CN115368049B - 一种高效抗结团剂及其制备与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及抗结团剂技术领域，具体的为一种土体固化剂用高效抗结团剂、相关土体固化剂及其制备与应用。该抗结团剂包含氧化钙和分散组分；氧化钙重量百分含量为45%‑60%，分散组分重量百分含量为40%‑55%。通过合理选配原料，采用氧化钙和分散组分结合，很好的解决了原料的结团、结块问题，在预混物、土体固化剂、干混砂浆、搅拌桩等方面均有广泛应用。

Description

一种高效抗结团剂及其制备与应用
技术领域
本发明涉及抗结团剂技术领域，具体的为一种土体固化剂用高效、强力抗结团剂、相关土体固化剂及其制备与应用。
背景技术
现阶段，土体固化剂已经用于方方面面，例如用于建造各类道路，铁路建设，滩涂造地，土地整理，河湖治理，机场建设等；适用于深坑基层，帷幕灌浆，矿坑填充，岩坡固结，滩涂种植，岩坡绿化，植被恢复，土层喷涂，沙坡固结等；用于垃圾填埋场建设，湖河治理，农田水利，港工建设等；用于滩涂种植，岩坡绿化，植被恢复，沙坡固结等；用于淤泥固结，软基处理，滩涂造地等。
无机化合物类土体固化剂以水泥、石灰为主要原料，但水泥生产工艺能耗大、成本高，并且排放大量二氧化碳气体污染环境（每生产一吨水泥大约需要100度电量，释放大约500多kg的CO2）。以石灰为固化剂需要严格控制其掺量，掺量过高常会导致土体开裂等问题。随着工业化的发展，各种工业废弃物给人类赖以生存的环境带来了严重的危害，将工业矿渣等废弃物开发利用，形成土体固化剂成为固体废弃物资源化利用的重要途径。
大宗固体废弃物如粉煤灰、电石渣、石膏、钢渣、矿渣、铝渣、赤泥、污泥焚烧渣、生活垃圾焚烧灰、各种建筑固废作为排放量越来越多的废渣，堆存量巨大，占用大量土地，造成严重的环境污染。固化剂以这些工业废物为原料制备，可以实现工业废物的资源化利用，同时消除工业废物对环境的不利影响，解决了使用传统无机化合物类固化剂导致的高能耗高排放问题，节约工程造价，同时提高了固化效果，成本较低。
但是在土体固化剂制备过程中，由于各工业固废来源多样、成份复杂，含水率不一，导致固化剂性能不稳定。本发明主要专注于性能指标中的结团、结块问题。固化剂物料混合、运输、贮存过程中的结团、结块，将极大影响固化剂的使用。
为了避免固体废弃物的结团、结块，现有技术中提及的一种解决思路是对钢渣、电石渣、石膏等固废进行烘干处理，虽然使用烘干方式能够解决含水原料结团问题，但是其能耗高、生产效率低。另一种方式是直接过筛，但会造成大量原料的损失。还有一种方式，其聚焦的是消耗淤泥中的水分，而非固化剂组成中原料的水分，如CN111439987A公开了一种滩涂淤泥固化剂，该固化剂中使用了增强激发剂（成分为氧化钙16-23％、硅酸钠46-66％、氯化钙16-27％和聚丙烯酰胺1-7％），增强激发剂能快速消耗淤泥中的水分，并放出热量使淤泥温度增加，从而提高潜在活性材料的水化速度。又如KR102117552B1公开了一种用于增强低水泥软土地基的固化组合物和使用该组合物的软土地基处理方法，其公开了含有大量氧化钙的循环资源（工业副产物）在确保早期强度方面是有效的，从而减少了要增强的软土地基中的水分。另外，由于由上述反应产生的热量可以使软土地基中的水分蒸发，因此可以进一步提高上述效果。由此可见，该专利使用含有大量氧化钙的循环资源（工业副产物）主要是基于确保早期强度的考虑以及使软土地基中的水分蒸发。
我们在之前的研究中发现，通过合理选配原料，采用功能组分和分散组分结合，能够很好的解决原料的结团、结块问题。而单独使用水反应性原料如氧化钙效果并不好，会出现放热严重、膨胀率过大等问题，将功能组分与惰性的分散组分适配，性能更佳。
