CN114804807A - 一种全固废软基淤泥固化粉料及其制备方法 - Google Patents

一种全固废软基淤泥固化粉料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114804807A
CN114804807A CN202210082148.9A CN202210082148A CN114804807A CN 114804807 A CN114804807 A CN 114804807A CN 202210082148 A CN202210082148 A CN 202210082148A CN 114804807 A CN114804807 A CN 114804807A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
parts
slag powder
amine type
alcohol amine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210082148.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114804807B (zh
Inventor
熊威
房杰
桂进
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfang Yuhong Sand Powder Technology Group Co ltd
Original Assignee
Dongfang Yuhong Sand Powder Technology Group Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfang Yuhong Sand Powder Technology Group Co ltd filed Critical Dongfang Yuhong Sand Powder Technology Group Co ltd
Priority to CN202210082148.9A priority Critical patent/CN114804807B/zh
Publication of CN114804807A publication Critical patent/CN114804807A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114804807B publication Critical patent/CN114804807B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26—Silicates of the alkali metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/0481—Other specific industrial waste materials not provided for elsewhere in C04B18/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141—Slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141—Slags
    • C04B18/142—Steelmaking slags, converter slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/14—Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
    • C04B22/142—Sulfates
    • C04B22/143—Calcium-sulfate
    • C04B22/145—Gypsum from the desulfuration of flue gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/14—Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
    • C04B22/142—Sulfates
    • C04B22/143—Calcium-sulfate
    • C04B22/146—Calcium-sulfate other waste Ca-sulfate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00732—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for soil stabilisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

