CN114956753A - 硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂及其制备方法 - Google Patents

硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114956753A
CN114956753A CN202111505107.8A CN202111505107A CN114956753A CN 114956753 A CN114956753 A CN 114956753A CN 202111505107 A CN202111505107 A CN 202111505107A CN 114956753 A CN114956753 A CN 114956753A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
sulphoaluminate cement
calcined
solid waste
composite soil
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.)
Pending
Application number
CN202111505107.8A
Other languages
English (en)
Inventor
赵俭斌
王启
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.)
Jilin University of Architecture and Technology
Original Assignee
Jilin University of Architecture and Technology
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 Jilin University of Architecture and Technology filed Critical Jilin University of Architecture and Technology
Priority to CN202111505107.8A priority Critical patent/CN114956753A/zh
Publication of CN114956753A publication Critical patent/CN114956753A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • C04B28/14—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 calcium sulfate cements
    • C04B28/142—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 calcium sulfate cements containing synthetic or waste calcium sulfate cements
    • C04B28/143—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 calcium sulfate cements containing synthetic or waste calcium sulfate cements the synthetic calcium sulfate being phosphogypsum
    • 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
    • C04B18/12—Waste materials; Refuse from quarries, mining or the like
    • 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
    • C04B22/12—Acids or salts thereof containing halogen in the anion
    • 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
    • C04B22/147—Alkali-metal sulfates; Ammonium 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
    • C04B24/02—Alcohols; Phenols; Ethers
    • 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
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2652—Nitrogen containing polymers, e.g. polyacrylamides, polyacrylonitriles
    • 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