然而，实际应用中，抗结团、结块的性能仍有提高的必要，尤其针对一些极端情况，如含水率高的湿固体废弃物或者固化剂贮存时间较长、运输时间较长，甚至运输过程中固化剂、预混物在重压条件下，会导致应用时筛余量较高。
发明内容
有鉴于此，一方面，本发明的目的在于提供一种更加高效的抗结团剂及其制备与应用。本发明通过合理选配原料，采用氧化钙与特定种类的分散组分结合，很好的解决了上述问题。
另一方面，本发明的目的在于提供一种预混物及其制备与应用，对于土体固化剂领域以及干混砂浆、填筑材料、回填材料、路基材料领域，并非每一种原料均会引起结团、结块。经本发明分析，主要是含水率0.5%以上、尤其是含水率1%以上的湿固体废弃物，进一步的为含水率2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%或15%以上的固体废弃物容易引起结团、结块。通过将前述含水率的固体废弃物与本发明的抗结团剂预混，能够很好的解决结团、结块问题。
如无特别说明，本发明所述湿固体废弃物是指含有一定水分/附着水的固体废弃物、尤其是使用过程中容易发生结团、结块的固体废弃物，具体指含水率0.5%以上、尤其是含水率1%以上的固体废弃物，上述定义的含水率2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%或15%以上的固体废弃物也在该范围之内。所述含水率的计算：湿固体废弃物重量计为a，低温干燥至恒重后重量计为b，含水率=（a-b）/b（结果换算成百分比）。
这里需要强调的是，对于固体废弃物的种类并无具体限定，例如只要其适于土体固化剂领域以及干混砂浆、填筑材料、回填材料、路基材料等领域的应用即可。同时，即便是同一种固体废弃物，由于来源不同，其含水率也有很大不同，只有含水率0.5%尤其1%以上，进一步的为含水率4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%以上，才需要去处理。另外，如果含水率1%以上的湿固体废弃物，通过干燥等处理方式脱除了水分，则可以不额外与抗结团剂混合，当然，该情况下加入抗结团剂也是允许的。同时，也可以选择一些低含水率的固体废弃物，如烘干后的固体废弃物，或者本身就是干燥的固体废弃物，然后配合使用一些前述定义的湿固体废弃物，只要固体废弃物总的含水率在0.5%尤其1%以上，均在本发明范围内。
又一方面，本发明的目的在于提供一种性能优异的土体固化剂及其制备与应用，通过前述抗结团剂或包含抗结团剂的预混物的加入，能够很好的解决土体固化剂在物料混合、运输、贮存过程中的结团、结块问题，同时也能够确保土体固化剂性能的稳定。
最后，本发明的目的在于提供使用了相关抗结团剂或包含抗结团剂的预混物、土体固化剂的搅拌桩用施工粉料、搅拌桩用施工浆料、固化土、干混砂浆、填筑材料、回填材料、路基材料等，相关产品性能稳定，满足实际应用中的性能指标。
在本发明人之前的系列研究中，已经通过氧化钙/氧化镁/无水石膏/半水石膏等水反应性组分与分散组分配合制备得到抗结团剂，其大大改善了结团、结块问题，原料的筛余量较少。但仍然需要进一步提升性能。本发明即在此目的指引下形成。经研究，反应性组分选择氧化钙时，抗结团剂性能较佳。同时，对于分散组分，通过进一步筛选，能够提升抗结团的效果。
具体而言，本发明提供如下技术方案：
一种抗结团剂，其包含氧化钙和分散组分；其中，分散组分为惰性组分，不与水反应。这里需要强调的是，本发明提及的氧化钙是游离氧化钙，否则其无法满足功能组分的性能需求。本发明中的氧化钙可以通过市售途径获得，如通过西陇化工、科密欧、国药等。
分散组分选自石英粉、高岭土、轻钙中的一种或多种。在一个实施方式中，分散组分为石英粉，对于石英粉种类，并无特别限定，一般市场上常用的石英粉如石英粉200、石英粉325等均可。石英粉细度在40目、60目或100目以上。例如40-60目石英粉、200目石英粉、400目石英粉、800目石英粉等，优选200目、250目、300目、350目或400目以上石英粉。本发明的上述组分可以自己制备，也可以从市售途径获得，如通过西陇化工、科密欧、国药、圣迈等。