本发明属于材料制备领域，公开了一种全固废软基淤泥固化粉料及其制备方法。该粉料包括以重量分数计的以下组分：电石渣粉、矿渣粉、石膏、硅酸钠、无机增效剂和阳离子醇胺型高分子活化剂。本发明的目的就是采用钙矾石反应机理选择原材料和改性原材料，进而大大提高软土的承载力。

Description

一种全固废软基淤泥固化粉料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料制备领域，更具体地，涉及一种全固废软基淤泥固化粉料及其制备方法。
背景技术
软土是指承载力低、孔隙比大、含水量高、压缩量高的一类土壤。对软土地基进行加固处理已经成为工程建设和维护的热点课题之一。软土加固处理方法有多种，如压实加固、热处理加固和化学加固等，其中，化学加固(固化剂加固软土)因其成本较低、施工相对简单，已成为目前应用较多的软土加固处理手段。
目前化学加固使用的固化剂主要是水泥，而生产一吨水泥就要排放约1吨CO2，对环境的污染相当严重。且水泥加固软粘土强度较低，不环保(水泥浆体呈强碱性，pH值一般大于12，不利于环境保护)，不经济。普通硅酸盐水泥水化后体积收缩，易在固化土中形成裂缝，在特定地层如泥炭质土、高含盐地层等加固效果差，已造成许多工程事故。最大限度的利用工业废渣生产绿色低碳建材是当今材料业的一个研究主体。
目前已公开的专利均只是单纯的通过碱激发工业废渣活性，产生胶凝材料固化土壤，而采用的碱激发剂多为水泥或石灰等需要煅烧高能耗高碳排放的原料，所以生产的产品成本高，且不环保。如：(1)专利CN109485368B一种高含水率软土固化剂及其应用公开了以硫铝酸盐水泥熟料、石膏和石灰、普通硅酸盐水泥为主材的软土固化剂，该专利的不足是大量使用熟料、水泥和石灰，成本较高，且原料需要煅烧，能耗大不环保；(2)专利CN103275730B含钡硫铝酸盐软土固化剂及其制备方法公开了以含钡硫铝酸盐熟料、煅烧石膏、石灰、粉煤灰等为主材的软土固化剂，其同样有成本高和原料能耗高的问题；(3)专利CN107572990B一种低成本高效软土固化剂及其制备方法与应用，其以微观机理研究为基础参考对原料进行筛选、工艺进行设计，逻辑思路清晰，产品成本较低，但为增加反应中的氧化钙，原料中加入生石灰，同时在使用工艺中提高搅拌反应温度，石膏为湿石膏，该工艺在实际生产中实现难度极大，容易大致糊磨板结，破坏设备，同时反应温度过高，安全性差。
因此，为解决目前软土加固处理方法存在的问题，以及想要最大限度的利用工业废渣生产绿色低碳建材的目标，亟待提出一种新的、可替代水泥的用于软土加固处理的固化剂。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种全固废软基淤泥固化粉料及其制备方法。本发明的目的就是采用钙矾石反应机理选择原材料和改性原材料，进而大大提高软土的承载力。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种全固废软基淤泥固化粉料，电石渣粉、矿渣粉、石膏、硅酸钠、无机增效剂和阳离子醇胺型高分子活化剂。
根据本发明，优选地，该粉料包括以重量分数计的以下组分：电石渣粉30～60份、矿渣粉10～30份、石膏2～30份、硅酸钠0.5～1.5份、无机增效剂1～4份和阳离子醇胺型高分子活化剂0.002～0.17份。
根据本发明，优选地，该粉料还包括磨细粉煤灰、磨细钢渣粉和硫酸钠。
根据本发明，优选地，该粉料包括以重量分数计的以下组分：电石渣粉30～60份、矿渣粉10～30份、石膏2～30份、硅酸钠0.5～1.5份、无机增效剂1～4份和阳离子醇胺型高分子活化剂0.002～0.18份，以及磨细粉煤灰5～30份、磨细钢渣粉3～20份和硫酸钠1～3份。
在本发明中，“阳离子醇胺型高分子活化剂0.002～0.18份”包括“粉磨粉煤灰使用的阳离子醇胺型高分子活化剂的用量”和“与整个粉料组分混合的阳离子醇胺型高分子活化剂的用量”。
本发明的作用机理：
大部分土壤颗粒表面带负电性，目前水泥的水化产物包括水化硅酸钙、水化铝酸钙、硫铝酸钙等。其中：水化硅酸钙带负电性，因此在土壤颗粒表面吸附较难，与土壤颗粒间的界面粘结较差；水化铝酸钙与硫铝酸钙带正电性，会吸附于土壤颗粒表面，与土壤颗粒间的界面粘结较好；除此之外，硫铝酸钙尤其是三硫型硫铝酸钙即钙矾石为针状结构，比表面积明显高于其他水化产物。
