CN117049851A - 一种建筑渣土水稳层基料的固化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑渣土水稳层基料的固化剂及其制备方法，属于建筑材料技术领域。所述固化剂包括以下重量份的组分：聚羧酸1‑3份、生物聚合物3‑10份、纳米硅粉1‑5份、膨润土粉15‑35份、四聚物1‑5份、活性添加剂40‑55份。本申请的固化剂用于固结建筑渣土时，可改变建筑渣土的流变性和抗渗透性，增强建筑渣土的延展性和韧性，显著提高渣土的强度、抗压性能和保水性能。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及建筑渣土固化剂，具体涉及一种建筑渣土水稳层基料的固化剂及其制备方法。
背景技术
建筑渣土是指在建设过程中因拆除、施工、整修、改建、疏浚、挖掘等造成的土石方废料，以及由于自然灾害、地质灾害、城市建设、工业活动等原因产生的废弃物。因此，建筑渣土的特点是多样性和复杂性。它来自于不同的场所、不同的项目、不同的工程，具有不同的物理、化学和有机特点。由于大部分的建筑渣土中含有大量的有机物、金属离子、化学物质等，如果不进行合理的处理，将会给环境造成严重的污染。另外，它也占据了城市的一定的空间资源，限制了城市的可持续发展。
水稳层凝固后具有抗融冻交变载荷强、表面强度高等优点，是当今市政道路常用的基层材料，但其收缩系数较大，抗变形能力较低，透水性差，表面易积水，破裂后不能愈合对荷载大小的敏感性较大。这会极大影响市政道路的力学性能，水稳层的施工质量在道路工程路面的施工质量中扮演着非常重要的角色。
建筑渣土主要采用普通水泥和一般的固化剂进行固结做道路水稳基层材料。普通水泥用于固结建筑渣土做道路水稳层基料时，由于建筑渣土中含有大量的层状吸水泥土矿物成分，会吸收大量的拌合水，使拌合物中自由水减少，在生产过程中，为了满足拌合物的工作性要求，往往会多加入一部水，提高拌合物的粘度，水胶比的增大造成拌合物强度降低。因此普通水泥用于固结建筑渣土时，拌合物需水量大，保塑性差、收缩加大、强度低和结构易开裂，难以实现建筑渣土在道路水稳基层的规模化应用。使用一般固化剂用于固结建筑渣土时同样存在强度低、保水性差的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种建筑渣土水稳层基料的固化剂及其制备方法。其用于固结建筑渣土时，可改变建筑渣土的流变性和抗渗透性，增强建筑渣土的延展性和韧性，显著提高渣土的强度、抗压性能和保水性能。
本发明一方面提供了一种建筑渣土水稳层基料的固化剂，所述固化剂包括以下重量份的组分：聚羧酸1-3份、生物聚合物3-10份、纳米硅粉1-5份、膨润土粉15-35份、四聚物1-5份、活性添加剂40-55份。
本发明另一方面提供了一种建筑渣土水稳层基料的固化剂的制备方法，所述制备方法包括：先将聚羧酸、生物聚合物、纳米硅粉、膨润土粉和四聚物混合后得到混合物，然后将混合物加入到所述活性添加剂中混合搅拌，得到建筑渣土水稳层基料的固化剂。
本发明另一方面提供了一种上述的建筑渣土水稳层基料的固化剂或上述的制备方法制得的建筑渣土水稳层基料的固化剂在道路水稳基层中的应用。
本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项：
1、本发明提供的建筑渣土水稳层基料的固化剂，聚羧酸中的羧基可以与水分子通过电荷作用力结合，占据空隙中的空间，阻止水分子通透，从而提高材料的抗渗性。聚羧酸分子中带负电荷的羧基可以与固化剂中的无机组分(如水泥、石灰)发生化学作用，释放出水和其他小分子(如Ca2+)，这种反应可以激活水泥的水化反应，从而增强固化效果。聚羧酸中的羧基与固化剂中的其他有机组分(如木质素)可以通过电荷相互作用交联，这种交联可以在水溶液中形成网络结构。这种网络结构的形成也有助于改善流变特性，提高强度；
2、本发明提供的建筑渣土水稳层基料的固化剂，木质素粉中有大量的芳香核和羟基，这些官能团之间可以通过氢键相互作用，生成三维网络结构。这种网络结构可以增强材料的延展性和韧性。木质素粉中的羟基可以与水分子通过氢键作用相互连接，这种相互作用可以限制水分子的流动，从而提高材料的保水性。木质素粉中的芳香核与无机组分(如水泥)之间可以发生π-π堆积作用，这种作用能够增强无机组分的结构稳定性，提高材料的抗压强度；
3、本发明提供的建筑渣土水稳层基料的固化剂，纳米硅粉颗粒较细小，可以均匀分散在固化剂基体中，填充在基体的微细孔隙中，这种填充作用可以限制基体的变形，从而显著增强抗压强度。纳米硅粉表面积大，可以通过物理吸附或化学作用与固化剂中的液态组分结合，这种作用能够改善固化剂的流动性和稳定性；
4、本发明提供的建筑渣土水稳层基料的固化剂，膨润土表面带负电荷,可以与正电荷的组分产生电荷作用，这种作用可以增加流体的内聚力，改善流动性和稳定性。膨润土颗粒层间有一定空隙，这些空隙可以吸附水分子和气体小分子，限制其迁移渗透，从而减少收缩率，改善材料的气密性；
5、本发明提供的建筑渣土水稳层基料的固化剂，四聚物的长链分子结构可以起到增韧剂的作用，当固化剂出现裂纹时，四聚物链分子可以吸收部分能量，增大断裂面的曲折，改变裂纹扩展方向，以提高韧性；
6、本发明提供的建筑渣土水稳层基料的固化剂，固化剂各组分之间相互增强协同，具有反应条件温和、过程环保、产品性能高的优点，是一种环境友好型高性能固化剂，适用于建筑渣土的处理，具有较高的应用价值。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面以示例的方式进行详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
另外，在发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的一种建筑渣土水稳层基料的固化剂及其制备方法。
在本发明的一个示例性实施例中，建筑渣土水稳层基料的固化剂的制备方法可通过以下步骤来实现：
先将1-3份聚羧酸、3-10份生物聚合物、1-5份纳米硅粉、15-35份膨润土粉和1-5份四聚物混合后得到混合物，然后将混合物加入到40-55份活性添加剂中混合搅拌，得到建筑渣土水稳层基料的固化剂。
优选地，先将1-2份聚羧酸、5-10份生物聚合物、3-5份纳米硅粉、20-30份膨润土粉和1-2份四聚物混合后得到混合物，然后将混合物加入到45-50份活性添加剂中混合搅拌，得到建筑渣土水稳层基料的固化剂。
其中，聚羧酸的制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸钠和过硫酸钾在60-70℃下反应5-6h，得到分子量为45000-50000的丙烯酸聚合物，稀释、中和得到聚羧酸。
优选地，聚羧酸的制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸钠和过硫酸钾在70℃下反应6h，得到分子量为45000-50000的丙烯酸聚合物，稀释、中和得到聚羧酸。
聚羧酸中的羧基可以与水分子通过电荷作用力结合，占据空隙中的空间，阻止水分子通透，从而提高材料的抗渗性。聚羧酸分子中带负电荷的羧基可以与固化剂中的无机组分(如水泥、石灰)发生化学作用，释放出水和其他小分子(如Ca2+)，这种反应可以激活水泥的水化反应，从而增强固化效果。聚羧酸中的羧基与固化剂中的其他有机组分(如木质素)可以通过电荷相互作用交联，这种交联可以在水溶液中形成网络结构。这种网络结构的形成也有助于改善流变特性，提高强度。
生物聚合物的制备方法为：将木屑在130-150℃下水解2-3h，然后用Ca(OH)2调节pH至10-11，在60-70℃下提取2-3h得到液态木质素产物，经酸化、干燥制得木质素粉。
优选地，生物聚合物的制备方法为：将木屑在150℃下水解2h，然后用Ca(OH)2调节pH至10，在70℃下提取2h得到液态木质素产物，经酸化、干燥制得木质素粉。
木质素粉中有大量的芳香核和羟基，这些官能团之间可以通过氢键相互作用，生成三维网络结构。这种网络结构可以增强材料的延展性和韧性。木质素粉中的羟基可以与水分子通过氢键作用相互连接，这种相互作用可以限制水分子的流动，从而提高材料的保水性。木质素粉中的芳香核与无机组分(如水泥)之间可以发生π-π堆积作用，这种作用能够增强无机组分的结构稳定性，提高材料的抗压强度。
纳米硅粉的制备方法为：将硅酸钠在球磨机中在330-350℃下反应5-6h，得到纳米硅粉，所述纳米硅粉的粒径为30-50nm，比表面积为200-500m2/g。
优选地，纳米硅粉的制备方法为：将硅酸钠在球磨机中在350℃下反应6h，得到纳米硅粉，所述纳米硅粉的粒径为30-50nm，比表面积为200-500m2/g。
纳米硅粉颗粒较细小，可以均匀分散在固化剂基体中，填充在基体的微细孔隙中，这种填充作用可以限制基体的变形，从而显著增强抗压强度。纳米硅粉表面积大，可以通过物理吸附或化学作用与固化剂中的液态组分结合，这种作用能够改善固化剂的流动性和稳定性。
膨润土的处理方式：选择尖晶石及凹凸晶型比大于90％的膨润土矿石，将所述膨润土矿石烘干后采用干法粉磨，粉磨后制得膨润土粉，比表面积为300-500m2/g。
膨润土表面带负电荷,可以与正电荷的组分产生电荷作用，这种作用可以增加流体的内聚力，改善流动性和稳定性。膨润土颗粒层间有一定空隙，这些空隙可以吸附水分子和气体小分子，限制其迁移渗透，从而减少收缩率，改善材料的气密性。
四聚物的制备方法为：将环氧乙烷和丙烯酸在60-70℃下反应6-8h，生成四聚丙烯酸酯，经稀释成含固体30％-40％的液态四聚物。
优选地，四聚物的制备方法为：将环氧乙烷和丙烯酸在70℃下反应6h，生成四聚丙烯酸酯，经稀释成含固体30％的液态四聚物。
四聚物的长链分子结构可以起到增韧剂的作用，当固化剂出现裂纹时，四聚物链分子可以吸收部分能量，增大断裂面的曲折，改变裂纹扩展方向，以提高韧性。
活性添加剂由水泥、石灰、粉煤灰和矿物粉按照2:1:0.5：0.1的比例组成。
实施例1
本实施例制备了一种建筑渣土水稳层基料的固化剂1#，使用以下方法制备：先将20g聚羧酸、75g木质素粉、40g纳米硅粉、250g膨润土粉和20g四聚物混合后得到混合物，然后将混合物加入到480g活性添加剂中混合搅拌，得到建筑渣土水稳层基料的固化剂1#。
其中，聚羧酸的制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸钠和过硫酸钾在70℃下反应6h，得到分子量为45000-50000的丙烯酸聚合物，稀释、中和得到聚羧酸。
木质素粉的制备方法为：将木屑在150℃下水解2h，然后用Ca(OH)2调节pH至10，在70℃下提取2h得到液态木质素产物，经酸化、干燥制得木质素粉。
纳米硅粉的制备方法为：将硅酸钠在球磨机中在350℃下反应6h，得到纳米硅粉，所述纳米硅粉的粒径为30-50nm，比表面积为200-500m2/g。
膨润土的处理方式：选择尖晶石及凹凸晶型比大于90％的膨润土矿石，将所述膨润土矿石烘干后采用干法粉磨，粉磨后制得膨润土粉，比表面积为300-500m2/g。
四聚物的制备方法为：将环氧乙烷和丙烯酸在70℃下反应6h，生成四聚丙烯酸酯，经稀释成含固体30％的液态四聚物。
活性添加剂由水泥、石灰、粉煤灰和矿物粉按照2:1:0.5：0.1的比例组成。
实施例2
本实施例制备了另一种建筑渣土水稳层基料的固化剂2#，使用以下方法制备：先将12g聚羧酸、30g木质素粉、11g纳米硅粉、150g膨润土粉和10g四聚物混合后得到混合物，然后将混合物加入到420g活性添加剂中混合搅拌，得到建筑渣土水稳层基料的固化剂2#。
其中，聚羧酸的制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸钠和过硫酸钾在70℃下反应6h，得到分子量为45000-50000的丙烯酸聚合物，稀释、中和得到聚羧酸。
木质素粉的制备方法为：将木屑在150℃下水解2h，然后用Ca(OH)2调节pH至10，在70℃下提取2h得到液态木质素产物，经酸化、干燥制得木质素粉。
纳米硅粉的制备方法为：将硅酸钠在球磨机中在350℃下反应6h，得到纳米硅粉，所述纳米硅粉的粒径为30-50nm，比表面积为200-500m2/g。
膨润土的处理方式：选择尖晶石及凹凸晶型比大于90％的膨润土矿石，将所述膨润土矿石烘干后采用干法粉磨，粉磨后制得膨润土粉，比表面积为300-500m2/g。
四聚物的制备方法为：将环氧乙烷和丙烯酸在70℃下反应6h，生成四聚丙烯酸酯，经稀释成含固体30％的液态四聚物。
活性添加剂由水泥、石灰、粉煤灰和矿物粉按照2:1:0.5：0.1的比例组成。
实施例3
本实施例制备了另一种建筑渣土水稳层基料的固化剂3#，使用以下方法制备：先将30g聚羧酸、90g木质素粉、45g纳米硅粉、300g膨润土粉和35g四聚物混合后得到混合物，然后将混合物加入到520g活性添加剂中混合搅拌，得到建筑渣土水稳层基料的固化剂3#。
其中，聚羧酸的制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸钠和过硫酸钾在70℃下反应6h，得到分子量为45000-50000的丙烯酸聚合物，稀释、中和得到聚羧酸。
木质素粉的制备方法为：将木屑在150℃下水解2h，然后用Ca(OH)2调节pH至10，在70℃下提取2h得到液态木质素产物，经酸化、干燥制得木质素粉。
纳米硅粉的制备方法为：将硅酸钠在球磨机中在350℃下反应6h，得到纳米硅粉，所述纳米硅粉的粒径为30-50nm，比表面积为200-500m2/g。
膨润土的处理方式：选择尖晶石及凹凸晶型比大于90％的膨润土矿石，将所述膨润土矿石烘干后采用干法粉磨，粉磨后制得膨润土粉，比表面积为300-500m2/g。
四聚物的制备方法为：将环氧乙烷和丙烯酸在70℃下反应6h，生成四聚丙烯酸酯，经稀释成含固体30％的液态四聚物。
活性添加剂由水泥、石灰、粉煤灰和矿物粉按照2:1:0.5：0.1的比例组成。
实施例4
本实施例制备了另一种建筑渣土水稳层基料的固化剂4#，使用以下方法制备：先将20g聚羧酸、80g木质素粉、25g纳米硅粉、280g膨润土粉和22g四聚物混合后得到混合物，然后将混合物加入到500g活性添加剂中混合搅拌，得到建筑渣土水稳层基料的固化剂4#。
其中，聚羧酸的制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸钠和过硫酸钾在60℃下反应5h，得到分子量为50000的丙烯酸聚合物，稀释、中和得到聚羧酸。
木质素粉的制备方法为：将木屑在130℃下水解3h，然后用Ca(OH)2调节pH至11，在60℃下提取3h得到液态木质素产物，经酸化、干燥制得木质素粉。
纳米硅粉的制备方法为：将硅酸钠在球磨机中在330℃下反应5h，得到纳米硅粉，所述纳米硅粉的粒径为30-50nm，比表面积为200-500m2/g。
膨润土的处理方式：选择尖晶石及凹凸晶型比大于90％的膨润土矿石，将所述膨润土矿石烘干后采用干法粉磨，粉磨后制得膨润土粉，比表面积为300-500m2/g。
四聚物的制备方法为：将环氧乙烷和丙烯酸在60℃下反应8h，生成四聚丙烯酸酯，经稀释成含固体30％的液态四聚物。
活性添加剂由水泥、石灰、粉煤灰和矿物粉按照2:1:0.5：0.1的比例组成。
对比例1
本对比例制备了一种建筑渣土水稳层基料的固化剂D1#，使用以下方法制备：先将75g木质素粉、40g纳米硅粉、250g膨润土粉和20g四聚物混合后得到混合物，然后将混合物加入到480g活性添加剂中混合搅拌，得到建筑渣土水稳层基料的固化剂D1#。
其中，木质素粉的制备方法为：将木屑在150℃下水解2h，然后用Ca(OH)2调节pH至10，在70℃下提取2h得到液态木质素产物，经酸化、干燥制得木质素粉。
纳米硅粉的制备方法为：将硅酸钠在球磨机中在350℃下反应6h，得到纳米硅粉，所述纳米硅粉的粒径为30-50nm，比表面积为200-500m2/g。
膨润土的处理方式：选择尖晶石及凹凸晶型比大于90％的膨润土矿石，将所述膨润土矿石烘干后采用干法粉磨，粉磨后制得膨润土粉，比表面积为300-500m2/g。
四聚物的制备方法为：将环氧乙烷和丙烯酸在70℃下反应6h，生成四聚丙烯酸酯，经稀释成含固体30％的液态四聚物。
活性添加剂由水泥、石灰、粉煤灰和矿物粉按照2:1:0.5：0.1的比例组成。
对比例2
本对比例制备了另一种建筑渣土水稳层基料的固化剂D2#，使用以下方法制备：先将20g聚羧酸、40g纳米硅粉、250g膨润土粉和20g四聚物混合后得到混合物，然后将混合物加入到480g活性添加剂中混合搅拌，得到建筑渣土水稳层基料的固化剂D2#。
其中，聚羧酸的制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸钠和过硫酸钾在70℃下反应6h，得到分子量为45000-50000的丙烯酸聚合物，稀释、中和得到聚羧酸。
纳米硅粉的制备方法为：将硅酸钠在球磨机中在350℃下反应6h，得到纳米硅粉，所述纳米硅粉的粒径为30-50nm，比表面积为200-500m2/g。
膨润土的处理方式：选择尖晶石及凹凸晶型比大于90％的膨润土矿石，将所述膨润土矿石烘干后采用干法粉磨，粉磨后制得膨润土粉，比表面积为300-500m2/g。
四聚物的制备方法为：将环氧乙烷和丙烯酸在70℃下反应6h，生成四聚丙烯酸酯，经稀释成含固体30％的液态四聚物。
活性添加剂由水泥、石灰、粉煤灰和矿物粉按照2:1:0.5：0.1的比例组成。
对比例3
本对比例制备了另一种建筑渣土水稳层基料的固化剂D3#，使用以下方法制备：先将20g聚羧酸、75g木质素粉、250g膨润土粉和20g四聚物混合后得到混合物，然后将混合物加入到480g活性添加剂中混合搅拌，得到建筑渣土水稳层基料的固化剂D3#。
其中，聚羧酸的制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸钠和过硫酸钾在70℃下反应6h，得到分子量为45000-50000的丙烯酸聚合物，稀释、中和得到聚羧酸。
木质素粉的制备方法为：将木屑在150℃下水解2h，然后用Ca(OH)2调节pH至10，在70℃下提取2h得到液态木质素产物，经酸化、干燥制得木质素粉。
膨润土的处理方式：选择尖晶石及凹凸晶型比大于90％的膨润土矿石，将所述膨润土矿石烘干后采用干法粉磨，粉磨后制得膨润土粉，比表面积为300-500m2/g。
四聚物的制备方法为：将环氧乙烷和丙烯酸在70℃下反应6h，生成四聚丙烯酸酯，经稀释成含固体30％的液态四聚物。
活性添加剂由水泥、石灰、粉煤灰和矿物粉按照2:1:0.5：0.1的比例组成。
对比例4
本对比例制备了另一种建筑渣土水稳层基料的固化剂D4#，使用以下方法制备：先将20g聚羧酸、75g木质素粉、40g纳米硅粉、250g膨润土粉混合后得到混合物，然后将混合物加入到480g活性添加剂中混合搅拌，得到建筑渣土水稳层基料的固化剂D4#。
其中，聚羧酸的制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸钠和过硫酸钾在70℃下反应6h，得到分子量为45000-50000的丙烯酸聚合物，稀释、中和得到聚羧酸。
木质素粉的制备方法为：将木屑在150℃下水解2h，然后用Ca(OH)2调节pH至10，在70℃下提取2h得到液态木质素产物，经酸化、干燥制得木质素粉。
纳米硅粉的制备方法为：将硅酸钠在球磨机中在350℃下反应6h，得到纳米硅粉，所述纳米硅粉的粒径为30-50nm，比表面积为200-500m2/g。
活性添加剂由水泥、石灰、粉煤灰和矿物粉按照2:1:0.5：0.1的比例组成。
对比例5
本对比例制备了另一种建筑渣土水稳层基料的固化剂D4#，使用以下方法制备：先将20g聚羧酸、75g木质素粉、40g纳米硅粉和20g四聚物混合后得到混合物，然后将混合物加入到480g活性添加剂中混合搅拌，得到建筑渣土水稳层基料的固化剂1#。
其中，聚羧酸的制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸钠和过硫酸钾在70℃下反应6h，得到分子量为45000-50000的丙烯酸聚合物，稀释、中和得到聚羧酸。
木质素粉的制备方法为：将木屑在150℃下水解2h，然后用Ca(OH)2调节pH至10，在70℃下提取2h得到液态木质素产物，经酸化、干燥制得木质素粉。
纳米硅粉的制备方法为：将硅酸钠在球磨机中在350℃下反应6h，得到纳米硅粉，所述纳米硅粉的粒径为30-50nm，比表面积为200-500m2/g。
四聚物的制备方法为：将环氧乙烷和丙烯酸在70℃下反应6h，生成四聚丙烯酸酯，经稀释成含固体30％的液态四聚物。
活性添加剂由水泥、石灰、粉煤灰和矿物粉按照2:1:0.5：0.1的比例组成。
将实施例1～4制备的建筑渣土水稳层基料的固化剂1#～4#和对比例1～5中制备的建筑渣土水稳层基料的固化剂D1#～D5#进行性能测试，具体方法为：各固化剂为7％，建筑渣土93％，水分控制在10-12％，各种原料经计量后进入搅拌机进行拌和，拌和均匀后由汽车运输到现场进行摊铺，经整形后，立即用压路机进行碾压，为保证碾压效果，根据摊铺宽度，压路机的轮宽和轮距的不同，碾压次数要随时调整，碾压完成并经压实度检查合格后，要立即开始养护，养护7天后取芯进行检测。
测试1、抗压强度对比
抗压强度对比按JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》的方法制备和养护试件，试件成型压实度控制在96％，对钢渣路面基层材料进行无侧限抗压强度测试。得到表1的测试结果。
表1
| 固化剂 | 7d(MPa) | 14d(MPa) | 28d(MPa) | 60d(MPa) |
| 1# | 4.59 | 4.98 | 5.12 | 5.25 |
| 2# | 4.21 | 4.43 | 4.65 | 4.72 |
| 3# | 4.29 | 4.51 | 4.76 | 4.94 |
| 4# | 4.38 | 4.73 | 4.98 | 5.13 |
| D1# | 3.36 | 3.65 | 3.93 | 4.10 |
| D2# | 3.54 | 3.86 | 4.02 | 4.29 |
| D3# | 3.76 | 4.04 | 4.14 | 4.44 |
| D4# | 4.07 | 4.25 | 4.47 | 4.68 |
| D5# | 4.20 | 4.55 | 4.71 | 4.87 |
由表1可知，本申请的固化剂在固结建筑渣土做道路水稳基层材料的抗压强度均高于对比实施例中的固化剂的抗压强度，对比实施例1～3中未添加聚羧酸、木质素粉、纳米硅粉的固化剂的抗压强度均明显较低，说明添加聚羧酸、木质素粉、纳米硅粉的固化剂明显能提高固结建筑渣土做道路水稳基层材料的抗压强度。
测试2、浸泡试验对比(水稳系数)
浸泡试验对比按JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》规定的方法进行，试件成型压实度控制在96％。试件尺寸为：Φ50mm×100mm。得到表2的测试结果。
表2
由表2可知，实施例1～4中的固化剂在固结建筑渣土做道路水稳基层材料的平均抗压强度和水稳系数均优于对比实施例中的固化剂。
测试3、干湿循环试验对比(水稳系数)
干湿循环试验对比按JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》规定的方法进行，试件成型压实度控制在96％。试件尺寸为：Φ50mm×100mm。得到表3的测试结果。
表3
由表3可知，实施例1～4中的固化剂在固结建筑渣土做道路水稳基层材料的平均抗压强度和水稳系数均优于对比实施例中的固化剂。
测试4、干燥收缩试验对比
干燥收缩试验对比按JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》规定的方法进行，试件成型压实度控制在96％。试件尺寸为：Φ50mm×100mm。得到表4的测试结果。
表4
由表4可知，实施例1～4中的固化剂在固结建筑渣土做道路水稳基层材料的抗干缩性均优于对比实施例中的固化剂。对比实施例2、4、5中未添加木质素粉、四聚物、膨润土粉的固化剂在固结建筑渣土做道路水稳基层材料的抗干缩性明显较差，说明添加木质素粉、四聚物、膨润土粉的固化剂明显能提高固结建筑渣土做道路水稳基层材料的保水性。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种建筑渣土水稳层基料的固化剂，其特征在于，所述固化剂包括以下重量份的组分：聚羧酸1-3份、生物聚合物3-10份、纳米硅粉1-5份、膨润土粉15-35份、四聚物1-5份、活性添加剂40-55份。
2.根据权利要求1所述的建筑渣土水稳层基料的固化剂，其特征在于，所述固化剂包括以下重量份的组分：聚羧酸1-2份、生物聚合物5-10份、纳米硅粉3-5份、膨润土粉20-30份、四聚物1-2份、活性添加剂45-50份。
3.根据权利要求1所述的建筑渣土水稳层基料的固化剂，其特征在于，所述聚羧酸的制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸钠和过硫酸钾在60-70℃下反应5-6h，得到分子量为45000-50000的丙烯酸聚合物，稀释、中和得到聚羧酸。
4.根据权利要求1所述的建筑渣土水稳层基料的固化剂，其特征在于，所述生物聚合物的制备方法为：将木屑在130-150℃下水解2-3h，然后用Ca(OH)2调节pH至10-11，在60-70℃下提取2-3h得到液态木质素产物，经酸化、干燥制得木质素粉。
5.根据权利要求1所述的建筑渣土水稳层基料的固化剂，其特征在于，所述纳米硅粉的制备方法为：将硅酸钠在球磨机中在330-350℃下反应5-6h，得到纳米硅粉，所述纳米硅粉的粒径为30-50nm，比表面积为200-500m2/g。
6.根据权利要求1所述的建筑渣土水稳层基料的固化剂，其特征在于，所述膨润土的处理方式：选择尖晶石及凹凸晶型比大于90％的膨润土矿石，将所述膨润土矿石烘干后采用干法粉磨，粉磨后制得膨润土粉，比表面积为300-500m2/g。
7.根据权利要求1所述的建筑渣土水稳层基料的固化剂，其特征在于，所述四聚物的制备方法为：将环氧乙烷和丙烯酸在60-70℃下反应6-8h，生成四聚丙烯酸酯，经稀释成含固体30％-40％的液态四聚物。
8.根据权利要求1所述的建筑渣土水稳层基料的固化剂，其特征在于，所述活性添加剂由水泥、石灰、粉煤灰和矿物粉按照2:1:0.5：0.1的比例组成。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的建筑渣土水稳层基料的固化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：先将聚羧酸、生物聚合物、纳米硅粉、膨润土粉和四聚物混合后得到混合物，然后将混合物加入到所述活性添加剂中混合搅拌，得到建筑渣土水稳层基料的固化剂。
10.一种如权利要求1-8中任意一项所述的建筑渣土水稳层基料的固化剂或权利要求9所述的制备方法制得的建筑渣土水稳层基料的固化剂在道路水稳基层中的应用。
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