一种用于吹沙造岛的水硬性粉体材料制造技术

本发明专利技术公开了一种用于吹沙造岛的水硬性粉体材料，包括陶瓷研磨污泥微粉末以及超细钢渣微粉末，两者按照质量比4:1～20:1混合。本发明专利技术的有益效果：本发明专利技术利用水化反应时间可控的陶瓷研磨污泥+超细钢渣微粉末混合物，在表面活性剂促使泥沙中水分泌出、泥沙颗粒紧密结合之后再发生水化反应，将泥沙颗粒胶结成为一个均匀结构的整体，使吹沙造地得到的地基有较高的承载力。利用超细钢渣微粉末激活陶瓷研磨污泥微粉末水化活性，取代水化反应过快难以控制的水泥，不但降低了材料成本，保证了施工质量，也使得过去无法作为混凝土材料利用的陶瓷研磨污泥废弃物能够作为混凝土材料加以利用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于吹沙造岛的水硬性粉体材料
本专利技术涉及吹沙造岛
，尤其涉及一种用于吹沙造岛的水硬性粉体材料。
技术介绍
本部分中的陈述仅仅提供了与本专利技术公开的内容有关的背景信息，且可能不构成现有技术。随着海洋工程的开展，吹沙造地规模逐步扩大，原有的依靠泥沙自然沉降形成陆地之后再开始建设的施工工艺已经无法满足对施工速度的要求。在滩涂上一次投入数十台大型挖机将抽吸上来的泥沙与石灰、水泥、高炉矿渣粉末拌和压实的施工技术成了现在加快泥沙固结，尽快形成地基承载力的主要方法。现有吹沙造地施工技术，主要以大型疏浚船舶将港湾泥沙、海沙抽吸吹填到滩涂上通过水分的自然析出带动泥沙沉降形成地基承载力。需要数月甚至数年才能得到稳定的地基承载力。为了提高地基的承载力，尽快得到需要的基础强度，常常利用大型挖机在滩涂上将粉煤灰、石灰、水泥、高炉矿粉末等具有水化反应能力的粉体材料与泥沙混合压实。利用挖机现场拌远远不能满足吹沙造地的工期要求。不但需要投入的设备多，施工时间长，工程质量也难以控制。同时还受到施工地形条件、天气因素的限制，挖机必须逐步推进，防止自身陷入泥泞之中。刚刚吹填上来的泥沙含水量极高，需要等待水分自然离析，泥沙沉降到一定程度结块有了强度才能采用挖机拌和上述粉体材料。如果挖机拌和时出现漏挖或是没有将结块的泥沙打散，就有可能出现拌和不均匀，导致今后出现地基不均匀沉降。拌和时泥沙水分含量过高时，虽然容易拌和，但是水泥、石灰等材料水化反应速度快，有可能出现水硬性材料的水化反应大部分已经完成，而含水量依然过高，这些水化材料微颗粒还无法与泥沙颗粒靠近在一起产生胶结就已经完成水化反应，依然以独立颗粒存在于泥沙之中。上述施工方法主要问题是挖机需要等待吹填上来的泥沙自然沉降一段时间，地基有了承载力之后才能进入现场施工。挖机的拌和效率难以提高，只能是大量投入挖机同时作业。而且拌和质量受人为因素影响大，有可能出现地基的不均匀沉降。同时水泥水化反应时间短，在泥沙沉降之前就完成水化凝固，无法起到胶结作用，而且成本较高。陶瓷研磨污泥主要成分为陶瓷地板砖在抛光打磨时产生的陶瓷微粉以及抛光研磨材料碳化硅，陶瓷微粉的主要化学成分与陶瓷地板砖相同，为二氧化硅。由于在抛光过程中产生的二氧化硅微颗粒比表面积大，表面能量高，具有一定的水化反应能力。陶瓷生产工艺业每年产生上千万吨陶瓷研磨污泥，其含有的碳化硅粉末在烧结时会导致瓷砖产生变形膨胀，因此无法作为陶瓷原料再生利用，只能填埋处理。故现有技术有待改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题就是利用表面活性剂加速泥沙泌水沉降，在泵送泥沙过程中加入水化反应速度可控的陶瓷研磨污泥微粉末+超细钢渣微粉末混合物，在泥沙泌水沉降之后开始水化反应将泥沙胶结成为一个整体形成地基承载力。取消现场挖机拌和施工工艺，极大提高施工速度，降低施工成本，保证施工质量。本专利技术的技术解决方案是：一种用于吹沙造岛的水硬性粉体材料，包括陶瓷研磨污泥微粉末以及超细钢渣微粉末，两者按照质量比4:1～20:1混合。还包括为阳离子型高分子材料的表面活性剂。阳离子型高分子材料可以是十六烷基三甲基溴化铵，双十二烷基二甲基溴化铵，十二烷基三甲基氯化铵等。所述陶瓷研磨污泥微粉末以及超细钢渣微粉末混合物与管道压送泥沙的混合比例为泥沙干重的5～20％。所述表面活性剂与所述陶瓷研磨污泥微粉末以及超细钢渣微粉末混合物的混合比例为0.5～2.0％。超细钢渣微粉末的比表面积在10,000～200,000cm2/g。本专利技术的有益效果：本专利技术利用水化反应时间可控的陶瓷研磨污泥+超细钢渣微粉末混合物，在表面活性剂促使泥沙中水分泌出、泥沙颗粒紧密结合之后再发生水化反应，将泥沙颗粒胶结成为一个均匀结构的整体，使吹沙造地得到的地基有较高的承载力。