因此，本发明的目的就是采用钙矾石反应机理选择原材料和改性原材料，经反应形成钙矾石结构，并将反应形成的钙矾石代替水泥作为固化剂吸附于土壤颗粒表面，并形成大量针状结构，进而大大增加土壤颗粒的比表面积，从而使大量自由水分吸附于土壤颗粒表面变成吸附水，水分对土壤颗粒的润滑作用减小，土壤颗粒间的摩擦大大提高，软土的承载力也因此得以提高。软土含水率越高，钙矾石微观结构对土壤固化剂的固化效果贡献越大。
在本发明中，
磨细粉煤灰、磨细钢渣粉、矿渣粉的主要活性组分均包括Al2O3和SiO2。另外，三者各自还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3等硅铝质矿物；
电石渣粉的主要活性组分包括Ca(OH)2；
石膏的主要活性组分包括硫酸钙。
本发明的水化反应过程包括如下反应方程式：
Ca(OH)2+SiO2+nH2O→C-S-H (1)
C-S-H+SiO2+nH2O→C-S-H (2)
3CaO·Al2O3·6H2O+xSiO2→3CaO·Al2O3·xSiO2(6-2x)H2O+2xH2O (3)
2AlO2-+6Ca2++4OH-+3SO4 2-+30H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O (4)
其中，反应方程式(3)、(4)为目前水泥的水化反应过程，本发明的反应过程虽使用的反应物与水泥的水化反应过程不同，但一般遵循反应方程式(3)、(4)的水化反应过程。在本发明中，第一步是电石渣粉矿物水解形成的氢氧化钙，石膏水解形成硫酸钙，与磨细粉煤灰、矿渣粉水化形成的铝酸根、硅酸根离子反应生成水化硅酸钙CaSiO2·nH2O(C-S-H凝胶)、水化铝酸钙CaAl2O4·nH2O(C-A-H凝胶)和氢氧化钙Ca(OH)2等。第二步是磨细粉煤灰、矿渣粉中的主要活性组分与第一步的水化生成物作用。随着水化时间的延长，磨细粉煤灰、矿渣粉中的主要活性组分与电石渣粉、石膏生成物反应更加充分。磨细粉煤灰、矿渣粉中的主要活性组分参与了水化中的二次反应，生成溶解度较低的水化硅酸钙、水化铝酸钙等。其颗粒为基体可形成晶体连生结构，有利于改善充填体结构和耐久性能，充填体强度得到更大的发挥，后期强度更高。
根据本发明，优选地，该粉料包括以重量分数计的以下组分：电石渣粉30～45份、磨细粉煤灰5～15份、矿渣粉10～20份、磨细钢渣粉3～10份、石膏2～15份、硫酸钠1～2份、硅酸钠0.5～1.5份、无机增效剂2～4份和阳离子醇胺型高分子活化剂0.003～0.18份。
在本发明中，“阳离子醇胺型高分子活化剂0.003～0.18份”包括“粉磨粉煤灰使用的阳离子醇胺型高分子活化剂的用量”和“与整个粉料组分混合的阳离子醇胺型高分子活化剂的用量”。
根据本发明，优选地，所述磨细粉煤灰的比表面积为400-500m2/kg。
根据本发明，优选地，所述磨细粉煤灰的制备方法包括：将粉煤灰原料在进行粉磨的同时与阳离子醇胺型高分子活化剂混和均匀，制得所述磨细粉煤灰。
根据本发明，优选地，以所述磨细粉煤灰的总重量计，制备所述磨细粉煤灰的阳离子醇胺型高分子活化剂的用量为0.5-5.5‰；以所述阳离子醇胺型高分子活化剂的总质量计，所述阳离子醇胺型高分子活化剂包括：三乙醇胺25-35％，二乙醇单异丙醇胺10-20％，糖蜜1-10％，氯化钠1-10％和去离子水45-55％。
根据本发明，优选地，所述粉磨采用的装置为三仓闭路球磨机，规格为
Figure BDA0003486321220000051
米。
在本发明中，作为优选方案，将粉煤灰原料在规格为
Figure BDA0003486321220000052
米的三仓闭路球磨机进行粉磨的同时，在球磨机磨头处通过蠕动泵雾化装置均匀地向正在粉磨的粉煤灰原料中添加质量5‰的阳离子醇胺型高分子活化剂，制得所述磨细粉煤灰。
根据本发明，优选地，所述粉煤灰原料的水分≤1％，活性指标≥70％，二氧化硅、三氧化二铝和三氧化二铁的总质量≥70％。(检测方法参考GB/T1596-2017)
在本发明中，对于磨细粉煤灰：
通过粉磨工艺将粉煤灰比表面积控制≥400m2/kg，达到物理激发，也就是说：随着原料颗粒粒径减小，比表面积增加，当粉煤灰颗粒比表面积≥400m2/kg时，强烈的粉磨过程使原料颗粒不同程度的发生晶格畸变，晶料尺寸变小，表面形成无定型或非晶态物质，其“形态效应”和“微集料效应”得到充分发挥，显著提高粉煤灰颗粒的表面能，使其表面呈现亚稳态，增大了表面的反应活性。
将粉煤灰原料在进行粉磨的同时，向其中加入阳离子醇胺型高分子活化剂作为粉煤灰激发剂，依靠阳离子醇胺型高分子活化剂的表面活性能和功能基团(胺基、羟基等)的作用，改变其粉煤灰界面上的物理化学性质，实现超细粉磨。粉煤灰原料中的SiO2晶体和含Al2O3的矿物获得更好的可溶性，这些组分能与电石渣粉和石膏水化析出的Ca(OH)2、CaSO4反应，生成具有胶凝性质的稳定化合物。
根据本发明，优选地，所述电石渣粉的水分≤1％，氧化钙含量≥70％，烧失量≤15％，比表面积≥300m2/kg。若水分＞1％，需对电石渣粉原料进行烘干处理，烘干温度≥120℃；若烧失量＞15％，原则上不选用，若使用，则需对电石渣粉原料进行煅烧处理，煅烧温度为450℃～600℃。
根据本发明，优选地，所述矿渣粉为S95级和/或S105级矿渣粉；优选的，所述矿渣粉比表面积为400-600m2/kg，活性指标＞100％。(检测方法参考GB/T18046-2008)
根据本发明，优选地，所述磨细钢渣粉的比表面积为500-700m2/kg，水分≤1％；优选地，以所述磨细钢渣粉的总质量计，所述磨细钢渣粉包括：金属铁2％～8％，氧化钙40％～60％，氧化镁3％～10％和氧化锰1％～8％。
根据本发明，优选地，所述石膏为天然石膏、氟石膏和脱硫石膏粉中的至少一种；优选地，所述石膏的比表面积为300-500m2/kg，水分≤1.5％，硫酸钙、半水硫酸钙和二水硫酸钙的总含量≥90％。
根据本发明，优选地，所述无机增效剂为氯化钠、氯化钙、亚硝酸钠和铝酸钠中的至少一种；所述无机增效剂的水分≤1％。
在本发明中，对于硫酸钠和无机增效剂：
本发明加入硫酸钠和无机增效剂(优选为氯化钠和铝酸钠)作为复合激发剂，其主要功能是补充因粉煤灰和电石渣粉取代水泥中的硅酸盐熟料而导致的水化溶液中铝酸三钙、铁铝酸四钙水化生成的铝酸根离子不足，同时硫酸钠和无机增效剂(优选为氯化钠)等钠盐可增加水化溶液初始离子浓度初始水化反应速度，促进早期水化产物水化硅酸钙的形成，可加快本发明的固化粉料的早期强度和强度的均匀提高。
根据本发明，优选地，以所述阳离子醇胺型高分子活化剂的总质量计，所述阳离子醇胺型高分子活化剂包括：三乙醇胺25-35％，二乙醇单异丙醇胺10-20％，糖蜜1-10％，氯化钠1-10％和去离子水45-55％。
在本发明中，对于阳离子醇胺型高分子活化剂：如上所述，除将其加入到磨细粉煤灰的制备中，激发粉煤灰的水化；还将其加入到电石渣粉、磨细粉煤灰、矿渣粉、磨细钢渣粉、石膏、硫酸钠、硅酸钠和无机增效剂的整体混合过程中，使各个组分中的原本带负电荷的水化产物表面包裹阳离子有机聚合物薄膜，促进水化产物吸附于软土颗粒表面，形成包裹状态，快速形成强度网状结构。
根据本发明，优选地，所述全固废软基淤泥固化粉料的比表面积为400～520m2/kg。
本发明第二方面提供了所述的全固废软基淤泥固化粉料的制备方法，该方法包括：该方法包括：将所述电石渣粉、矿渣粉、石膏、硅酸钠和无机增效剂混合，得到前驱混合物；将雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂与所述前驱混合物混合搅拌均匀，得到所述全固废软基淤泥固化粉料。
根据本发明，优选地，所述雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂的流速控制在300～600ml/min。
根据本发明，优选地，所述雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂的颗粒粒径为20～50μm。
根据本发明，优选地，所述搅拌的搅拌速率为25～40r/min，搅拌时间为10min～15min。
根据本发明，优选地，进行一次搅拌的所述前驱混合物的用量为4.5-5.5吨。
本发明第三方面提供了所述的全固废软基淤泥固化粉料的制备方法，该方法包括：将所述电石渣粉、磨细粉煤灰、矿渣粉、磨细钢渣粉、石膏、硫酸钠、硅酸钠和无机增效剂混合，得到前驱混合物；将雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂与所述前驱混合物混合搅拌均匀，得到所述全固废软基淤泥固化粉料。
在本发明中，作为优选方案，将所述电石渣粉、磨细粉煤灰、矿渣粉、磨细钢渣粉、石膏、硫酸钠、硅酸钠和无机增效剂加入到搅拌釜中混合，得到前驱混合物；在搅拌釜顶部通过蠕动泵雾化装置均匀加入雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂与所述前驱混合物混合搅拌均匀，得到所述全固废软基淤泥固化粉料。
根据本发明，优选地，所述雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂的流速控制在300～600ml/min。
根据本发明，优选地，所述雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂的颗粒粒径为20～50μm。
根据本发明，优选地，所述搅拌的搅拌速率为25～40r/min，搅拌时间为10min～15min。
根据本发明，优选地，进行一次搅拌的所述前驱混合物的用量为4.5-5.5吨。
本发明的技术方案的有益效果如下：
(1)本发明除极少外加剂外的所有原料100％是工业固废，没有高能耗、高污染，成本低，绿色环保，原材料来源广泛易得；
(2)本发明采用钙矾石反应机理选择原材料和改性原材料，极大丰富了软土固化剂原料库的选择和现场加工使用的可行性；
(3)本发明使用阳离子醇胺型高分子活化剂对粉煤灰原料进行活化预处理，解决了不同地域原料运输困难，原料性能单一导致的原料短缺致使项目不可行的问题；
(4)本发明的原料体系，可针对不同性质的软土，特别是目前难解决的高含水率、高有机质的土质均有良好的适应性，快速适应项目需求。解决了固化后水质高碱性问题和固化体后期开裂问题。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
以下实施例中，
电石渣粉的水分为0.6％，氧化钙含量为78.4％，烧失量为11.7％，比表面积为374m2/kg；
磨细粉煤灰的水分为0.7％，活性指标为79.2％，二氧化硅+三氧化二铝+三氧化二铁总质量为74.8％；
S105矿渣粉的比表面积为464m2/kg；S95矿渣粉的比表面积为431m2/kg；
磨细钢渣粉的比表面积为636m2/kg，水分为0.3％，所述磨细钢渣粉包括：金属铁6.2％，氧化钙55.7％，氧化镁4.1％，氧化锰5.8％；
氟石膏比表面积为368m2/kg，水分为0.1％，有效成分硫酸钙总含量92.1％；烘干脱硫石膏比表面积为325m2/kg，水分为1.3％，有效成分二水硫酸钙和半水硫酸钙总含量91.8％；
无机增效剂中：氯化钠水分0.7％、氯化钙水分0.2％、亚硝酸钠水分0.4％、铝酸钠水分0.1％；
以所述阳离子醇胺型高分子活化剂的总质量计，所述阳离子醇胺型高分子活化剂包括：三乙醇胺30％，二乙醇单异丙醇胺15％，糖蜜5％，工业盐5％，去离子水50％；其中三乙醇胺为湖北仙磷85级，二乙醇单异丙醇胺为红宝丽99级，糖蜜为固含量83％的蔗糖糖蜜，工业盐主要成分为含量91％，水分4％的氯化钠。
实施例1
本实施例提供一种全固废软基淤泥固化粉料，该粉料包括以重量分数计的以下组分：
电石渣粉 30份；
磨细粉煤灰 20份；
S95级矿渣粉 30份；
磨细钢渣粉 5份(以所述磨细粉煤灰的总重量计，制备所述磨细粉煤灰的阳离子醇胺型高分子活化剂的用量为5‰。)；
烘干脱硫石膏粉 10份；
硫酸钠 1.5份；
硅酸钠 1份；
无机增效剂 2.5份(包括铝酸钠2份和亚硝酸钠0.5份)；
阳离子醇胺型高分子活化剂 0.0015份。
实施例2
本实施例提供一种全固废软基淤泥固化粉料，该粉料包括以重量分数计的以下组分：
电石渣粉 40份；
磨细粉煤灰 10份(以所述磨细粉煤灰的总重量计，制备所述磨细粉煤灰的阳离子醇胺型高分子活化剂的用量为5‰。)；
S105级矿渣粉 25份；
磨细钢渣粉 5份；
氟石膏粉 15份；
硫酸钠 2份；
硅酸钠 0.5份；
无机增效剂 2.5份(包括氯化钙1.5份和亚硝酸钠1份)；
阳离子醇胺型高分子活化剂 0.002份。
实施例3
本实施例提供一种全固废软基淤泥固化粉料，该粉料包括以重量分数计的以下组分：
电石渣粉 45份；
磨细粉煤灰 15份(以所述磨细粉煤灰的总重量计，制备所述磨细粉煤灰的阳离子醇胺型高分子活化剂的用量为5‰。)；
S105级矿渣粉 20份；
磨细钢渣粉 8份；
烘干脱硫石膏粉 5份；
硫酸钠 2份；
硅酸钠 1.5份；
无机增效剂 3.5份(包括铝酸钠1.5份、氯化钙1份和亚硝酸钠1份)；
阳离子醇胺型高分子活化剂 0.001份。
实施例4
本实施例提供一种全固废软基淤泥固化粉料，该粉料包括以重量分数计的以下组分：
电石渣粉 55份；
磨细粉煤灰 10份(以所述磨细粉煤灰的总重量计，制备所述磨细粉煤灰的阳离子醇胺型高分子活化剂的用量为5‰。)；
S105级矿渣粉 12份；
磨细钢渣粉 5份；
氟石膏粉 15份；
硫酸钠 1份；
硅酸钠 1份；
无机增效剂 1份(为亚硝酸钠1份)；
阳离子醇胺型高分子活化剂 0.0015份。
实施例5
本实施例提供一种实施例1-4所述的全固废软基淤泥固化粉料的制备方法，该方法包括将所述电石渣粉、磨细粉煤灰、矿渣粉、磨细钢渣粉、石膏、硫酸钠、硅酸钠和无机增效剂加入到搅拌釜中混合，得到前驱混合物；在搅拌釜顶部通过蠕动泵雾化装置均匀加入雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂与所述前驱混合物混合搅拌均匀，得到所述全固废软基淤泥固化粉料。
所述雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂的流速控制在300～600ml/min；所述雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂的颗粒粒径为20～50μm。
所述搅拌的搅拌速率为25～40r/min，搅拌时间为10min～15min；进行一次搅拌的所述前驱混合物的用量为5吨。
测试例
将实施例1-4的全固废软基淤泥固化粉料与软土按照质量比1:3混合，并加水搅拌得到浓度为65％的充填料，再通过砂浆搅拌机手动慢搅充填料2min，得到均匀浆体；将均匀浆体浇筑到40mm*40mm*160mm的铸铁三联模中，在实验室20℃空气养护24h，之后放置95±2％湿度，20±1℃恒温恒水养护箱进行养护，养护到相应龄期，通过抗压抗折一体机BYE-300S测试强度，其抗压强度如下表1所示。
其中空白组为P.C.42.5水泥与软土按照质量比1:3混合。
表1
Figure BDA0003486321220000131
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种全固废软基淤泥固化粉料，其特征在于，该粉料包括：电石渣粉、矿渣粉、石膏、硅酸钠、无机增效剂和阳离子醇胺型高分子活化剂。
2.根据权利要求1所述的全固废软基淤泥固化粉料，其中，该粉料包括以重量分数计的以下组分：电石渣粉30～60份、矿渣粉10～30份、石膏2～30份、硅酸钠0.5～1.5份、无机增效剂1～4份和阳离子醇胺型高分子活化剂0.002～0.17份。
3.根据权利要求1所述的全固废软基淤泥固化粉料，其中，
所述电石渣粉的水分≤1％，氧化钙含量≥70％，烧失量≤15％，比表面积≥300m2/kg；
所述矿渣粉为S95级和/或S105级矿渣粉；优选的，所述矿渣粉比表面积为400-600m2/kg，活性指标＞100％；
所述石膏为天然石膏、氟石膏和脱硫石膏粉中的至少一种；优选地，所述石膏的比表面积为300-500m2/kg，水分≤1.5％，硫酸钙、半水硫酸钙和二水硫酸钙的总含量≥90％；
所述无机增效剂为氯化钠、氯化钙、亚硝酸钠和铝酸钠中的至少一种；所述无机增效剂的水分≤1％；
以所述阳离子醇胺型高分子活化剂的总质量计，所述阳离子醇胺型高分子活化剂包括：三乙醇胺25-35％，二乙醇单异丙醇胺10-20％，糖蜜1-10％，氯化钠1-10％和去离子水45-55％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的全固废软基淤泥固化粉料，其中，该粉料还包括磨细粉煤灰、磨细钢渣粉和硫酸钠；
优选地，该粉料包括以重量分数计的以下组分：电石渣粉30～60份、矿渣粉10～30份、石膏2～30份、硅酸钠0.5～1.5份、无机增效剂1～4份和阳离子醇胺型高分子活化剂0.002～0.18份，以及磨细粉煤灰5～30份、磨细钢渣粉3～20份和硫酸钠1～3份。
5.根据权利要求4所述的全固废软基淤泥固化粉料，其中，
所述磨细粉煤灰的比表面积为400-500m2/kg；所述磨细粉煤灰的制备方法包括：将粉煤灰原料在进行粉磨的同时与阳离子醇胺型高分子活化剂混和均匀，制得所述磨细粉煤灰；
所述磨细钢渣粉的比表面积为500-700m2/kg，水分≤1％；优选地，以所述磨细钢渣粉的总质量计，所述磨细钢渣粉包括：金属铁2％～8％，氧化钙40％～60％，氧化镁3％～10％和氧化锰1％～8％；
所述全固废软基淤泥固化粉料的比表面积为400～520m2/kg。
6.根据权利要求5所述的全固废软基淤泥固化粉料，其中，
以所述磨细粉煤灰的总重量计，制备所述磨细粉煤灰的阳离子醇胺型高分子活化剂的用量为0.5-5.5‰；以所述阳离子醇胺型高分子活化剂的总质量计，所述阳离子醇胺型高分子活化剂包括：三乙醇胺25-35％，二乙醇单异丙醇胺10-20％，糖蜜1-10％，氯化钠1-10％和去离子水45-55％；
所述粉磨采用的装置为三仓闭路球磨机，规格为
Figure FDA0003486321210000021
米；
所述粉煤灰原料的水分≤1％，活性指标≥70％，二氧化硅、三氧化二铝和三氧化二铁的总质量≥70％。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的全固废软基淤泥固化粉料的制备方法，其特征在于，该方法包括：将所述电石渣粉、矿渣粉、石膏、硅酸钠和无机增效剂混合，得到前驱混合物；将雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂与所述前驱混合物混合搅拌均匀，得到所述全固废软基淤泥固化粉料。
8.根据权利要求7所述的全固废软基淤泥固化粉料的制备方法，其中，
所述雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂的流速控制在300～600ml/min；
所述雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂的颗粒粒径为20～50μm；
所述搅拌的搅拌速率为25～40r/min，搅拌时间为10min～15min；
进行一次搅拌的所述前驱混合物的用量为4.5-5.5吨。
9.根据权利要求4-6中任意一项所述的全固废软基淤泥固化粉料的制备方法，其特征在于，该方法包括：将所述电石渣粉、磨细粉煤灰、矿渣粉、磨细钢渣粉、石膏、硫酸钠、硅酸钠和无机增效剂混合，得到前驱混合物；将雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂与所述前驱混合物混合搅拌均匀，得到所述全固废软基淤泥固化粉料。
10.根据权利要求9所述的全固废软基淤泥固化粉料的制备方法，其中，
所述雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂的流速控制在300～600ml/min；
所述雾化的阳离子醇胺型高分子活化剂的颗粒粒径为20～50μm；
所述搅拌的搅拌速率为25～40r/min，搅拌时间为10min～15min；
进行一次搅拌的所述前驱混合物的用量为4.5-5.5吨。
CN202210082148.9A 2022-01-24 2022-01-24 一种全固废软基淤泥固化粉料及其制备方法 Active CN114804807B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210082148.9A CN114804807B (zh) 2022-01-24 2022-01-24 一种全固废软基淤泥固化粉料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210082148.9A CN114804807B (zh) 2022-01-24 2022-01-24 一种全固废软基淤泥固化粉料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114804807A true CN114804807A (zh) 2022-07-29
CN114804807B CN114804807B (zh) 2023-05-05

Family

ID=82527842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210082148.9A Active CN114804807B (zh) 2022-01-24 2022-01-24 一种全固废软基淤泥固化粉料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114804807B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117263538A (zh) * 2023-11-10 2023-12-22 佛山市交通科技有限公司 全固废绿色高性能土壤胶结料及其制备方法、使用方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101381194A (zh) * 2008-09-27 2009-03-11 天津渤海环保工程有限公司 一种环保型淤泥固化剂
CN101638311A (zh) * 2009-07-10 2010-02-03 北京古华建业淤泥固化科技有限公司 淤泥、污泥固化剂
CN102002366A (zh) * 2010-11-01 2011-04-06 武汉华荣科技发展有限责任公司 一种利用工业废渣制作的盐渍土固化剂
CN102659294A (zh) * 2012-05-23 2012-09-12 重庆大学 利用磷石膏、粉煤灰和电石渣固化城镇污水处理厂污泥
CN102976586A (zh) * 2012-12-19 2013-03-20 天津生态城环保有限公司 含有工业废弃物电石渣的淤泥固化剂及固化方法
CN105622022A (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 宁波高新区围海工程技术开发有限公司 一种利用碱渣的淤泥固化剂
CN107445547A (zh) * 2017-08-15 2017-12-08 广东省建筑科学研究院集团股份有限公司 一种高性能淤泥稳固剂及其制备方法
CN113214835A (zh) * 2021-06-16 2021-08-06 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 一种用于路基填筑的土壤固化剂
CN113735526A (zh) * 2021-09-27 2021-12-03 北京安科兴业科技股份有限公司 一种用于海域环境的软土硬化剂

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101381194A (zh) * 2008-09-27 2009-03-11 天津渤海环保工程有限公司 一种环保型淤泥固化剂
CN101638311A (zh) * 2009-07-10 2010-02-03 北京古华建业淤泥固化科技有限公司 淤泥、污泥固化剂
CN102002366A (zh) * 2010-11-01 2011-04-06 武汉华荣科技发展有限责任公司 一种利用工业废渣制作的盐渍土固化剂
CN102659294A (zh) * 2012-05-23 2012-09-12 重庆大学 利用磷石膏、粉煤灰和电石渣固化城镇污水处理厂污泥
CN102976586A (zh) * 2012-12-19 2013-03-20 天津生态城环保有限公司 含有工业废弃物电石渣的淤泥固化剂及固化方法
CN105622022A (zh) * 2015-12-31 2016-06-01 宁波高新区围海工程技术开发有限公司 一种利用碱渣的淤泥固化剂
CN107445547A (zh) * 2017-08-15 2017-12-08 广东省建筑科学研究院集团股份有限公司 一种高性能淤泥稳固剂及其制备方法
CN113214835A (zh) * 2021-06-16 2021-08-06 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 一种用于路基填筑的土壤固化剂
CN113735526A (zh) * 2021-09-27 2021-12-03 北京安科兴业科技股份有限公司 一种用于海域环境的软土硬化剂

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117263538A (zh) * 2023-11-10 2023-12-22 佛山市交通科技有限公司 全固废绿色高性能土壤胶结料及其制备方法、使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114804807B (zh) 2023-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110467368B (zh) 一种用于无机固体废弃物建材化的活性激发剂及其制备方法
CN113264715B (zh) 基于生活垃圾焚烧飞灰的重金属固化性免烧砖及其制备方法
CN113336516A (zh) 一种采用多元固废制备的胶凝材料及其协同调控方法
CN104496246A (zh) 一种水泥混凝土构建物固相填充料表面活性剂及其制造、使用方法
CN102503338A (zh) 一种用工业固体废渣生产建筑干砂浆的工艺方法
CN101519896B (zh) 蒸压石膏砖及其制备方法
CN111848083B (zh) 一种环境友好型磷石膏复合稳定材料及其制备方法
CN113716927A (zh) 一种磷石膏基土壤固化剂、制备方法与固化试样及其制备方法
CN109809722B (zh) 一种硫酸钙镁复盐胶结料及其制备方法和应用
CN109987912A (zh) 沸石制备铁尾矿干粉砂浆
CN114315184A (zh) 一种固废基复合锂渣超微细掺合料及其制备方法与应用
CN111377626A (zh) 一种石膏体系激发复合胶凝材料及其制备方法
CN114804807B (zh) 一种全固废软基淤泥固化粉料及其制备方法
CN101412595A (zh) 一种利用高岭土尾砂制备混凝土掺合料的方法
CN113045230B (zh) 一种基于光养护的钙铝水滑石结构地聚水泥及其制备方法
Kolhe et al. Potential application of thermally treated calcium carbide residue as solid CaO activator for No-cement slag-FGDG composite
CN114804672A (zh) 一种超细铁尾砂充填胶凝材料及其制备方法
CN114163158A (zh) 一种多组分废渣耦合增质的复合粉及其制备方法与应用
KR20120044014A (ko) 고강도 지오폴리머 조성물 및 그 제조방법
CN114988738B (zh) 一种改性白云石粉及其制备方法和混凝土
CN109704711A (zh) 沸石制备铁尾矿免蒸免烧砖
KR100628848B1 (ko) 무기결합재 조성물 및 이를 이용한 경화체 제조방법
CN115677311A (zh) 一种复合固化剂及其制备方法和应用
CN1099389C (zh) 工业脱硫铅锌尾矿加气混凝土及其生产工艺
CN1125702A (zh) 一种石灰类土壤固化剂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant