CN1239085A - 一种土壤固化剂 - Google Patents

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Abstract

一种土壤固化剂，以矿渣或矿渣组合物为主体原料，配以适量的碱性激发剂和表面活性剂混合粉磨至勃氏比表面积400—900m2/kg所制成。矿渣组合物为矿渣与铬铁渣、磷渣、硅锰渣、粉煤灰及其它工业废渣的一种或多种复合。可有效地固化砂石和泥土(包括含泥碎石屑、砂质土、粉土、粘土、淤泥、城市垃圾、粉煤灰、工业尾矿等)以作建筑材料。与传统水泥固化相比，在同等条件下，同龄期固化体的强度可提高100%，且抗渗、抗冻、抗化学腐蚀性能大大提高。

Description

一种土壤固化剂
本发明属于土木建筑材料技术领域，特别涉及一种土木建筑工程应用的水硬性胶凝材料。
目前，土木建筑工程应用的胶凝材料主要是硅酸盐水泥，这种胶凝材料对泥土固化效果不好，因而当用砂石作骨科，用硅酸盐水泥作胶凝材料拌合混凝土料时，为了不影响混凝土的性能，则要把砂石中的泥土尽量清洗干净，不仅费时费力，而且增加工程造价。
本发明的目的，就是针对上述情况而研究的一种既可用于固化砂石，又特别能够固化泥土的土壤固化剂，且耐久性好。
本发明的矿渣或矿渣组合物为主体原料，以下列重量配合比的组份混合粉磨至勃氏比表面积400-900m2/kg制成：
矿渣或矿渣组合物：78％-85％；
碱性激发剂：      10％-25％；
表面活性剂：      0.01％-0.15％。
矿渣或矿渣组合物中的水份含量应小于4％，可采取预先烘干，矿渣组合物为矿渣与铬铁渣、磷渣、硅锰渣、粉煤灰及其它工业废渣的一种或多种复合。
表面活性剂为三乙醇胺、亚硫酸盐纸浆废液、醋酸钠、木质磺酸钠、木质磺酸钙的一种或多种复合或这种复合再与尿素的复合。
碱性激发剂Na2CO3、NaOH、Na2SO4、KAl(SO4)2·6H2O、K2NO2、NaF、K2CO3一种或多种复合或这种复合再与水泥熟料复合。
由于本发明的矿渣及矿渣的组合物原料系采用符合GB203规定的粒化高炉矿渣，符合GB6645规定的粒化电炉磷渣，符合JC417规定的粒化铬铁渣，符合JC418规定的粒化高炉钛矿渣，符合GB1596规定的粉煤炭，并且这些均为工业废渣。
由于本发明中的碱性激发剂可直接应用市售的化工产品和一般水泥熟料；并且碱可有效地破坏矿渣中的玻璃体结构，使其结构疏松，使矿渣玻璃体中[SiO4]4-阴离子解聚而形成沸石、水云母、低碱度的水化硅酸钙水化产物。
由于本发明中的表面活性剂可直接应用市售的化工产品；并且表面活性剂一方面可以通过其在矿渣颗粒表面的吸附，防止矿渣颗粒间的凝聚和结团，可提高矿渣的粉磨效率，另一方面可使矿渣颗粒充分分散，同时可将碱激发剂充分地均匀地分散于矿渣颗粒表面，使矿渣玻璃体产生更多的缺陷，从而使矿渣在磨机内就能充分活化。
因此，根据本发明制成的土壤固化剂不仅能够有效地固化砂石和泥土(含泥碎石屑、砂质土、粉土、粘土、淤泥、城市垃圾、粉煤灰、工业尾矿等)以作建筑材料，并与传统水泥固化相比，在同等条件下，同龄期固化体的强度可提高100％，抗渗、抗冻、抗化学腐蚀性能大大提高，可降低工程造价20％以上，而且本发明的主体原料为工业废渣，对于环境保护具有重要的意义。可广泛应用于道路工程、基础处理工程、水利水电工程等领域。
表1至表2为本发明的一组(8个)实施例。表1为矿渣及其矿渣组合物的化学成份；表2为利用表1所列原料的不同的配合比混合粉磨后所制成的不同配合比和不同细度的固化剂。
表3为以表1至表2所列各种实施例，按国际GB177-85《水泥胶砂强度检验方法》进行强度检验的效果显示(其水灰比取0.38)。
表4为以表2所列固化剂和525#硅酸盐水泥，采用70.7×70.7×70.7的三联砂浆试摸，加压成型，掺量均为16％，分别对粉煤灰，含泥碎石屑、粘土进行固化试验的对比效果显示。
        表1            单位：重量百分比(％)
  原  料   烧失量     SiO2   Al2O3   Fe2O3     CaO     MgO     SO3
  矿  渣     ——     31.21     13.84     0.71     39.29     10.08     0.35
  铬铁渣     1.6     26.37     7.92     0.37     51.67     6.77     0.1
高钙粉煤灰     6.4     43.18     23.57     4.76     20.2     1.24     0.84
  硅锰渣     37.69     8.82     0.97     44.1     2.1     0.1
        表2            单位：重量百分比(％)
编号     矿渣     铬铁渣  高钙粉煤灰  硅锰渣     激    发    剂     表面活性剂 比表面积m2/kg
水泥熟料 Na2CO3 NaOH KAl(SO4)2·6H2O   尿素    三乙醇胺 木质磺酸  钠
 A1  84.975  10  3.0     2.0  0.025  420
 A2  84.975  10     2.0  0.025  425
 A3  84.965  10  3.0     2.0  0.025  0.1  745
 A4  70   14.965  10  3.0     2.0  0.025  0.1  721
 A5  81.965  10  6.0     2.0  0.025  0.1  732
 A6  81.965  10  6.0     2.0  0.025  0.1  747
 A7  70.895  15  10  4.0  0.08  0.025  745
 A8  70.895  15  10  4.0  0.08  0.025  731
表3
编号     抗 折 强 度 MPa      抗 压 强 度 MPa
    3天     7天     28天     3天     7天     28天
    A1     7.2     8.8     10.1     30.1     41.2     48.1
    A2     6.6     8.3     9.8     29.8     41.4     47.8
    A3     7.8     9.1     11.2     34.2     49.1     58.3
    A4     7.7     9.3     11.4     36.2     48.1     57.4
    A5     8.4     10.6     12.4     41.5     52.2     66.1
    A6     8.6     11.3     12.6     42.2     52.9     67.2
    A7     7.6     9.0     11.4     35.1     48.1     57.1
    A8     7.5     8.9     11.5     34.8     48.5     57.8
表4    抗压强度    单位MPa
         固    化    剂            水    泥
   龄期    粉煤灰    碎石屑  粘土 粉煤灰    碎石屑    粘  土
    3d     11.1     21.3  4.36     13.9
    7d     18.7     34.2  2.4  8.27     18.1     7.8
   28d     25.3     49.8  5.4  12.08     29.2     9.6

Claims (3)

1、一种以矿渣或矿渣组合物为主体原料的土壤固化剂，其特征在于由下列重量配合比的组份混合粉磨至勃氏比表面积400-900m2/kg所制成：
矿渣或矿渣组合物：78％-85％；
碱性激发剂：      10％-25％；
表面活性剂：      0.01％-0.15％。
2、根据权利要求1所述的土壤固化剂，其特征在于：
所述的矿渣或矿渣组合物中，其含水量应小于4％，并且所述的矿渣组合物为矿渣与铬铁渣、磷渣、硅锰渣、粉煤灰及其它工业废渣的一种或多种复合。
3、根据权利要求1或2所述的土壤固化剂，其特征在于：
所述的表面活性剂为三乙醇胺、亚硫酸盐纸浆废液、醋酸钠、木质磺酸钠、木质磺酸钙的一种或多种复合或其与尿素的复合。
所述的碱性激发剂为Na2CO3、NaOH、Na2SO4、KAl(SO4)2·6H2O、K2NO2、NaF、K2CO3的一种或多种复合或与水泥熟料复合。
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