利用超细钢渣微粉末激活陶瓷研磨污泥微粉末水化活性，取代水化反应过快难以控制的水泥，不但降低了材料成本，保证了施工质量，也使得过去无法作为混凝土材料利用的陶瓷研磨污泥废弃物能够作为混凝土材料加以利用。附图说明图1为本专利技术表面活性剂泥水分离原理图；图2为泥颗粒在水硬性材料作用下固结示意图。具体实施方式实施例：参阅图1和图2，本专利技术从微观结构考虑泥沙微颗粒之间吸附水分的释放问题，通过在抽吸压送管道中加入表面活性剂，改变泥沙微颗粒表面电荷，释放颗粒间隙水分，促使吹填到滩涂上的泥沙迅速产生泥水分离。水分的泌出使得泥沙微颗粒相互靠近密实。此时，预先混入的水化反应速度可控的陶瓷研磨污泥微粉末+超细钢渣微粉末混合物开始发生水化反应，将泥沙微颗粒胶结成为一个整体，有效提高地基承载力。具体来说：本专利技术利用陶瓷研磨污泥经过干燥处理，配合超细钢渣微粉末作为水硬性材料取代石灰、水泥。在管道泵送泥沙进行吹沙造地过程中，将陶瓷研磨污泥干燥粉末与超细钢渣粉末按照一定比例混合后压入输送管道进行混合。同时加入表面活性剂改善泥沙微颗粒表面物化特性，释放间隙水。在泥沙+水混合物之中加入表面活性剂，加快泥水分离速度，当混入了陶瓷研磨污泥干燥粉末与超细钢渣粉末的泥水混合物吹填到滩涂上时，泥水迅速分离，水分析出，泥沙颗粒与陶瓷研磨污泥干燥粉末以及超细钢渣粉末紧密接触，具有一定水化反应能力的上述粉末开始发生水化反应将泥沙颗粒胶结固化成为一个整体，保证地基承载力。其中超细钢渣微粉末是将钢渣通过多级粉碎得到的比表面积在10,000～200,000cm2/g的微粉末，具有极高的表面活性。本专利技术利用作为废弃物进行填埋处理的陶瓷研磨污泥取代水泥以及石灰作为潜在水硬性材料，同时混入少量超细钢渣微粉末作为水化反应调控材料。虽然陶瓷研磨污泥水化反应能力不高，但是每年有上千万吨作为废弃物需要填埋处理，急需寻找再生利用途径。陶瓷研磨污泥以二氧化硅为主体，化学成分稳定，粒度均匀。比表面积在10,000～200,000cm2/g的钢渣微粉末，具有极高的水化反应能力，用于激活陶瓷研磨污泥的水化反应能力。根据泥沙粒径检测结果，将陶瓷研磨污泥与超细钢渣微粉末以质量比4：1～20：1的比例混合后在管道输送泥沙进行吹沙造地过程中均匀混入。泥沙粒径偏小，也就是泥沙中微细泥颗粒较多时，总比表面积大，对水化反应影响更大，需要添加更多的超细钢渣微粉末。采用超细钢渣微粉末调配陶瓷研磨污泥微粉末稳定泥沙的主要目的是使水化反应速度可控，尽可能使泥沙在表面活性剂的作用下先析出水分，微颗粒之间紧密接触，完成泥水分离之后再开始水硬性材料的水化反应。现有的水泥的水化反应在8个小时内已经基本完成，而此时泥沙的沉降才刚刚开始，因此水泥颗粒最终还是以独立颗粒的形态在泥沙+水的混合物中完成水化反应，起不到胶结剂的作用。因此不采用水泥作为胶结材料，而是采用价格低廉的陶瓷研磨污泥为主体，超细钢渣微粉末为激活剂来调控水化反应时间，不但降低了工程成本，实现废弃物资源化利用，也能控制水化反应时间，确保工程质量。更进一步的原理说明：表面活性剂为极性分子，一头吸附在泥沙微颗粒表面，另外一头在水中，由于同性相斥原理将两个泥沙微颗粒间隙拉开，使得颗粒间吸附的间隙水能够自由移动泌出。陶瓷研磨污泥微粉末主要成分为陶瓷地砖抛光研磨时产生的二氧化硅以及少量的研磨助剂碳化硅微粉末。陶瓷研磨污泥微粉末粒度均匀，比表面积大。由于研磨时的能量转移，使其具有微弱的水化反应能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于吹沙造岛的水硬性粉体材料，其特征在于，包括陶瓷研磨污泥微粉末以及超细钢渣微粉末，两者按照质量比4:1～20:1混合。

【技术特征摘要】
1.一种用于吹沙造岛的水硬性粉体材料，其特征在于，包括陶瓷研磨污泥微粉末以及超细钢渣微粉末，两者按照质量比4:1～20:1混合。2.根据权利要求1所述的用于吹沙造岛的水硬性粉体材料，其特征在于，还包括为阳离子型高分子材料的表面活性剂。3.根据权利要求1所述的用于吹沙造岛的水硬性粉体材料，其特征在于，所述陶瓷研磨污泥微粉末以及超细钢渣微粉末混...

【专利技术属性】
技术研发人员：江东，王浩，聂怀军，
申请(专利权)人：佛山水木金谷环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44