在一个实施方式中，分散组分为高岭土，对于高岭土种类，并无特别限定，一般市场上常用的高岭土均可。优选的，高岭土细度在200目以上，优选200目、250目、300目、350目或400目以上，例如325-6000目，进一步为1000-4000目，最优选1000-2500目。
在一个实施方式中，分散组分为轻钙，这里所述轻钙是指轻质碳酸钙，又称沉淀碳酸钙。对于轻钙种类，并无特别限定，一般市场上常用的轻钙均可。优选的，轻钙细度在200目以上，优选200目、250目、300目、350目或400目以上，例如在300-4000目，进一步为600-3000目，最优选800-2000目。
进一步的，氧化钙重量百分含量为45%-60%，分散组分重量百分含量为40%-55%；优选的，氧化钙重量百分含量为48%-55%，分散组分重量百分含量为45%-52%；进一步优选的，氧化钙重量百分含量为50%，分散组分重量百分含量为50%。
进一步的，抗结团剂由氧化钙和石英粉组成，氧化钙重量百分含量为45%-60%，石英粉重量百分含量为40%-55%；或，由氧化钙和高岭土组成，氧化钙重量百分含量为45%-60%，高岭土重量百分含量为40%-55%；或，由氧化钙和轻钙组成，氧化钙重量百分含量为45%-60%，轻钙重量百分含量为40%-55%。
进一步的，抗结团剂密度为1-4g/cm3，优选1-3g/cm3，进一步优选1.5-2.5g/cm3。
进一步的，抗结团剂细度为200目-2500目，优选400目-2000目。抗结团剂细度特别优选400目、450目、500目、550目、600目、650目、700目、750目、800目、850目、900目以上。抗结团剂细度优选1900目、1800目、1700目、1600目、1500目以下。
进一步的，抗结团剂比表面积800cm2/g以上，优选2000-6000cm2/g。抗结团剂比表面积优选2500cm2/g、3000cm2/g、3500cm2/g以上。抗结团剂比表面积优选5500cm2/g、5000cm2/g、4500cm2/g以下。
前述抗结团剂的用途，用于土体固化剂、干混砂浆、搅拌桩用施工粉料、搅拌桩用施工浆料、填筑材料、回填材料、路基材料的抗结团或抗结块。
一种预混物，其包含湿固体废弃物和前述抗结团剂。湿固体废弃物是指含有一定水分/附着水的固体废弃物、尤其是使用过程中容易发生结团、结块的固体废弃物，具体指含水率0.5%以上、尤其是含水率1%以上的固体废弃物，上述定义的含水率2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%或15%以上的固体废弃物也在该范围之内。
抗结团剂已由上所述。具体而言，抗结团剂包含氧化钙和分散组分；分散组分为惰性组分，不与水反应。进一步的，分散组分选自石英粉、高岭土、轻钙中的一种或多种。更多详细内容，参见前述抗结团剂相关的描述。
湿固体废弃物与所述抗结团剂的加入重量比为10:1-1:3，优选5:1-1:2，进一步优选3:1-1:1。
进一步的，所述湿固体废弃物含水率为3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%以上；优选3%-40%，还优选5%-30%，进一步优选10%-20%。
在一些实施方式中，所述湿固体废弃物选自电石渣、工业副产石膏、铝渣、赤泥、废弃石粉中的一种或多种。
在一些实施方式中，预混物采用2.36mm标准筛，筛余量4%以下，优选2%以下，进一步优选1%以下，更优选筛余量为0。
另一方面，采用优选的抗结团剂，7kg/Φ15cm重压，21天后过2.36mm标准筛，筛余量8%以下，优选4%以下，进一步优选2%以下，更优选筛余量为0。
