一种固废土壤固化剂及其制备工艺制造技术

本发明专利技术属于建筑材料技术领域，具体的说是一种固废土壤固化剂及其制备工艺，包括以下步骤：S1：将普通硅酸盐水泥、钢渣粉、减水剂、速凝剂投入到振动搅拌釜中，充分混合后得到混合粉；S2：在S1步骤的基础上，将加固体投入到混合粉中，在振动条件下充分进行搅拌、混合，搅拌时间为20‑30min；S3：在S2步骤的基础上，将剩余的原料投入到搅拌釜中，充分搅拌、混合后，得到成品的土壤固化剂；所述搅拌时间为15‑20min；本发明专利技术制备的固化剂对于土壤的固化效果好，固化后的土壤强度高，生产成本低，使用方便。

【技术实现步骤摘要】
一种固废土壤固化剂及其制备工艺
本专利技术属于建筑材料
，具体的说是一种固废土壤固化剂及其制备工艺。
技术介绍
土壤固化剂是一种由多种无机、有机材料合成的用于改善和提高土壤工程技术性能的复合材料。其具有固化速度快、早期强度高、固结时间长、后期强度高、用量少、就地取材、节省施工时间以及降低工程造价等优点，在公路、铁路、地铁、水利、房屋等工程建设中具有广阔的应用前景。现有的土壤固化剂种类繁多，但按固化剂的发展过程可分为石灰水泥类固化剂、矿渣硅酸盐类固化剂、高聚物类固化剂和电离子溶液类固化剂。其中，高聚物类固化剂还包括多种树脂、纤维、表面活性剂等类固化剂。高聚物类固化剂，是一种利用表面活性剂改变土粒表面亲水性质，或者利用聚合物交联形成立体结构包裹和胶结土粒，在土壤压实的基础上，可以得到较好的抗压强度的土壤固化剂。其具有掺量少、成本低、施工方便、土壤早期强度和后期稳定强度均可以满足要求等的优点；但其也存在抗水性能比较差，遇水强度急剧降低等的缺点。现有技术中也存在一些关于土壤固化剂的技术方案，如申请号为CN201710368639.9的中国专利公开了一种利用乳化沥青复合固化粉质土的方法，该方法以乳化沥青、水泥和粉质土为原料，虽然能够实现一种可用的路面材料，但在大面积施工时，需要乳化沥青喷洒车、旋耕机等多个设备，同时还存在乳化沥青加工工艺复杂、生产成本高、施工工艺复杂、施工设备要求高等弊端。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，提高固化剂对于土壤的固化效果，提升土壤固化后的强度降低生产成本，本专利技术提出一种固废土壤固化剂及其制备工艺。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述一种固废土壤固化剂及其制备工艺，包括以下质量百分比的原料组成：普通硅酸盐水泥(P.O42.5)18-20％、废弃磷石膏18-20％、生石灰12-15％、钢渣粉10-15％、粉煤灰8-10％、减水剂0.08-0.1％、速凝剂0.09-0.1％、吸附剂1.3-3％、碳酸钠2.5-3％、加固体10-13.8％；所述钢渣粉的细度为400-500目；所述废弃磷石膏经过高温煅烧后，研磨至细度为40-450目；所述生石灰经过研磨后，细度为400-450目；所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述吸附剂为经过研磨得到的粉状沸石；所述加固体为短切棉纤维，长度为3-5mm；所述加固体由经过处理的脱脂棉纤维制备得到；所述制备工艺包括以下步骤：S1：将普通硅酸盐水泥、钢渣粉、减水剂、速凝剂投入到振动搅拌釜中，充分混合后得到混合粉；S2：在S1步骤的基础上，将加固体投入到混合粉中，在振动条件下充分进行搅拌、混合，搅拌时间为20-30min；S3：在S2步骤的基础上，将剩余的原料投入到搅拌釜中，充分搅拌、混合后，得到成品的土壤固化剂；所述搅拌时间为15-20min；工作时，使用废弃的磷石膏充当固化剂的主要材料之一，能够减少固化剂中的水泥的使用量，降低固化剂的生产成本，同时，在使用过程中，添加到固化剂中的钢渣粉与石膏、碳酸钠共同发生反应，使钢渣中存在的f-CaO被活化，之后在和水泥的共同反应过程中产生C-S-H水化物，填充到土壤颗粒的空隙中，封堵土壤颗粒之间的微型水流通道，提高对土壤的固化效果，同时，在使用过程中，通过生石灰与水反应生成的氢氧化钙与土壤中的重金属生成稳定的沉淀物，之后，生成的C-S-H水化物具有良好的吸附性，对土壤中存在的重金属进行吸附，降低土壤中的重金属溶出，同时，在使用过程中，添加的水泥和加固体能够在使用的前期对土壤进行加固，加快土壤固化成型，防止在混入固化剂后土壤的固化速度过慢，同时，通过加固体的作用，在混入到土壤中之后，在土壤内部组成网格形态的结构，进一步提升土壤固化的效果，同时，通过加固体的作用，在土壤中阻止土壤颗粒的流动，降低土壤的流动性，便于固化剂发挥效果，同时，在将固化剂混入到土壤中之后，通过水泥完成对土壤的初期固化，保证土壤具有确定的形体后，在经过一端时间后，通过钢渣粉和磷石膏的渗出的游离钙与水反应生成氢氧化钙，在提高碱性的同时，促进固化剂二次水化，进一步加固土壤的强度，持续提升固化后的土壤强度，提升固化剂的使用效果，同时，通过在固化剂中添加粉煤灰，在使用过程中，通过粉煤灰吸收土壤中的水分，降低土壤中的水分含量，保证待固化的土壤中的水固比合理，保证固化剂能够正常使用，避免土壤中的水分含量过高，影响到固化剂的固化效果以及延长固化剂的固化时间，导致在土壤中出现部分固化剂沉降或聚集，使土壤中固化剂分布不均，影响到固化剂的固化效果。优选的，所述S2步骤中，加固体与混合粉充分搅拌后，将加固体与混合粉分离，得到混合纤维；所述混合纤维分离后，采用机械方式对其进行压缩，缩小其体积，得到压缩纤维；所述压缩纤维的外形呈球形，直径为1-1.5mm；工作时，在加固体与混合粉通过充分搅拌混合之后，使用机械方式对加固体进行压缩，能够有效的减小加固体的体积，缩小其占据的空间，方便固化剂的使用，同时，将加固体压缩成为球形后，能够防止固化剂在使用过程中，相对蓬松的加固体在混入土壤时，出现团聚或漂浮在土壤表面，使固化剂分布不均，影响到固化剂的正常使用和作用发挥，导致土壤的固化效果不佳，同时，在使用过程中，通过对加固体进行压缩，得到压缩纤维后，能够加固体与混合粉进行搅拌过程中附着到加固体上的混合粉稳定存在于加固体中，避免在保存和使用过程中，加固体上附着的混合粉脱离，影响到固化剂的使用效果，同时，在使用过程中，通过搅拌混合，附着到加固体上的混合粉，与土壤中的水分反应，以加固体为骨架在土壤中形成“骨架”结构，进一步提升土壤固化后的强度，避免单独使用加固体后，加固体与土壤颗粒之间的结合力不足，不能够对土壤颗粒形成足够的固定作用力，使固化后的土壤在受到外力作用后，土壤颗粒与加固体之间相互分离，降低加固体的作用效果，进而影响到固化剂对土壤的固化效果。优选的，所述加固体在投入到混合粉中进行混合之前，进行前处理；所述前处理步骤中，将加固体夹在两块网孔板之间，之后通过风机将混合粉吹向夹在网孔板之间的加固体；所述加固体从网孔板之间取下后，加固体的质量增加20-30％；所述加固体从网孔板之间取下后，将加固体投入到剩余的混合粉中，进行搅拌、混合，得到混合纤维；工作时，在制备过程中，通过将加固体夹入到两块网孔板之间，并使用风机将混合粉吹向夹在网孔板之间的加固体，能够通过风机的风力作用，使混合粉充分进入到加固体内部的空隙中，提高加固体对混合粉的吸附效果，增加加固体上吸附的混合粉的数量，从而在固化剂混入到土壤中之后，提升加固体吸水膨胀后，通过混合粉中的普通硅酸盐水泥与土壤颗粒之间的结合强度，并提升加固体自身的强度，从而提高固化剂对土壤的固化效果，同时，在使用过程中，通过使用风力将混合粉混入到加固体中，能够避免通过搅拌方式将混合粉混入到加固体中，大部分混合粉均附着在加固体的表面，受到外力冲击和振动后，加固体表面的附着的混合粉脱落，影响到加固体的作用效果。优选的，所述加固体通过机械方式压缩变成压缩纤维后，将压缩纤维投本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固废土壤固化剂及其制备工艺，其特征在于：包括以下质量百分比的原料组成：/n普通硅酸盐水泥(P.O 42.5)18-20％、废弃磷石膏18-20％、生石灰12-15％、钢渣粉10-15％、粉煤灰8-10％、减水剂0.08-0.1％、速凝剂0.09-0.1％、吸附剂1.3-3％、碳酸钠2.5-3％、加固体10-13.8％；/n所述钢渣粉的细度为400-500目；所述废弃磷石膏经过高温煅烧后，研磨至细度为40-450目；所述生石灰经过研磨后，细度为400-450目；所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述吸附剂为经过研磨得到的粉状沸石；所述加固体为短切棉纤维，长度为3-5mm；所述加固体由经过处理的脱脂棉纤维制备得到；/n所述制备工艺包括以下步骤：/nS1：将普通硅酸盐水泥、钢渣粉、减水剂、速凝剂投入到振动搅拌釜中，充分混合后得到混合粉；/nS2：在S1步骤的基础上，将加固体投入到混合粉中，在振动条件下充分进行搅拌、混合，搅拌时间为20-30min；/nS3：在S2步骤的基础上，将剩余的原料投入到搅拌釜中，充分搅拌、混合后，得到成品的土壤固化剂；所述搅拌时间为15-20min。/n

【技术特征摘要】
1.一种固废土壤固化剂及其制备工艺，其特征在于：包括以下质量百分比的原料组成：
普通硅酸盐水泥(P.O42.5)18-20％、废弃磷石膏18-20％、生石灰12-15％、钢渣粉10-15％、粉煤灰8-10％、减水剂0.08-0.1％、速凝剂0.09-0.1％、吸附剂1.3-3％、碳酸钠2.5-3％、加固体10-13.8％；
所述钢渣粉的细度为400-500目；所述废弃磷石膏经过高温煅烧后，研磨至细度为40-450目；所述生石灰经过研磨后，细度为400-450目；所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述吸附剂为经过研磨得到的粉状沸石；所述加固体为短切棉纤维，长度为3-5mm；所述加固体由经过处理的脱脂棉纤维制备得到；
所述制备工艺包括以下步骤：
S1：将普通硅酸盐水泥、钢渣粉、减水剂、速凝剂投入到振动搅拌釜中，充分混合后得到混合粉；
S2：在S1步骤的基础上，将加固体投入到混合粉中，在振动条件下充分进行搅拌、混合，搅拌时间为20-30min；
S3：在S2步骤的基础上，将剩余的原料投入到搅拌釜中，充分搅拌、混合后，得到成品的土壤固化剂；所述搅拌时间为15-20min。


2.根据权利要求1所述一种固废土壤固化剂及其制备工艺，其特征在于：所述S2步骤中，加固体与混合粉充分搅拌后，将加固体与混合粉分离，得到混合纤维；所述混合纤维分离后，采用机械方式对其进行压缩，缩小其体积，得到压缩纤维(1)；所述压缩纤维(1)的外形呈球形，直径为1-1.5mm。


3....

【专利技术属性】
技术研发人员：倪帅，孙辉东，
申请(专利权)人：倪帅，
类型：发明
国别省市：北京;11