CN108249794A - 一种用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂及其制备方法 - Google Patents

一种用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂及其制备方法 Download PDF

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田亮
吴其胜
诸华军
张长森
徐风广
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Yangcheng Institute of Technology
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B12/00—Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
    • C04B12/005—Geopolymer cements, e.g. reaction products of aluminosilicates with alkali metal hydroxides or silicates

Abstract

本发明公开了一种用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂及其制备方法，包括以下质量份数的组分：镍渣6‑14份、粉煤灰8‑16份、改性剂0.5‑1份、碱激发剂0.1‑0.4份、矿粉4‑10份，同时还公开了其制备方法；具有能够有效改善氯盐渍土的水稳定性，显著提高抗压强度和抗剪强度，同时增强抗变形性能的特点，并且制备方法简单快速，可满足沿海地区公路路基的施工建设要求。

Description

一种用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于土木工程领域，具体涉及一种用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂及其制备方法。
背景技术
我国东部沿海地区有相当面积分布着盐渍土，盐分以氯化物为主。由于滨海地区地下水位高、温度、空气湿度及降水存在较为明显的季节变化，土中的盐类(尤其是易溶性结晶盐)亦随环境发生相态和数量的变化，从而影响土的物理力学性质，降低土的强度，产生地基溶陷和路基沉降等工程问题，对道路建设极其不利。
近年来，国内外对盐渍土路基进行了研究，取得了大量的研究成果，并且集中于工程应用方面。其中，周琦等(周琦,韩文峰,邓安等.滨海盐渍土作公路路基填料试验研究[J].岩土工程学报,2006,28(9):1177-1180.)从滨海盐渍土的工程应用角度出发，利用石灰、水泥和新型高分子固化材料SH对其进行固化试验研究，并分析探讨了龄期、制样用水、浸泡用水和土中含盐量对固化盐渍土强度的影响及其水稳性。试验结果表明：滨海盐渍土经石灰、水泥和SH综合固化处理后，其强度和水稳性能达到规范要求，可以用作公路路基填料。中国发明专利(申请号：201510163575.X，一种聚丙烯纤维加筋盐渍土及其固化方法)采用聚丙烯纤维丝作加筋材料，在盐渍土中掺加少量石灰和粉煤灰，共同加筋固化盐渍土，使利用物理化学作用提高盐渍土的强度和抗变形能力，其缺陷在于，对于沿海地区地下水位和降水变化明显的地区，其水稳性有待进一步提高。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种适用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂及其制备方法，能够同时改善盐渍土的强度、抗变形能力和水稳性，并消除沿海地区公路建设中遇到的盐渍土路基的不利影响。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂，包括以下质量份数的组分：
粉煤灰6-14份；
镍渣8-16份；
改性剂0.5-1份；
碱激发剂0.1-0.4份；
矿粉4-10份；
所述碱激发剂采用NaOH或者硅酸钠。
作为优选的技术方案，所述的用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂，包括以下质量份数的组分：
粉煤灰8-10份；
镍渣10-14份；
改性剂0.6-0.8份；
碱激发剂0.1-0.2；
矿粉5-7份；
所述碱激发剂采用NaOH。
作为优选的技术方案，所述的用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂，包括以下质量份数的组分：
粉煤灰9份；
镍渣12份；
改性剂0.8份；
碱激发剂0.1份；
矿粉5份；
所述碱激发剂采用NaOH溶液。
作为优选的技术方案，所述改性剂采用乙二醇三乙醇胺。
用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一、按质量份数取粉煤灰、镍渣、改性剂和矿粉混合均匀，制得混合粉料A；
步骤二、按质量份数取碱激发剂加水制成碱激发剂溶液，再将所述碱激发剂溶液加
入步骤一中的混合粉料A中，得到混合料B，所述碱激发剂溶液和混合粉料A的质
量比为3:10-3:5；
步骤三、将所述步骤二中的混合料B静置反应，温度条件为20-25℃，反应时间为2h，得到固化剂B，得到所述用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂。
作为优选的技术方案，所述用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂所采用的改性剂为乙二醇三乙醇胺。
作为优选的技术方案，所述碱激发剂溶液和混合粉料A的质量比为2:5。
本发明的有益效果为：
与现有技术相比，本发明的，具有以下优点：
(1)传统无机胶凝材料成本较高，用工业废渣可降低成本，省掉了水泥这种需要高温煅烧的材料，又可以解决矿渣作为废弃物，堆积量大、占地多、严重污染环境等问题。这对于固体废弃物资源化利用，节能减排，构建资源节约型、环境友好型的的绿色生产过程意义重大；
(2)本发明采用乙二醇异丙醇胺与镍渣、粉煤灰、和矿粉等固化氯盐渍土，极大提高固化土的抗压强度和抗剪强度，同时增强了抗变形性能；
(3)本发明提供的固化剂成分简单，原料低廉，制备方法简单，制备条件限制少，施工方法简单快速，可用于沿海地域公路氯盐渍土路基处理和施工。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
下列实施例中所取盐渍土均取自江苏滨海地区盐城段深坑，盐渍土的基本物理性质见表1，盐渍土的离子成分组成见表2。
表1盐渍土的基本物理性质指标
表2盐渍土中离子成分组成
实施例1
按照以下质量分数称取各原料：粉煤灰6份、镍渣8份、乙二醇异丙醇胺0.5份、碱激发剂0.1份、矿粉4份，其中碱激发剂采用NaOH。
制备方法
用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一、按质量份数取粉煤灰、镍渣、改性剂和矿粉混合均匀，制得混合粉料A；
步骤二、按质量份数取碱激发剂加水制成碱激发剂溶液，再将所述碱激发剂溶液加
入步骤一中的混合粉料A中，得到混合料B，所述碱激发剂溶液和混合粉料A的质
量比为3:10；
步骤三、将所述步骤二中的混合料B静置反应，温度条件为20℃，反应时间为2h，得到固化剂B，得到所述用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂。
实施例2
按照以下质量分数称取各原料：粉煤灰14份、镍渣16份、乙二醇三乙醇胺1份、碱激发剂0.4份、矿粉10份，其中碱激发剂采用硅酸钠。
制备方法
用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一、按质量份数取粉煤灰、镍渣、改性剂和矿粉混合均匀，制得混合粉料A；
步骤二、按质量份数取碱激发剂加水制成碱激发剂溶液，再将所述碱激发剂溶液加
入步骤一中的混合粉料A中，得到混合料B，所述碱激发剂溶液和混合粉料A的质
量比为3:5；
步骤三、将所述步骤二中的混合料B静置反应，温度条件为25℃，反应时间为2h，得到固化剂B，得到所述用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂。
实施例3
按照以下质量分数称取各原料：粉煤灰8份、镍渣10份、乙二醇异丙醇胺0.6份、碱激发剂0.2份、矿粉5份。
制备方法同实施例1。
实施例4
按照以下质量分数称取各原料：粉煤灰10份、镍渣14份、乙二醇三乙醇胺0.8份、碱激发剂0.1份、矿粉7份，其中碱激发剂采用硅酸钠。
制备方法同实施例2。
实施例5
按照以下质量分数称取各原料：粉煤灰9份、镍渣12份、乙二醇异丙醇胺0.8份、碱激发剂0.1份、矿粉5份，其中碱激发剂采用NaOH。
制备方法
用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一、按质量份数取粉煤灰、镍渣、改性剂和矿粉混合均匀，制得混合粉料A；
步骤二、按质量份数取碱激发剂加水制成碱激发剂溶液，再将所述碱激发剂溶液加
入步骤一中的混合粉料A中，得到混合料B，所述碱激发剂溶液和混合粉料A的质
量比为2:5；
步骤三、将所述步骤二中的混合料B静置反应，温度条件为25℃，反应时间为2h，得到固化剂B，得到所述用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂。
上述实施例1-5中的盐渍土固化后，进行施工养护，其中在第7天和第28天的养护过程中取样进行无侧限抗压强度(浸水)、无侧限抗压强度(未浸水)，以测试固化处理后的盐渍土的强度和水稳性。测试结果详见表3。
表3实施例1-5中养生龄期无侧限抗压强度和水稳定性
从表3中可以看出，采用实施例1-5的技术方案，盐渍土的水稳定性显著增强。同时，从各水稳定性值可以看出固化后的盐渍土的承载能力和抵抗变形能力均十分优异。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
粉煤灰 6-14份；
镍渣 8-16份；
改性剂 0.5-1份；
碱激发剂 0.1-0.4份；
矿粉 4-10份；
所述碱激发剂采用NaOH或者硅酸钠。
2.根据权利要求1所述的用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
粉煤灰 8-10份；
镍渣 10-14份；
改性剂 0.6-0.8份；
碱激发剂 0.1-0.2；
矿粉 5-7份；
所述碱激发剂采用NaOH。
3.根据权利要求1或2所述的用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
粉煤灰 9份；
镍渣 12份；
改性剂 0.8份；
碱激发剂 0.1份；
矿粉 5份；
所述碱激发剂采用NaOH溶液。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂，其特征在于，所述改性剂采用乙二醇三乙醇胺。
5.如权利要求1-3任一项所述的用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤一、按质量份数取粉煤灰、镍渣、改性剂和矿粉混合均匀，制得混合粉料A；
步骤二、按质量份数取碱激发剂加水制成碱激发剂溶液，再将所述碱激发剂溶液加入步骤一中的混合粉料A中，得到混合料B，所述碱激发剂溶液和混合粉料A的质量比为3:10-3:5；
步骤三、将所述步骤二中的混合料B静置反应，温度条件为20-25℃，反应时间为2h，得到固化剂B，得到所述用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂。
6.根据权利要求5所述的用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂的制备方法，其特征在于，所述用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂所采用的改性剂为乙二醇三乙醇胺。
7.根据权利要求5或6所述的用于沿海地区氯盐渍土路基处理的固化剂的制备方法，其特征在于，所述碱激发剂溶液和混合粉料A的质量比为2:5。
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