一种预混物的制备方法，将所述固体废弃物和抗结团剂混合。一般含水率0.5%以上的固体废弃物，尤其是含水率1%以上的固体废弃物容易引起结团、结块，这里的预混，主要就是处理较高含水率的固体废弃物。当然，完全可以将其他低含水率的固体废弃物的全部或者部分也一并进行预混。更进一步的，可以选择同时预混部分水泥、甚至外加剂/辅助助剂，只要不影响前述处理较高含水率固体废弃物结团、结块的发明构思，预混其他各种原料的部分或某几种原料的全部，均在本发明的范围之内。
一种土体固化剂，其含有前述抗结团剂。土体固化剂在本领域是已知的，例如无机结合料是一种传统的固化材料，包括水泥、石灰和粉煤灰等，它们可单独使用，也可按一定的比例混合使用。离子类土质固化剂是一种由多个强离子组合而成的化学物质。有机类土质固化剂一般呈液态，种类很多，目前市场比较知名的产品有：南非约翰尼斯堡公司生产的康耐(CON-AID)、美国SOILROCK公司的S型稳定剂和TOP-SEAL等。各种固化剂在一些使用场景中，会混合使用，有的场景中，会添加固体废弃物等其他物质。但无论是何种情况，只要其原料有较高的含水率，则可以加入本发明的抗结团剂。尤其是在添加含水率1%以上的固体废弃物时，是尤其有效的。
进一步的，提供一种土体固化剂，其含有抗结团剂、湿固体废弃物、矿物外加剂以及任选的水泥、任选的助剂、任选的焚烧灰；所述湿固体废弃物具有如前所述定义。
对于固体废弃物的种类并无具体限定，只要其适于土体固化剂领域以及干混砂浆领域的应用即可。
进一步的，所述湿固体废弃物选自电石渣、工业副产石膏、铝渣、赤泥、废弃石粉中的一种或多种。进一步的，所述工业副产石膏选自脱硫石膏、磷石膏、钛石膏、氟石膏、柠檬酸石膏、盐石膏中的一种或多种。所述湿固体废弃物含水率为3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%以上；优选3%-40%，还优选5%-30%，进一步优选10%-20%。
进一步的，矿物外加剂选自铜渣粉、磷渣粉、矿渣粉、粉煤灰、钢渣、天然沸石、硅灰中的一种或多种。焚烧灰选自污泥焚烧灰、垃圾焚烧灰中的一种或多种。助剂选自速凝剂、减水剂、增强剂、絮凝剂中的一种或多种。
对于土体固化剂，优选的配方为：包含如下重量百分比的原料：5%-25%抗结团剂、15%-35%湿固体废弃物、25%-50%矿物外加剂、0%-30%水泥、0-10%助剂、0-15%焚烧灰。
如果采用水泥基土体固化剂，则土体固化剂包含如下重量百分比的原料：10%-20%抗结团剂、20%-30%湿固体废弃物、30%-45%矿物外加剂、15%-30%水泥、0-10%助剂、0-15%焚烧灰。
在一个方案中，还涉及一种前述土体固化剂的制备方法，具体包含（1）将湿固体废弃物和抗结团剂预先混合获得预混物的步骤；（2）将预混物与矿物外加剂、任选的水泥、任选的助剂、任选的焚烧灰混合的步骤。
在另一实施方案中，提供一种土体固化剂，其含有前述预混物。预混物由于包含湿固体废弃物和抗结团剂，等于单独对结团、结块有较大影响的原料进行了分割，减少了高含水率原料对整个固化剂的影响。
进一步的，提供一种土体固化剂，含有所述预混物、矿物外加剂以及任选的水泥、任选的助剂、任选的焚烧灰。
进一步的，矿物外加剂选自铜渣粉、磷渣粉、矿渣粉、粉煤灰、钢渣、天然沸石、硅灰中的一种或多种。焚烧灰选自污泥焚烧灰、垃圾焚烧灰中的一种或多种。助剂选自速凝剂、减水剂、增强剂、絮凝剂中的一种或多种。
在一个优选的方案中，土体固化剂包含如下重量百分比的原料：20%-50%预混物、25%-50%矿物外加剂、0%-30%水泥、0-10%助剂、0-15%焚烧灰。
对于水泥基土体固化剂，土体固化剂包含如下重量百分比的原料：30-40%预混物、30%-45%矿物外加剂、15%-30%水泥、0-10%助剂、0-15%焚烧灰。
还提供一种土体固化剂的制备方法，其包含将湿固体废弃物和前述抗结团剂混合获得预混物的步骤。如前所述，这里的预混，主要就是处理较高含水率的固体废弃物。当然，完全可以将其他低含水率的固体废弃物的全部或者部分也一并进行预混。更进一步的，可以选择同时预混部分水泥、甚至外加剂/辅助助剂，只要不影响前述处理较高含水率固体废弃物结团、结块的发明构思，预混其他各种原料的部分或某几种原料的全部，均在本发明的范围之内。
进一步的，提供一种土体固化剂的制备方法，其包含（1）将矿物外加剂、任选的水泥、任选的助剂、任选的焚烧灰混合形成A料；（2）将预混物作为B料；（3）将A料与B料混合。A料、B料仅为指代说明，也可以使用甲料、乙料等术语。
一种搅拌桩用施工粉料，其含有前述抗结团剂或含有前述预混物或含有前述土体固化剂。代表性的，所述粉料可以按照如下方法制备：按重量百分含量取料，将湿固体废弃物和抗结团剂按重量比配料预先混匀，得到预混物，混磨至0.08mm筛余量＜10％，得到干燥粉料，然后将低含水率固体废弃物（如果有）、功能外加剂（如果有）和水泥（如果有）等在搅拌条件下加入其中，搅拌均匀后即得用施工粉料。进一步的，上述制备的搅拌桩用施工粉料，调配成水灰比0.6-2.0的浆液，可应用于与地基土共混制备的搅拌桩。在应用时，采用双轴、三轴-六轴搅拌桩、旋喷桩等施工设备，与地基土充分搅拌制备。
一种搅拌桩用施工浆料，其含有前述抗结团剂或含有前述预混物或含有前述土体固化剂。代表性的，所述浆料可以按照如下方法制备：按重量百分含量取料，将湿固体废弃物和抗结团剂按重量比配料预先混匀，得到预混物，之后加水共混制备成浆，然后再将低含水率固体废弃物（如果有）、功能外加剂（如果有）和水泥（如果有）加入其中，搅拌均匀后即得用施工浆料。进一步的，上述制备的搅拌桩用施工浆料，调配成水灰比0.6-2.0的浆液，可应用于与地基土共混制备的搅拌桩。具体的，在应用时，加水搅拌配制成水灰比为0.6-2.0的浆料，采用双轴、三轴-六轴搅拌桩、旋喷桩等施工设备，与地基土充分搅拌制备。
前述低含水率固体废弃物均指含水率小于1%、0.5%的固体废弃物，由于其较为干燥，并不会引起严重的结团、结块，所以可以不像湿固体废弃物那样，必须与抗结团剂混合使用。当然，这里并不排斥其与抗结团剂预混合后再使用。
一种固化土，其含有前述抗结团剂或含有前述预混物或含有前述土体固化剂。对于被固化的土壤，并没有特别限制，黄土、黑土、盐碱土等均可。向土壤中加入前述土体固化剂，或者用双轴、三轴-六轴搅拌桩、旋喷桩等施工设备，与地基土充分搅拌，即可以获得固化土。
本发明还提供一种填筑材料，其含有所述抗结团剂或含有所述预混物或含有所述土体固化剂。
本发明还提供一种回填材料，其含有所述抗结团剂或含有所述预混物或含有所述土体固化剂。
本发明还提供一种路基材料，其含有所述抗结团剂或含有所述预混物或含有所述土体固化剂。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
（1）本发明在之前研发成果基础上，进行了深入筛选，通过合理搭配功能性组分和分散性组分，很好的提高了抗结团性能。
（2）石英粉、高岭土、轻钙成本较低，并且考虑到抗结团剂加入量并不大，因而有利于产品的更新换代和大规模推广。
附图说明
图1为预混物重压状态下的情况图；
图2为实施例1预混物过筛后形貌；
图3为实施例3预混物过筛后形貌。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实验中，氧化钙为西陇科学化工生产的分析纯试剂；膨润土为钙基膨润土，细度为400目，网购于“鑫铖矿产品”；石膏为工业副产石膏，含水率12%；碳酸钙、亚硫酸钙、二水硫酸钙均购自国药；高岭土购自上海九洁实业有限公司，细度为1250目，SiO2含量为53.5%，Al2O3含量为45.8%；轻钙购自上海九洁实业有限公司，细度（45um筛余）≤0.2%，碳酸钙含量≥98.5%；重钙200购自永顺矿产品加工厂；石英粉200购自盛飞矿产品加工厂。
实施例1：
表1中抗结团剂A1：按照二水合硫酸钙：亚硫酸钙：碳酸钙为4:4:2的重量比例混合得到分散组分，之后按重量百分含量，将20%氧化钙与80%的分散组分混合得到抗结团剂。抗结团剂A2：按重量百分含量，将20%氧化钙与80%的膨润土混合得到抗结团剂。抗结团剂A3：按重量百分含量，将20%氧化钙与80%的重钙200混合得到抗结团剂。抗结团剂A4：按重量百分含量，将20%氧化钙与80%的石英粉200混合得到抗结团剂。
按照表1的重量配比，将抗结团剂与工业副产石膏（含水率12%）混合得到预混物，7kg/Φ15cm重压（见图1），21天后过2.36mm标准筛，过筛后情况见图2，筛余量数据见表1。
表1 预混物筛余量测试结果
编号 石膏（含水率12%） 抗结团剂A1 抗结团剂A2 抗结团剂A3 抗结团剂A4 筛余量/g
A1 300 100 18.3
A2 300 100 65.6
A3 300 100 36.9
A4 300 100 22.4
A5 400 178.5
由表1可以获知，当湿固体废弃物（这里为工业副产石膏）含水率较高，并且在重压的条件下，加入抗结团剂仍然能够起到较好的抗结团效果。相较于曾经试验中筛选出的优选抗结团剂A1（二水合硫酸钙+亚硫酸钙+碳酸钙）而言，新发现了氧化钙与石英粉的组合（抗结团剂A4）具有较为优异的性能，即使在重压条件下试验，最终筛余量22.4g，即按照百分比计，为5.6%。
实施例2：
本试验中抗结团剂选择实施例1中相应抗结团剂，按照表2重量配比，先将抗结团剂与工业副产石膏混合得到预混物，之后将预混物与水泥（平湖南方PO42.5）、矿渣粉混合制备土体固化剂。
按照水灰比1.2；土体固化剂掺量20%；上海机场联络线工地8m淤泥质粘土，液限38%。结果记录于表2。参照标准《JGJT233-2011水泥土配合比设计规程》，《DGTJ 08-2082-2017GS土体硬化剂应用技术规程》进行试验。
表2 硬化土无侧限抗压强度试验结果
由表2可以获知，添加抗结团剂后，土体固化剂能够展现较为优异的性能。
实施例3：
针对前述性能较优的抗结团剂A4（氧化钙与石英粉的组合）继续开展优化试验。按照表3的重量配比（A4、A5除外），先将石英粉与氧化钙混合得到抗结团剂，然后将抗结团剂与工业副产石膏（含水率12%）混合得到预混物，7kg/Φ15cm重压，21天后过2.36mm标准筛，过筛后情况见图3，筛余量数据见表3。
表3 预混物筛余量测试结果
由表3可以获知，对于石英粉而言，其与氧化钙的组合具有明显的抗结团效果。当氧化钙含量过高时，抗结团性能有所下降，可能是因为氧化钙与水反应较为剧烈，反而不利于抗结团。但当石英粉与氧化钙1:1混合时，显示出最佳性能，这和原先预期的氧化钙含量尽量低于40%的理解有所不同，说明石英粉与氧化钙掺杂比例与抗结团性能并非线性关系。
实施例4：
按照表4的重量配比，先将分散组分与氧化钙混合得到抗结团剂，然后将抗结团剂与工业副产石膏（含水率12%）混合得到预混物，7kg/Φ15cm重压，21天后过2.36mm标准筛，筛余量数据见表4。
表4 预混物筛余量测试结果。
编号 石膏（含水率12%） 高岭土 膨润土 重钙200 轻钙 氧化钙 筛余量/g
S1 300 60 40 12.5
S2 300 50 50 0
S3 300 40 60 0
S4 300 60 40 52.2
S5 300 50 50 49.4
S6 300 40 60 63.1
S7 300 60 40 33.5
S8 300 50 50 32.6
S9 300 40 60 27.4
S10 300 60 40 18.8
S11 300 50 50 0
S12 300 40 60 6.2
受石英粉与氧化钙掺杂比例与抗结团性能并非线性关系的启发,进一步扩大分散组分选择范围，通过对分散组分的筛选，发现膨润土和重钙200无法通过配方优化达到筛余量小于4%（筛余量16），高岭土整体效果很好，轻钙在氧化钙含量在50%、60%时均能够满足筛余量小于4%。
实施例5：
石材厂废弃石粉：在石材加工过程中，石材经锯解后产生的石粉，采用循环水处理及二次沉淀后形成的，含水率在10~30%范围内。本实验中使用的废弃石粉含水率15%。
按照表5的重量配比，先将分散组分与氧化钙混合得到抗结团剂，然后将抗结团剂与废弃石粉（含水率15%）混合得到预混物，7kg/Φ15cm重压，21天后过2.36mm标准筛，观察预混物状态，并记录于表5。
表5 预混物状态
编号 废弃石粉（含水率15%） 氧化钙 膨润土 石英粉200 轻钙 状态
Z1 150 10 40 良
Z2 150 25 25 优
Z3 150 10 40 良
Z4 150 25 25 优
Z5 150 25 25 良
Z6 200 差
所述状态主要是观察材料是否出现板结情况，过筛后的筛余是否全部较松软，手动能否捏碎，筛余量的多少。由表5可以获知，针对含水率15%的废弃石粉，抗结团剂也能够取得不错的效果，尤其是石英粉200与氧化钙的组合以及轻钙与氧化钙的组合。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (27)

1.一种土体固化剂用抗结团剂，其特征在于，包含氧化钙和分散组分；其中，分散组分为惰性组分，不与水反应；所述分散组分选自石英粉、高岭土、轻钙中的一种或多种；氧化钙重量百分含量为45％-60％，分散组分重量百分含量为40％-55％。
2.根据权利要求1所述的抗结团剂，其特征在于，由氧化钙和石英粉组成，氧化钙重量百分含量为45％-60％，石英粉重量百分含量为40％-55％；
或，由氧化钙和高岭土组成，氧化钙重量百分含量为45％-60％，高岭土重量百分含量为40％-55％；
或，由氧化钙和轻钙组成，氧化钙重量百分含量为45％-60％，轻钙重量百分含量为40％-55％。
3.根据权利要求1所述的抗结团剂，其特征在于，抗结团剂满足下述条件中的一种或多种：
(1)密度为1-4g/cm3；
(2)细度为200目-2500目；
(3)比表面积800cm2/g以上。
4.权利要求1-3任一项所述抗结团剂的用途，用于土体固化剂、干混砂浆、搅拌桩用施工粉料、搅拌桩用施工浆料、填筑材料、回填材料、路基材料的抗结团或抗结块。
5.一种预混物，其特征在于：包含湿固体废弃物和权利要求1-3任一项所述抗结团剂，所述湿固体废弃物是指含水率1％以上的固体废弃物；所述湿固体废弃物含水率为3％-20％。
6.根据权利要求5所述的预混物，其特征在于：所述湿固体废弃物与所述抗结团剂的加入重量比为10:1-1:3。
7.根据权利要求5所述的预混物，其特征在于：所述湿固体废弃物选自电石渣、工业副产石膏、铝渣、赤泥、废弃石粉中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的预混物，其特征在于，预混物采用2.36mm标准筛，筛余量4％以下。
9.一种权利要求5-8任一项所述预混物的制备方法，其特征在于，将所述湿固体废弃物和抗结团剂混合。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述混合采用磨混的方式。
11.一种土体固化剂，其特征在于，含有权利要求1-3任一项所述抗结团剂。
12.根据权利要求11所述的土体固化剂，其特征在于，含有抗结团剂、湿固体废弃物、矿物外加剂以及任选的水泥、任选的助剂、任选的焚烧灰；所述湿固体废弃物是指含水率1％以上的固体废弃物；所述湿固体废弃物含水率为3％-20％。
13.根据权利要求12所述的土体固化剂，其特征在于，所述湿固体废弃物选自电石渣、工业副产石膏、铝渣、赤泥、废弃石粉中的一种或多种。
14.根据权利要求12所述的土体固化剂，其特征在于，所述土体固化剂满足下述条件中的一种或多种：
(1)矿物外加剂选自铜渣粉、磷渣粉、矿渣粉、粉煤灰、钢渣、天然沸石、硅灰中的一种或多种；
(2)焚烧灰选自污泥焚烧灰、垃圾焚烧灰中的一种或多种；
(3)助剂选自速凝剂、减水剂、增强剂、絮凝剂中的一种或多种；
(4)包含如下重量百分比的原料：5％-25％抗结团剂、15％-35％湿固体废弃物、25％-50％矿物外加剂、0％-30％水泥、0-10％助剂、0-15％焚烧灰。
15.根据权利要求12所述的土体固化剂，其特征在于，土体固化剂包含如下重量百分比的原料：10％-20％抗结团剂、20％-30％湿固体废弃物、30％-45％矿物外加剂、15％-30％水泥、0-10％助剂、0-15％焚烧灰。
16.一种权利要求12-15任一项所述土体固化剂的制备方法，其特征在于，包含(1)将湿固体废弃物和抗结团剂预先混合获得预混物的步骤；(2)将预混物与矿物外加剂、任选的水泥、任选的助剂、任选的焚烧灰混合的步骤。
17.一种土体固化剂，其特征在于：含有权利要求5-8任一项所述预混物；
或，含有如权利要求9或10所述方法制备得到的预混物。
18.根据权利要求17所述的土体固化剂，其特征在于：含有所述预混物、矿物外加剂以及任选的水泥、任选的助剂、任选的焚烧灰。
19.根据权利要求18所述的土体固化剂，其特征在于，所述土体固化剂满足下述条件中的一种或多种：
(1)矿物外加剂选自铜渣粉、磷渣粉、矿渣粉、粉煤灰、钢渣、天然沸石、硅灰中的一种或多种；
(2)焚烧灰选自污泥焚烧灰、垃圾焚烧灰中的一种或多种；
(3)助剂选自速凝剂、减水剂、增强剂、絮凝剂中的一种或多种；
(4)包含如下重量百分比的原料：20％-50％预混物、25％-50％矿物外加剂、0％-30％水泥、0-10％助剂、0-15％焚烧灰。
20.根据权利要求18所述的土体固化剂，其特征在于，土体固化剂包含如下重量百分比的原料：30-40％预混物、30％-45％矿物外加剂、15％-30％水泥、0-10％助剂、0-15％焚烧灰。
21.一种权利要求17-20任一项所述土体固化剂的制备方法，其特征在于，包含(1)将矿物外加剂、任选的水泥、任选的助剂、任选的焚烧灰混合形成A料；(2)将预混物作为B料；(3)将A料与B料混合。
22.一种搅拌桩用施工粉料，其特征在于：含有权利要求1-3任一项所述抗结团剂或含有权利要求5-8任一项所述预混物或含有权利要求11-15、17-20任一项所述土体固化剂。
23.一种搅拌桩用施工浆料，其特征在于：含有权利要求1-3任一项所述抗结团剂或含有权利要求5-8任一项所述预混物或含有权利要求11-15、17-20任一项所述土体固化剂。
24.一种固化土，其特征在于：含有权利要求1-3任一项所述抗结团剂或含有权利要求5-8任一项所述预混物或含有权利要求11-15、17-20任一项所述土体固化剂。
25.一种填筑材料，其特征在于：含有权利要求1-3任一项所述抗结团剂或含有权利要求5-8任一项所述预混物或含有权利要求11-15、17-20任一项所述土体固化剂。
26.一种回填材料，其特征在于：含有权利要求1-3任一项所述抗结团剂或含有权利要求5-8任一项所述预混物或含有权利要求11-15、17-20任一项所述土体固化剂。
27.一种路基材料，其特征在于：含有权利要求1-3任一项所述抗结团剂或含有权利要求5-8任一项所述预混物或含有权利要求11-15、17-20任一项所述土体固化剂。
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