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/32—Aluminous cements
    • 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
    • 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
    • C04B2111/00767—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for waste stabilisation purposes
    • C04B2111/00775—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for waste stabilisation purposes the composition being used as waste barriers or the like, e.g. compositions used for waste disposal purposes only, but not containing the waste itself
    • 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)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂及其制备方法，包括以下重量份的原料：主固剂：硫铝酸盐水泥9‑18份、煅烧煤矸石2‑4份、煅烧钢渣微粉2‑4份；助固剂：聚丙烯酰胺0.1‑0.2份、2‑4‑6‑三羟甲基苯酚0.2‑0.4份、氯化铁1‑3份、硫酸钠1‑2份、磷石膏2‑4份。本发明制备的土壤固化剂早期强度高，凝结速度快，凝结效果好，适合现场施工，且针对沿海地区盐碱类软土地基固化效果优于其他种类固化剂。

Description

硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于土壤固化剂技术领域，特别是涉及一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂及其制备方法。
背景技术
近年来我国建筑行业呈现髙速发展的态势。由于城市建设的需要，近海基建工程及填海造陆工程逐渐增多，软土地基处理面积不断增大。土壤固化剂加固法是近几年常用的软土地基处理方法，其工作原理为利用土壤固化剂浆液，通过机械搅拌、高压旋喷、灌注压入的方法，使浆液与土粒胶结，从而改变地基土的物理和力学性质，提高地基强度。
水泥基固化剂采用的固化剂材料通常为普通硅酸盐水泥，但硫铝酸盐水泥，具有快硬、早强、抗渗、抗侵蚀特性，常用于快速修补工程中。研究表明，同标号的硫铝酸盐水泥3d龄期强度可以达到普通硅酸盐水泥28d龄期强度，早期强度高，以硫铝酸盐水泥为主固剂的土壤固化剂良好的早强性能。在软土地基处理中使，硫铝酸盐水泥将有助于缩短工期，在海水渗入地区，普通硅酸盐水泥固化土易遭受硫酸盐、氯盐侵蚀，出现开裂、崩解，导致地基强度衰减甚至丧失，但对于硫铝酸盐水泥固化土其耐久性更强。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提出一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂及其制备方法，主固剂采用硫铝酸盐水泥、煅烧煤矸石、煅烧钢渣微粉，助固剂采用聚丙烯酰胺、2-4-6-三羟甲基苯酚氯化铁、硫酸钠、磷石膏，来制备一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂。
本发明采用的技术方案如下：
一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂，包括以下重量份的原料：
主固剂：硫铝酸盐水泥9-18份、煅烧煤矸石2-4份、煅烧钢渣微粉2-4份；助固剂：聚丙烯酰胺0.1-0.2份、2-4-6-三羟甲基苯酚0.2-0.4份、氯化铁1-3份、硫酸钠1-2份、磷石膏2-4份；
主固剂与助固剂的比值为4:1～3:1；
氯化铁：硫酸钠为1:1～3:2；氯化铁与硫酸钠总量为主固剂掺量的1/5～1/6。
进一步地，氯化铁、硫酸钠被等比例、等重量份的硝酸铁与硫酸钾取代。
进一步地，主固剂硫铝酸盐水泥：煅烧煤矸石：煅烧钢渣微粉为5:1:1～4:1:1。
进一步地，硫铝酸盐水泥为快硬硫铝酸盐水泥。
进一步地，煅烧煤矸石为700-1000℃经高温煅烧后的煤矸石通过高温急冷，使煤矸石由晶体转变为玻璃体；煅烧后煤矸石研磨至比表面积D90值为 350-400m2/kg。
进一步地，煅烧钢渣微粉为700-1000℃经高温煅烧后的钢渣通过高温急冷，使钢渣由晶体转变为玻璃体；煅烧后钢渣研磨至比表面积D90值为300-350 m2/kg。
进一步地，聚丙烯酰胺为主固剂总量的1％～2％。
进一步地，2-4-6-三羟甲基苯酚为主固剂总量的2％～4％，且其与聚丙烯酰胺的比例为2:1。
进一步地，磷石膏为主固剂的1/6～1/7；磷石膏被等比例、等重量份的脱硫石膏取代。
一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在700-1000℃下煅烧煤矸石，
(2)在700-1000℃下煅烧钢渣，
(3)将步骤(1)中的煅烧煤矸石研磨至比表面积D90值为350m2/kg，
(4)将步骤(2)中的煅烧钢渣研磨至比表面积D90值为300m2/kg，
(5)取步骤(3)(4)中的混合物与重量份的硫铝酸盐水泥、聚丙烯酰胺、2-4-6- 三羟甲基苯酚、氯化铁、硫酸钠、磷石膏混合放入搅拌机搅拌4-5min后制备得到硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂。
进一步地，复合土壤固化剂以土壤质量8％-14％的掺量固化土壤。
本发明所具有的优点及有益效果是：
本发明公开的一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂材料，利用了硫铝酸盐水泥的早期强度高，凝结速度快，凝结效果好特点，并将煤矸石、钢渣进行煅烧、研磨处理使之由晶体转变为玻璃体具备一定的火山灰活性，利于在土壤中发生火山灰反应，助固剂中聚丙烯酰胺为土壤固化的吸附组分可吸附土体颗粒、2-4-6- 三羟甲基苯酚可与聚丙烯酰胺反应生成高分子水凝胶提高了吸附性，产生胶凝性、氯化铁为减弱土壤双电层结构组分可释放结合水、硫酸钠为板结组分可降低土壤结合自由水的能力、磷石膏为膨胀组分可减少内部孔隙，本发明制备的土壤固化剂适合现场施工，耐久性强，可抵抗硫酸盐、氯盐侵蚀，且针对沿海地区盐碱类软土地基固化效果优于其他种类固化剂。并且本发明能消耗工业废弃物，减少煤矸石、钢渣、磷石膏等有害物质的堆积，保护环境，促进工业废弃物资源化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述。
本发明为一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂及其制备方法，硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂由主固剂和助固剂组成。主固剂由以下材料组成：硫铝酸盐水泥9份、煅烧煤矸石2份、煅烧钢渣微粉2份。助固剂由以下材料组成：聚丙烯酰胺0.1份、2-4-6-三羟甲基苯酚0.2份、氯化铁1份、硫酸钠 1份、磷石膏2份。主固剂由以下材料组成：硫铝酸盐水泥18份、煅烧煤矸石4 份、煅烧钢渣微粉4份。助固剂由以下材料组成：聚丙烯酰胺0.2份、2-4-6-三羟甲基苯酚0.4份、氯化铁3份、硫酸钠2份、磷石膏4份。主固剂，水泥原料为低碱度标号42.5快硬硫铝酸盐水泥。煅烧煤矸石为700-1000℃经高温煅烧后比表面积D90值为350m2/kg的煤矸石。煅烧钢渣微粉为700-1000℃高温煅烧后比表面积D90值为300m2/kg的钢渣。经煅烧后的煤矸石与钢渣已成具备火山灰活性的玻璃体，且经研磨后其比表面积D90值为350m2/kg与300m2/kg，进一步提高了其火山灰活性。助固剂，聚丙烯酰胺为土壤固化的吸附组分，可以促使土壤发生团粒化，吸附土壤中的水分，改善土壤中气体的流动，在一定程度上起絮凝作用，且与无机盐类有较好的相容性与稳定性。
助固剂，2-4-6-三羟甲基苯酚为辅助聚丙烯酰胺材料，2-4-6-三羟甲基苯酚可以水解产生甲二醇与苯酚，甲二醇可以与聚丙烯酰胺发生羟甲基化反应，生成羟甲基聚丙烯酰胺。羟甲基聚丙烯酰胺与2-4-6-三羟甲基苯酚继续反应生成一种有交联结构的高分子水凝胶，增加了对土壤中水分的敏感度，进一步提高吸附能力。且这种高分子水凝胶具有一定的胶凝性，可提高土壤强度。助固剂，氯化铁为减弱土壤双电层结构组分，等重量份的氯化铁可用硝酸铁代替，其可与土壤中的Na+,K+进行阳离子交换已减弱双电层结构，释放结合水，有助于土壤中的结合水与水泥基胶凝材料结合。助固剂，硫酸钠为板结组分，等重量份的硫酸钠可用硫酸钾代替，其可破坏土壤内部团聚结构，降低土壤结合自由水的能力，提高内聚能力，为硫铝酸盐水泥提供大量自由移动的硫酸根离子，有助于生成钙矾石提高强度。助固剂，磷石膏为膨胀组分，等重量份的磷石膏可用脱硫石膏代替，磷石膏或脱硫石膏中的硫酸钙会参与硫铝酸盐水泥的水化反应，是土壤内部膨胀，减少内部孔隙，提高早期强度。
硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂制备方法，包括以下步骤：
(1)在700-1000℃下煅烧煤矸石，
(2)在700-1000℃下煅烧钢渣，
(3)将步骤(1)中的煅烧煤矸石研磨至比表面积D90值为350-400m2/kg，
(4)将步骤(2)中的煅烧钢渣研磨至比表面积D90值为300-350m2/kg，
(5)取步骤(3)(4)中的混合物与重量份的硫铝酸盐水泥、聚丙烯酰胺、2-4-6- 三羟甲基苯酚、氯化铁、硫酸钠、磷石膏混合放入搅拌机搅拌4-5min后制备得到硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂。
硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂充分利用以下方程式：
C4A3S+18H→C4ASH12+2AH3
3C4A3S+98H→C6ASH32+2CAH10+2AH3
C4A3S+2CSH2+34H→C6AS3H32+2AH3
xCa(OH)2+SiO2+mH2O→xCaO.SiO2.mH2O (C-S-H)
yCa(OH)2+Al2O3+nH2O→yCaO.Al2O3.nH2O (C-A-H)
实施例1：
本实施例中一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂材料，包括以下重量份的原料：主固剂由以下材料组成：硫铝酸盐水泥9份、煅烧煤矸石2份、煅烧钢渣微粉2份。助固剂由以下材料组成：聚丙烯酰胺0.1份、2-4-6-三羟甲基苯酚0.2 份、氯化铁1份、硫酸钠1份、磷石膏2份。煅烧煤矸石、煅烧钢渣微粉和磷石膏均为工业废弃物。
经过700-900℃高温煅烧急冷研磨后，使得煤矸石由晶体转变为玻璃体，使之产生活性氧化铝，具备火山灰活性。
经过700-900℃高温煅烧急冷研磨后，使得钢渣由晶体转变为玻璃体，使之产生活性氧化钙，具备火山灰活性。
聚丙烯酰胺、2-4-6-三羟甲基苯酚、氯化铁、硫酸钠均为化工市场可以购买的普通化工产品。
硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂制备方法步骤如下：
(1)在700℃下煅烧2份煤矸石；
(2)在700℃下煅烧2份钢渣；
(3)将步骤(1)中的煅烧的2份煤矸石研磨至比表面积D90值为350m2/kg；
(4)将步骤(2)中的煅烧的2份钢渣研磨至比表面积D90值为300m2/kg；
(5)取步骤(3)(4)中的混合物与9份硫铝酸盐水泥、0.1份聚丙烯酰胺、0.2 份2-4-6-三羟甲基苯酚、1份氯化铁、1份硫酸钠、2份磷石膏混合放入搅拌机搅拌4min后制备得到硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂。
将上述方法制备的土壤固化剂，与沿海地区附近盐碱性软土混合调节软土初始含水率为50％，并测试其7d无侧限抗压强度为1.38MPa；28d无侧限抗压强度为3.26MPa。
实施例2：
本实施例中一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂材料，包括以下重量份的原料：主固剂由以下材料组成：硫铝酸盐水泥18份、煅烧煤矸石4份、煅烧钢渣微粉4份。助固剂由以下材料组成：聚丙烯酰胺0.2份、2-4-6-三羟甲基苯酚 0.4份、氯化铁3份、硫酸钠2份、磷石膏4份。
硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂制备方法步骤如下：
(1)在700℃下煅烧4份煤矸石。
(2)在700℃下煅烧4份钢渣。
(3)将步骤(1)中的煅烧的4份煤矸石研磨至比表面积D90值为350 m2/kg。
(4)将步骤(2)中的煅烧的4份钢渣研磨至比表面积D90值为300m2 /kg。
(5)取步骤(3)(4)中的混合物与18份硫铝酸盐水泥、0.2份聚丙烯酰胺、0.4份2-4-6-三羟甲基苯酚、3份氯化铁、2份硫酸钠、4份磷石膏混合放入搅拌机搅拌5min后制备得到硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂。
其余均与实施例1相同。
将上述方法制备的土壤固化剂，与沿海地区附近盐碱性软土混合并测试其7d无侧限抗压强度为1.33MPa；28d无侧限抗压强度为3.21MPa
实施例3：
本实施例中一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂材料，包括以下重量份的原料：主固剂由以下材料组成：硫铝酸盐水泥9份、煅烧煤矸石2份、煅烧钢渣微粉2份。助固剂由以下材料组成：聚丙烯酰胺0.1份、2-4-6-三羟甲基苯酚0.2 份、氯化铁1份、硫酸钠1份、磷石膏2份。
硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂制备方法步骤如下：
(1)在1000℃下煅烧2份煤矸石。
(2)在1000℃下煅烧2份钢渣。
(3)将步骤(1)中的煅烧的2份煤矸石研磨至比表面积D90值为400 m2/kg。
(4)将步骤(2)中的煅烧的2份钢渣研磨至比表面积D90值为350m2 /kg。
(5)取步骤(3)(4)中的混合物与9份硫铝酸盐水泥、0.1份聚丙烯酰胺、0.2份2-4-6-三羟甲基苯酚、1份氯化铁、1份硫酸钠、2份磷石膏混合放入搅拌机搅拌4min后制备得到硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂。
本实施例改变了煅烧钢渣与煤矸石的温度，与球磨机研磨的细度。其余均与实施例1相同，将上述方法制备的土壤固化剂，与沿海地区附近盐碱性软土混合，并测试其7d无侧限抗压强度为1.41MPa；28d无侧限抗压强度为3.36MPa。
通过升高煅烧温度，增加研磨细度来提高钢渣与煤矸石的火山灰效应，可小幅度提高土壤的无侧限抗压强度，但由于成本随之增加。
实施例4：
本实施例中一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂材料，包括以下重量份的原料：主固剂由以下材料组成：硫铝酸盐水泥9份、煅烧煤矸石2份、煅烧钢渣微粉2份。助固剂由以下材料组成：聚丙烯酰胺0.2份、2-4-6-三羟甲基苯酚0.4 份、氯化铁2份、硫酸钠3份、磷石膏4份。
硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂制备方法步骤如下：
(1)在700℃下煅烧2份煤矸石，
(2)在700℃下煅烧2份钢渣，
(3)将步骤(1)中的煅烧的2份煤矸石研磨至比表面积D90值为350m2/kg，
(4)将步骤(2)中的煅烧的2份钢渣研磨至比表面积D90值为300m2/kg，
(5)取步骤(3)(4)中的混合物与9份硫铝酸盐水泥、0.2份聚丙烯酰胺、0.4 份2-4-6-三羟甲基苯酚、3份氯化铁、2份硫酸钠、4份磷石膏混合放入搅拌机搅拌4min后制备得到硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂。
本实施例提高了助固剂各个组分的含量。其余均与实施例1相同，将上述方法制备的土壤固化剂，与沿海地区附近盐碱性软土混合，
并测试其7d无侧限抗压强度为1.21MPa；28d无侧限抗压强度为3.02MPa。
通过增加助固剂各个组分，使得土壤的无侧限抗压强度小幅度降低，其原因为磷石膏含量过多引起土壤超量膨胀使土壤强度降低。

Claims (10)

1.一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂，其特征在于：包括以下重量份的原料：
主固剂：硫铝酸盐水泥9-18份、煅烧煤矸石2-4份、煅烧钢渣微粉2-4份；
助固剂：聚丙烯酰胺0.1-0.2份、2-4-6-三羟甲基苯酚0.2-0.4份、氯化铁1-3份、硫酸钠1-2份、磷石膏2-4份；
主固剂与助固剂的比值为4:1~3:1；
氯化铁：硫酸钠为1:1~3:2；氯化铁与硫酸钠总量为主固剂掺量的1/5~1/6。
2.根据权利要求1所述一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂，其特征在于：所述氯化铁、硫酸钠被等比例、等重量份的硝酸铁与硫酸钾取代。
3.根据权利要求1所述一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂，其特征在于：所述主固剂硫铝酸盐水泥：煅烧煤矸石：煅烧钢渣微粉为5:1:1~4:1:1。
4.根据权利要求1所述一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂，其特征在于：所述硫铝酸盐水泥为快硬硫铝酸盐水泥。
5.根据权利要求1所述一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂的，其特征在于：所述煅烧煤矸石为700-1000℃经高温煅烧后的煤矸石通过高温急冷，使煤矸石由晶体转变为玻璃体；煅烧后煤矸石研磨至比表面积D90值为350-400
Figure DEST_PATH_IMAGE002
。
6.根据权利要求1所述一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂，其特征在于：所述煅烧钢渣微粉为700-1000℃经高温煅烧后的钢渣通过高温急冷，使钢渣由晶体转变为玻璃体；煅烧后钢渣研磨至比表面积D90值为300-350
Figure DEST_PATH_IMAGE003
。
7.根据权利要求1所述一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂，其特征在于：所述聚丙烯酰胺为主固剂总量的1%~2%，所述2-4-6-三羟甲基苯酚为主固剂总量的2%~4%，且其与聚丙烯酰胺的比例为2:1。
8.根据权利要求1所述一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂，其特征在于：所述磷石膏为主固剂的1/6~1/7；所述磷石膏被等比例、等重量份的脱硫石膏取代。
9.根据权利要求1所述一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）在700-1000℃下煅烧煤矸石，
（2）在700-1000℃下煅烧钢渣，
（3）将步骤（1）中的煅烧煤矸石研磨至比表面积D90值为350
Figure DEST_PATH_IMAGE003A
，
（4）将步骤（2）中的煅烧钢渣研磨至比表面积D90值为300
Figure DEST_PATH_IMAGE003AA
，
（5）取步骤（3）（4）中的混合物与所述重量份的硫铝酸盐水泥、聚丙烯酰胺、2-4-6-三羟甲基苯酚、氯化铁、硫酸钠、磷石膏混合放入搅拌机搅拌4-5min后制备得到硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂。
10.根据权利要求1所述一种硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂，其特征在于：所述复合土壤固化剂以土壤质量8%-14%的掺量固化土壤。
CN202111505107.8A 2021-12-10 2021-12-10 硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂及其制备方法 Pending CN114956753A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111505107.8A CN114956753A (zh) 2021-12-10 2021-12-10 硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111505107.8A CN114956753A (zh) 2021-12-10 2021-12-10 硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114956753A true CN114956753A (zh) 2022-08-30

Family

ID=82974482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111505107.8A Pending CN114956753A (zh) 2021-12-10 2021-12-10 硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114956753A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116693262A (zh) * 2023-07-28 2023-09-05 中建材中岩科技有限公司 一种海上风电导管架用灌浆料及其使用方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116693262A (zh) * 2023-07-28 2023-09-05 中建材中岩科技有限公司 一种海上风电导管架用灌浆料及其使用方法
CN116693262B (zh) * 2023-07-28 2023-10-31 中建材中岩科技有限公司 一种海上风电导管架用灌浆料及其使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021168995A1 (zh) 赤泥基污水处理剂及其制备方法、赤泥基陶粒混凝土及其制备方法与应用
CN104876500B (zh) 一种用于海洋工程的自密实粉末混凝土及制备方法和应用
CN110451903B (zh) 一种复合胶结材料及高硫超细铅锌矿尾砂胶结的方法
CN111187045B (zh) 一种利用钢渣砂和选矿废弃物制备的矿山井下充填砂浆
Afshoon et al. Use of copper slag microparticles in self-consolidating concrete
CN110937865A (zh) 一种c30再生骨料混凝土及其制备方法
CN112358270A (zh) 一种固废基滨海岩溶绿色充填材料及其制备方法、应用
EP4082984A1 (en) Binder composition comprising pozzolanic material and fine filler
CN107761496A (zh) 一种粉喷桩加固厚海淤泥拓宽路基的固化剂及其制作方法
CN107324713A (zh) 一种自密实钢管混凝土及其制备方法
CN113860781A (zh) 一种用于超高性能混凝土的工业固废掺合料及其制备方法
CN1238312A (zh) 高效能水泥
CN113387644A (zh) 一种黄河泥沙汛石制备方法
CN114956753A (zh) 硫铝酸盐水泥基多固废复合土壤固化剂及其制备方法
CN100453488C (zh) 一种硅酸盐水泥
CN117303808A (zh) 一种利用锂渣的软土固化剂、制备方法及其应用
Abdulwahab et al. Effects of metakaolin and treated rice husk ash on the compressive strength of concrete
CN114149187B (zh) 一种改性磷石膏基增强增韧胶凝材料的制备方法
CN110981378B (zh) 一种固化含铬固体废弃物的方法
KR100724340B1 (ko) 저가의 폐기물 고형화용 고기능 특수시멘트
CN110615642A (zh) 一种含有高活性矿渣粉的混凝土及其制备方法
CN116217170A (zh) 一种纳米土壤固化剂的制备方法
CN112429985B (zh) 一种利用工业废渣制备得到的中热硅酸盐水泥及其制备方法
Chu¹ et al. The University of Hong Kong, Hong Kong SAR, China irdngpl@ gmail. com Columbia University, New York, NY 10027, USA 3 Vilnius Gediminas Technical University, 10223 Vilnius, Lithuania
Serag et al. The Production of an All-Waste Steel Slag Alkali Activated Concrete

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication