CN108409081B - 一种固化用淤泥添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固化用淤泥添加剂及其制备方法，属于添加剂制备技术领域。所述的固化用淤泥添加剂，包括以下原料：聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、325号水泥、425号水泥、高炉矿渣粉、粉煤灰、铝酸钠、石膏、有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3‑丁二醇；所述的固化用淤泥添加剂是经过制备主料，制备改性料后将主料和改性料混合后制得。本发明制备得到的固化用淤泥添加剂固化后的淤泥质量好，固化效率高。
Description
技术领域
本发明属于添加剂制备技术领域，具体涉及一种固化用淤泥添加剂及其制备方法。
背景技术
固化土是在土体中加入外加剂，能够与土发生一系列物理、化学反应，使土固化，改善土的物理、力学性能，减小土的水敏感性和提高土的水稳性。其适用范围广、性能优越，适用于各类地基土的加固；固化土强度可以调整，能满足不同工程要求，加固土早期强度高，有利于加快施工进度；就地取材，减少砂石采用量，减少环境破坏等。目前国内主要沿用水泥、石灰、粉煤灰或者这些材料的简单混合物作为固化材料，此类传统的固化材料一般都早期强度不高、强度的调节范围小，水稳定性差。此类传统的固化材料一般都早期强度不高、强度的调节范围小，水稳性差，虽然国内也有新的土壤固化剂的相关报道，现有的固化剂大都无法处理高含水量和高有机质含量的酸性淤泥质土。
中国专利申请文献“淤泥快速固化材料(公开号：102241501A)”公开了一种淤泥快速固化材料，具体说，是用来对淤泥进行固化处理过程中加入到淤泥中的添加剂，其特点是由高分子材料、水泥、炉灰、铝氧化熟料和石膏等重量份数的原料均匀混合而成。其中的高分子材料是聚丙烯酸钠或聚丙烯酸钾，水泥是 325号水泥或425号水泥，炉灰是高炉矿渣粉或粉煤灰，铝氧熟料是铝酸钠为主要成分的烧结物，采用这种材料对淤泥进行固化处理，可提高固化速度和效率，但是其固化后的淤泥质量无法满足实际使用时的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种固化用淤泥添加剂及其制备方法，以解决在专利申请文献“淤泥快速固化材料(公开号：102241501A)”公开的固化用淤泥添加剂的基础上，如何优化组分、用量、方法等，提高固化用淤泥添加剂固化质量的问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种固化用淤泥添加剂，包括以下原料：聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、325号水泥、425号水泥、高炉矿渣粉、粉煤灰、铝酸钠、石膏、有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3-丁二醇；
所述成型改性助剂，以重量份为单位，包括以下原料：物质的量浓度为 1.5-3.5mol/L的壳聚糖溶液15-25份、质量分数为0.5-1.5％的乙酸溶液8-16份、 N,N-二环己基碳二亚胺4-8份、聚乙烯吡咯烷酮2-6份、磺酸木质素1-5份、蒸馏水4-8份、纳米二氧化钛4-9份、异丙醇2-7份、溴化十二烷4-8份、物质的量浓度为0.5-1.5mol/L的盐酸溶液4-8份、二苯基甲烷二异氰酸酯3-9份、聚乙二醇3-8份、羟基乙酸2-6份、乙醛3-5份、硼氢化钠4-8份；
所述的有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3-丁二醇重量比为(3-6)：(2-5)：(12-24)：(20-30)：(1-4)。
进一步的，所述的有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、 1,3-丁二醇重量比为4.6：3.5：19.7：25.6：2.7。
进一步的，以重量份为单位，包括以下原料：聚丙烯酸钠1-2份、聚丙烯酸钾1-2份、325号水泥30-40份、425号水泥30-40份、高炉矿渣粉60-70份、粉煤灰60-70份、铝酸钠1.5-2份、石膏3-6份、有机累托石3-6份、纳米碳酸钙 2-5份、聚羧基丁酸酯12-24份、成型改性助剂20-30份、1,3-丁二醇1-4份。
进一步的，所述成型改性助剂按如下工艺进行制备：将物质的量浓度为 1.5-3.5mol/L的壳聚糖溶液加入质量分数为0.5-1.5％的乙酸溶液中于 650-850r/min转速搅拌20-40min，调节pH至11-13，沉淀，过滤，然后向滤饼中加入N,N-二环己基碳二亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、磺酸木质素和蒸馏水混合均匀，于氮气保护下，与850-1050r/min转速搅拌1-3h，冷却至室温得到物料a；将纳米二氧化钛和异丙醇混合均匀，升温至60-80℃，保温5-15min，接着加入溴化十二烷混合均匀，于650-850r/min转速搅拌20-40min得到物料b；将物料a、物料b、物质的量浓度为0.5-1.5mol/L的盐酸溶液、二苯基甲烷二异氰酸酯和聚乙二醇混合均匀，于450-650r/min转速搅拌20-40min，调节pH至4.5-5.5，然后加入羟基乙酸和乙醛混合均匀，升温至60-80℃，保温15-35min，调节pH至 4.0-5.0，加入硼氢化钠混合均匀，升温至650-850r/min转速搅拌20-40min，调节 pH至9.5-10.5，冷却至室温得到成型改性助剂。
本发明还提供一种固化用淤泥添加剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、325号水泥、425号水泥、高炉矿渣粉、粉煤灰、铝酸钠、石膏混合均匀，于1500-2500r/min转速搅拌10-30min，冷却至室温得到基料；
S2：将聚羧基丁酸酯和成型改性助剂升温至60-70℃，保温20-40min，接着加入有机累托石和纳米碳酸钙混合均匀，于850-1050r/min转速搅拌1-2h，然后继续升温至80-90℃，保温5-15min，接着加入1,3-丁二醇混合均匀，于 2500-3500r/min转速搅拌5-15min，冷却至室温得到改性料；
S3：将S1得到的基料升温至110-130℃，保温20-30min，然后加入S2得到的改性料，降温至70-80℃，保温1-2h，于650-850r/min转速搅拌1-2h，冷却至室温得到固化用淤泥添加剂。
本发明具有以下有益效果：
(1)由实施例1-3和对比例7的数据可见，实施例1-3制得的固化用淤泥添加剂的强度显著高于对比例7制得的封装材料的强度；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-6的数据可见，有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3-丁二醇在制备固化用淤泥添加剂中起到了协同作用，协同提高了固化用淤泥添加剂的强度；这是：
其中有机累托石和纳米碳酸钙作为强度补强填料具有优异的强度，且具有多孔性，其表面的羟基含量也很多，在补强体系中作为强度补强填料可提高添加剂在固化淤泥后能够提高淤泥的强度，成型改性助剂以壳聚糖为主料，利用了N,N- 二环己基碳二亚胺、聚乙烯吡咯烷酮和磺酸木质素增粘性，以溴化十二烷对纳米二氧化钛进行表面烷基化改性，实现了纳米二氧化钛表面的羟基被烷基化反应，并在酸性条件下，通过醇酸缩合反应后，实现与硼氢化钠以及壳聚糖的有效结合，赋予了成型改性助剂优异的增粘性能；1,3-丁二醇作为接枝改性剂，其能够对有机累托石和纳米碳酸钙表面的羟基进行接枝改性，并实现了机累托石和纳米碳酸钙填充到粘结剂聚羧基丁酸酯中，实现了与聚羧基丁酸酯表面的不饱和键进行结合，而作为补强体系的增粘固化基料，实现了淤泥固化后强度的强度以及淤泥固化效率的提高。
(3)由对比例7-8的数据可见，有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3-丁二醇的重量比不在(3-6)：(2-5)：(12-24)：(20-30)： (1-4)范围内时，制得的固化用淤泥添加剂的强度数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值。本发明的有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3-丁二醇作为补强体系，实施例1-3控制制备固化用淤泥添加剂时通过添加有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、 1,3-丁二醇的重量比为(3-6)：(2-5)：(12-24)：(20-30)：(1-4)，实现在补强体系中利用有机累托石、纳米碳酸钙具有优异的强度，其能在1,3-丁二醇的接枝改性作用下，填充到聚羧基丁酸酯中，实现对聚羧基丁酸酯强度的补强，进一步有效提高封装材料的强度，成型改性助剂具有优异的增粘性能，与有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、1,3-丁二醇作为补强改性体系共同作用于淤泥固化用添加剂中以提高添加剂的固化效率以及固化质量。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述固化用淤泥添加剂，以重量份为单位，包括以下原料：聚丙烯酸钠1-2份、聚丙烯酸钾1-2份、325号水泥30-40份、425号水泥30-40份、高炉矿渣粉60-70份、粉煤灰60-70份、铝酸钠1.5-2份、石膏3-6份、有机累托石3-6份、纳米碳酸钙2-5份、聚羧基丁酸酯12-24份、成型改性助剂20-30份、 1,3-丁二醇1-4份。
所述成型改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将15-25份物质的量浓度为1.5-3.5mol/L的壳聚糖溶液加入8-16份质量分数为0.5-1.5％的乙酸溶液中于 650-850r/min转速搅拌20-40min，调节pH至11-13，沉淀，过滤，然后向滤饼中加入4-8份N,N-二环己基碳二亚胺、2-6份聚乙烯吡咯烷酮、1-5份磺酸木质素和4-8份蒸馏水混合均匀，于氮气保护下，与850-1050r/min转速搅拌1-3h，冷却至室温得到物料a；将4-9份纳米二氧化钛和2-7份异丙醇混合均匀，升温至60-80℃，保温5-15min，接着加入4-8份溴化十二烷混合均匀，于650-850r/min 转速搅拌20-40min得到物料b；将物料a、物料b、4-8份物质的量浓度为 0.5-1.5mol/L的盐酸溶液、3-9份二苯基甲烷二异氰酸酯和3-8份聚乙二醇混合均匀，于450-650r/min转速搅拌20-40min，调节pH至4.5-5.5，然后加入2-6份羟基乙酸和3-5份乙醛混合均匀，升温至60-80℃，保温15-35min，调节pH至4.0-5.0，加入4-8份硼氢化钠混合均匀，升温至650-850r/min转速搅拌20-40min，调节 pH至9.5-10.5，冷却至室温得到成型改性助剂。
所述固化用淤泥添加剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、325号水泥、425号水泥、高炉矿渣粉、粉煤灰、铝酸钠、石膏混合均匀，于1500-2500r/min转速搅拌10-30min，冷却至室温得到基料；
S2：将聚羧基丁酸酯和成型改性助剂升温至60-70℃，保温20-40min，接着加入有机累托石和纳米碳酸钙混合均匀，于850-1050r/min转速搅拌1-2h，然后继续升温至80-90℃，保温5-15min，接着加入1,3-丁二醇混合均匀，于 2500-3500r/min转速搅拌5-15min，冷却至室温得到改性料；
S3：将S1得到的基料升温至110-130℃，保温20-30min，然后加入S2得到的改性料，降温至70-80℃，保温1-2h，于650-850r/min转速搅拌1-2h，冷却至室温得到固化用淤泥添加剂。
实施例1
一种固化用淤泥添加剂，以重量份为单位，包括以下原料：聚丙烯酸钠1.4 份、聚丙烯酸钾1.5份、325号水泥35份、425号水泥34.6份、高炉矿渣粉66.7 份、粉煤灰64.8份、铝酸钠1.7份、石膏4.8份、有机累托石4.6份、纳米碳酸钙3.5份、聚羧基丁酸酯19.7份、成型改性助剂25.6份、1,3-丁二醇2.7份。
所述成型改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将18.3份物质的量浓度为2.3mol/L的壳聚糖溶液加入11.6份质量分数为0.9％的乙酸溶液中于789r/min 转速搅拌32min，调节pH至12.3，沉淀，过滤，然后向滤饼中加入5.8份N,N- 二环己基碳二亚胺、4.1份聚乙烯吡咯烷酮、3.2份磺酸木质素和5.6份蒸馏水混合均匀，于氮气保护下，与976r/min转速搅拌1.7h，冷却至室温得到物料a；将 6.2份纳米二氧化钛和4.3份异丙醇混合均匀，升温至72℃，保温7.2min，接着加入5.2份溴化十二烷混合均匀，于742r/min转速搅拌31.6min得到物料b；将物料a、物料b、6.2份物质的量浓度为0.8mol/L的盐酸溶液、4.6份二苯基甲烷二异氰酸酯和5.3份聚乙二醇混合均匀，于589r/min转速搅拌32.4min，调节pH 至4.9，然后加入3.6份羟基乙酸和4.2份乙醛混合均匀，升温至74℃，保温 26.5min，调节pH至4.3，加入6.3份硼氢化钠混合均匀，升温至768r/min转速搅拌31min，调节pH至9.8，冷却至室温得到成型改性助剂。
所述固化用淤泥添加剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、325号水泥、425号水泥、高炉矿渣粉、粉煤灰、铝酸钠、石膏混合均匀，于1865r/min转速搅拌22min，冷却至室温得到基料；
S2：将聚羧基丁酸酯和成型改性助剂升温至63℃，保温34min，接着加入有机累托石和纳米碳酸钙混合均匀，于986r/min转速搅拌1.2h，然后继续升温至83℃，保温12.6min，接着加入1,3-丁二醇混合均匀，于2896r/min转速搅拌 12min，冷却至室温得到改性料；
S3：将S1得到的基料升温至124℃，保温23min，然后加入S2得到的改性料，降温至74℃，保温1.3h，于784r/min转速搅拌1.3h，冷却至室温得到固化用淤泥添加剂。
实施例2
一种固化用淤泥添加剂，以重量份为单位，包括以下原料：聚丙烯酸钠1 份、聚丙烯酸钾2份、325号水泥30份、425号水泥40份、高炉矿渣粉60份、粉煤灰70份、铝酸钠1.5份、石膏6份、有机累托石3份、纳米碳酸钙5份、聚羧基丁酸酯12份、成型改性助剂30份、1,3-丁二醇1份。
所述成型改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将15份物质的量浓度为3.5mol/L的壳聚糖溶液加入8份质量分数为1.5％的乙酸溶液中于650r/min转速搅拌40min，调节pH至11，沉淀，过滤，然后向滤饼中加入8份N,N-二环己基碳二亚胺、2份聚乙烯吡咯烷酮、5份磺酸木质素和4份蒸馏水混合均匀，于氮气保护下，与1050r/min转速搅拌1h，冷却至室温得到物料a；将9份纳米二氧化钛和2份异丙醇混合均匀，升温至80℃，保温5min，接着加入8份溴化十二烷混合均匀，于650r/min转速搅拌40min得到物料b；将物料a、物料b、4份物质的量浓度为1.5mol/L的盐酸溶液、3份二苯基甲烷二异氰酸酯和8份聚乙二醇混合均匀，于450r/min转速搅拌40min，调节pH至4.5，然后加入2份羟基乙酸和5份乙醛混合均匀，升温至60℃，保温35min，调节pH至4.0，加入8 份硼氢化钠混合均匀，升温至650r/min转速搅拌40min，调节pH至9.5，冷却至室温得到成型改性助剂。
所述固化用淤泥添加剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、325号水泥、425号水泥、高炉矿渣粉、粉煤灰、铝酸钠、石膏混合均匀，于1500r/min转速搅拌30min，冷却至室温得到基料；
S2：将聚羧基丁酸酯和成型改性助剂升温至60℃，保温40min，接着加入有机累托石和纳米碳酸钙混合均匀，于850r/min转速搅拌2h，然后继续升温至 80℃，保温15min，接着加入1,3-丁二醇混合均匀，于2500r/min转速搅拌15min，冷却至室温得到改性料；
S3：将S1得到的基料升温至110℃，保温30min，然后加入S2得到的改性料，降温至70℃，保温2h，于650r/min转速搅拌2h，冷却至室温得到固化用淤泥添加剂。
实施例3
一种固化用淤泥添加剂，以重量份为单位，包括以下原料：聚丙烯酸钠2 份、聚丙烯酸钾1份、325号水泥40份、425号水泥30份、高炉矿渣粉70份、粉煤灰60份、铝酸钠1.5份、石膏6份、有机累托石3份、纳米碳酸钙5份、聚羧基丁酸酯12份、成型改性助剂30份、1,3-丁二醇1份。
所述成型改性助剂按如下工艺进行制备：按重量份将25份物质的量浓度为1.5mol/L的壳聚糖溶液加入16份质量分数为0.5％的乙酸溶液中于850r/min转速搅拌20min，调节pH至13，沉淀，过滤，然后向滤饼中加入4份N,N-二环己基碳二亚胺、6份聚乙烯吡咯烷酮、1份磺酸木质素和8份蒸馏水混合均匀，于氮气保护下，与850r/min转速搅拌3h，冷却至室温得到物料a；将4份纳米二氧化钛和7份异丙醇混合均匀，升温至60℃，保温15min，接着加入4份溴化十二烷混合均匀，于850r/min转速搅拌20min得到物料b；将物料a、物料b、8份物质的量浓度为0.5mol/L的盐酸溶液、9份二苯基甲烷二异氰酸酯和3份聚乙二醇混合均匀，于650r/min转速搅拌20min，调节pH至5.5，然后加入2份羟基乙酸和5份乙醛混合均匀，升温至60℃，保温35min，调节pH至4.0，加入8份硼氢化钠混合均匀，升温至650r/min转速搅拌40min，调节pH至9.5，冷却至室温得到成型改性助剂。
所述固化用淤泥添加剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、325号水泥、425号水泥、高炉矿渣粉、粉煤灰、铝酸钠、石膏混合均匀，于2500r/min转速搅拌10min，冷却至室温得到基料；
S2：将聚羧基丁酸酯和成型改性助剂升温至70℃，保温20min，接着加入有机累托石和纳米碳酸钙混合均匀，于1050r/min转速搅拌1h，然后继续升温至 90℃，保温5min，接着加入1,3-丁二醇混合均匀，于3500r/min转速搅拌5min，冷却至室温得到改性料；
S3：将S1得到的基料升温至130℃，保温20min，然后加入S2得到的改性料，降温至80℃，保温1h，于850r/min转速搅拌1h，冷却至室温得到固化用淤泥添加剂。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备固化用淤泥添加剂的原料中缺少有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3-丁二醇。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备固化用淤泥添加剂的原料中缺少有机累托石。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备固化用淤泥添加剂的原料中缺少纳米碳酸钙。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备固化用淤泥添加剂的原料中缺少聚羧基丁酸酯。
对比例5
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备固化用淤泥添加剂的原料中缺少成型改性助剂。
对比例6
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备固化用淤泥添加剂的原料中缺少1,3-丁二醇。
对比例7
采用中国专利申请文献“淤泥快速固化材料(公开号：102241501A)”中具体实施例1-3所述的方法制备固化用淤泥添加剂。
对比例8
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备固化用淤泥添加剂的原料中有机累托石为2份、纳米碳酸钙为6份、聚羧基丁酸酯为11份、成型改性助剂为32份、1,3-丁二醇为6份。
对比例9
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备固化用淤泥添加剂的原料中有机累托石为7份、纳米碳酸钙为1份、聚羧基丁酸酯为26份、成型改性助剂为18份、1,3-丁二醇为6份。
对比例10
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备固化用淤泥添加剂的原料中有机累托石为2份、纳米碳酸钙为6份、聚羧基丁酸酯为26份、成型改性助剂为18份、1,3-丁二醇为0.8份。
对实施例1-3和对比例1-10制得的产品进行强度测试，结果如下表所示。
注：60天平均强度测试：去除淤泥杂质后称取600g淤泥，加入上述实施例 1-3和对比例1-10中的添加剂，混合后制成3个直径39.1mm，高80mm的圆柱体，检测标准养护60天的平均强度。
由上表可知：(1)由实施例1-3和对比例7的数据可见，实施例1-3制得的固化用淤泥添加剂的强度显著高于对比例7制得的封装材料的强度；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-6的数据可见，有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3-丁二醇在制备固化用淤泥添加剂中起到了协同作用，协同提高了固化用淤泥添加剂的强度；这是：
其中有机累托石和纳米碳酸钙作为强度补强填料具有优异的强度，且具有多孔性，其表面的羟基含量也很多，在补强体系中作为强度补强填料可提高添加剂在固化淤泥后能够提高淤泥的强度，成型改性助剂以壳聚糖为主料，利用了N,N- 二环己基碳二亚胺、聚乙烯吡咯烷酮和磺酸木质素增粘性，以溴化十二烷对纳米二氧化钛进行表面烷基化改性，实现了纳米二氧化钛表面的羟基被烷基化反应，并在酸性条件下，通过醇酸缩合反应后，实现与硼氢化钠以及壳聚糖的有效结合，赋予了成型改性助剂优异的增粘性能；1,3-丁二醇作为接枝改性剂，其能够对有机累托石和纳米碳酸钙表面的羟基进行接枝改性，并实现了机累托石和纳米碳酸钙填充到粘结剂聚羧基丁酸酯中，实现了与聚羧基丁酸酯表面的不饱和键进行结合，而作为补强体系的增粘固化基料，实现了淤泥固化后强度的强度以及淤泥固化效率的提高。
(3)由对比例7-8的数据可见，有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3-丁二醇的重量比不在(3-6)：(2-5)：(12-24)：(20-30)： (1-4)范围内时，制得的固化用淤泥添加剂的强度数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值。本发明的有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3-丁二醇作为补强体系，实施例1-3控制制备固化用淤泥添加剂时通过添加有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3-丁二醇的重量比为(3-6)：(2-5)：(12-24)：(20-30)：(1-4)，实现在补强体系中利用有机累托石、纳米碳酸钙具有优异的强度，其能在1,3-丁二醇的接枝改性作用下，填充到聚羧基丁酸酯中，实现对聚羧基丁酸酯强度的补强，进一步有效提高封装材料的强度，成型改性助剂具有优异的增粘性能，与有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、1,3-丁二醇作为补强改性体系共同作用于淤泥固化用添加剂中以提高添加剂的固化效率以及固化质量。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (5)
1.一种固化用淤泥添加剂，其特征在于，包括以下原料：聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、325号水泥、425号水泥、高炉矿渣粉、粉煤灰、铝酸钠、石膏、有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3-丁二醇；
所述成型改性助剂，以重量份为单位，包括以下原料：物质的量浓度为1.5-3.5mol/L的壳聚糖溶液15-25份、质量分数为0.5-1.5%的乙酸溶液8-16份、N,N-二环己基碳二亚胺4-8份、聚乙烯吡咯烷酮2-6份、磺酸木质素1-5份、蒸馏水4-8份、纳米二氧化钛4-9份、异丙醇2-7份、溴化十二烷4-8份、物质的量浓度为0.5-1.5mol/L的盐酸溶液4-8份、二苯基甲烷二异氰酸酯3-9份、聚乙二醇3-8份、羟基乙酸2-6份、乙醛3-5份、硼氢化钠4-8份；
所述的有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3-丁二醇重量比为（3-6）：（2-5）：（12-24）：（20-30）：（1-4）。
2.根据权利要求1所述的固化用淤泥添加剂，其特征在于，所述的有机累托石、纳米碳酸钙、聚羧基丁酸酯、成型改性助剂、1,3-丁二醇重量比为4.6：3.5：19.7：25.6：2.7。
3.根据权利要求1所述的固化用淤泥添加剂，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：聚丙烯酸钠1-2份、聚丙烯酸钾1-2份、325号水泥30-40份、425号水泥30-40份、高炉矿渣粉60-70份、粉煤灰60-70份、铝酸钠1.5-2份、石膏3-6份、有机累托石3-6份、纳米碳酸钙2-5份、聚羧基丁酸酯12-24份、成型改性助剂20-30份、1,3-丁二醇1-4份。
4.根据权利要求1所述的固化用淤泥添加剂，其特征在于，所述成型改性助剂按如下工艺进行制备：将物质的量浓度为1.5-3.5mol/L的壳聚糖溶液加入质量分数为0.5-1.5%的乙酸溶液中于650-850r/min转速搅拌20-40min，调节pH至11-13，沉淀，过滤，然后向滤饼中加入N,N-二环己基碳二亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、磺酸木质素和蒸馏水混合均匀，于氮气保护下，于850-1050r/min转速搅拌1-3h，冷却至室温得到物料a；将纳米二氧化钛和异丙醇混合均匀，升温至60-80℃，保温5-15min，接着加入溴化十二烷混合均匀，于650-850r/min转速搅拌20-40min得到物料b；将物料a、物料b、物质的量浓度为0.5-1.5mol/L的盐酸溶液、二苯基甲烷二异氰酸酯和聚乙二醇混合均匀，于450-650r/min转速搅拌20-40min，调节pH至4.5-5.5，然后加入羟基乙酸和乙醛混合均匀，升温至60-80℃，保温15-35min，调节pH至4.0-5.0，加入硼氢化钠混合均匀，在650-850r/min转速搅拌20-40min，调节pH至9.5-10.5，冷却至室温得到成型改性助剂。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的固化用淤泥添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、325号水泥、425号水泥、高炉矿渣粉、粉煤灰、铝酸钠、石膏混合均匀，于1500-2500r/min转速搅拌10-30min，冷却至室温得到基料；
S2：将聚羧基丁酸酯和成型改性助剂升温至60-70℃，保温20-40min，接着加入有机累托石和纳米碳酸钙混合均匀，于850-1050r/min转速搅拌1-2h，然后继续升温至80-90℃，保温5-15min，接着加入1,3-丁二醇混合均匀，于2500-3500r/min转速搅拌5-15min，冷却至室温得到改性料；
S3：将S1得到的基料升温至110-130℃，保温20-30min，然后加入S2得到的改性料，降温至70-80℃，保温1-2h，于650-850r/min转速搅拌1-2h，冷却至室温得到固化用淤泥添加剂。
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