmX70.7mm标准制样,按照无侧限抗压强度测试。强度测试时间为制模后7天、30天。
4)浸泡试验
标准样制模14天干化后,进行浸泡试验,检验固化剂配比的抗浸泡能力。
5)抗冻能力试验
标准样制模14天干化后,浸泡一天,进行冷冻试验,检测抗冻融能力。
6)浸出毒性测试
标准样14天干化后,击碎浸泡24小时,进行测试,检测重金属、氰化物、氟化物等安全性。
土壤固化剂应用的安全性
土壤固化剂在水利建设中的应用,其无毒安全性是十分重要的。从上表可见,固化后毒性浸出液检测分析,水质符合渔业用水要求。
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CN109294589A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-02-01 | 西北农林科技大学 | 一种纳米土壤固化剂及其制备方法 |
CN112174746A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-01-05 | 赢享(宁夏)管理咨询有限公司 | 一种双溶性水溶枸溶多孔结构复合硅肥的生产工艺 |
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PB01 | Publication | ||
DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Shen Weimin Document name: Notification that Application Deemed to be Withdrawn |
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DD01 | Delivery of document by public notice | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160127 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |