一种粉细砂固结剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种粉细砂固结剂及其制备方法，包括如下组分制成：按重量份数计：黄粉河细砂50

【技术实现步骤摘要】
一种粉细砂固结剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及黄河粉细砂固结剂制备
，具体为一种粉细砂固结剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]黄河泥质粉细砂简称黄河泥砂，是黄河下游的河流沉积物。黄河之所以有着大量的泥砂是因为黄河流经了黄土高原，水流的冲击力太大，造成了大量的水土流失。致使黄河携带了大量泥砂，而当黄河流经中下游时，由于流速慢慢变缓，从而导致泥砂大量沉积，就这样使得黄河成为世界上非常有名的地上悬河，历史上曾无数次的发生决口，直到今天黄河每到汛期都存在着高危隐患，所以说黄河在历史上是一条多灾多难的河流。由于悬河高程大并且河道曲回弯急，给黄河防汛和治理带来极大困难，黄河泥砂逐年沉积又会进一步抬高河床，而且黄河泥砂会侵蚀良田，遇风尘土飞扬，恶化环境，严重影响生态。
[0003]对河流泥沙进行固化，形成新型人造防汛护堤材料，是在近年来人们研究河流泥砂资源化利用所取得成果的基础上提出的新课题。就是在河流泥砂中添加相应的固化材料，通过活化搅拌等工艺流程，将泥砂制成防汛石用来取代天然石料，是统筹防洪和环保问题的有效解决途径。将泥砂制成防汛石用于堤防，既可以降低成本，又将会得到一种很好的防汛石料，对河堤加固和防汛防灾有重大的现实意义。河流泥砂固结技术是一种取之于河流，用之于河流的做法，具有可观的经济效益、资源效益、环境效益、生态效益和社会效益。
[0004]现有的固结剂对黄河泥沙的资源化、合理化利用不足，且固结剂相应的品质低劣。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种粉细砂固结剂及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的现有的固结剂对黄河泥沙的资源化、合理化利用不足，且固结剂相应的品质低劣的问题。
[0006]为此，本专利技术提供了一种粉细砂固结剂，包括如下组分制成：按重量份数计：黄粉河细砂50
‑
70、凝胶30
‑
45、自来水10
‑
20。
[0007]优选的，所述凝胶为矿粉基凝胶材料、粉煤灰基凝胶材料、赤泥基凝胶材料、柠檬酸渣基凝胶材料、铝土尾矿基胶凝材料和水玻璃基凝胶材料中的任意一种。
[0008]一种粉细砂固结剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1、将风干后的黄河细粉砂、凝胶和生石膏粉按照7：2：1的比例加入混合机中，持续混合20min后，加自来水持续混合40min，混合过程中控制混合的温度在50
‑
70℃，混合过程中泥质粉细砂中的纳米级颗粒，一些活性氧化硅和活性氧化铝参与了聚合反应，在温度较高的湿热条件下，砂粒表面会在激发剂的作用下生成CSH和CAH凝胶，最终结构是水化硅酸钙凝胶与水化铝酸钙凝胶包裹表面已经发生反应的粉细砂颗粒，形成一种连续的整体结构；
[0010]S2、性能检测：按照正常的实验方式对固结剂的密度、细度、安全性、标准稠度用水
量、凝结时间、力学和耐久性、抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻性能、含泥量影响进行测试；
[0011]S 3、确定凝胶的最佳用量：将含水量接近零的干燥泥质粉细砂装满容积为 1000ml的标准烧杯，然后用另一只装入500g水的烧杯缓慢加水，直到水面高于砂面，待其稳定后，倒出高出砂面的水进行称量，最终粉细砂吸收的总水量就是粉细砂的孔隙度，经测定，黄河泥质粉细砂的孔隙率为35.4％，然后在在粉细砂中分别加入了30％、35％、40％和45％的胶凝材料，对产生的固结剂进行测试。
[0012]优选的，所述S3步骤中，力学和耐久性测试：制备了一批不同配比、不同规格的防汛石，并投放于黄河花园口的黄河右岸，一部分放置于黄河大堤上，一部分投放于水中，以检验防汛石的耐久性，按《混凝土物理力学性能试验方法标准》(GB/T 50081
‑
2019)进行抗压强度试验。
[0013]优选的，所述S3步骤中，抗冻性能实验：按《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082
‑
2009)慢冻法进行抗冻试验，试件尺寸为100mm
ꢀ×
100mm
×
100mm的立方体，采用自动冻融设备冷冻期间冻融试验箱，内空气的温度保持在(－20～－18)℃范围内；融化期间冻融试验箱内浸泡混凝土试件的水温保持在(18～20)℃范围内；满载时冻融试验箱内各点温度极差不应超过2℃进行试验。
[0014]优选的，所述S3步骤中，抗硫酸盐侵蚀性能测试：按《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082
‑
2009)进行抗硫酸盐侵蚀性能试验，试件尺寸为100mm
×
100mm
×
100mm的立方体，每组应为3块。在干湿交替环境中，以经受的最大干湿循环次数来检测的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。
[0015]优选的，所述S3步骤中，含泥量影响测试：通过加入10％
‑
50％的小于0.08mm 的量泥质成分，测试在不同含泥量对水泥固结体和固结剂固结体抗压强度的影响。
[0016]优选的，所述S3步骤中，室外暴露测试：在黄河花园口堤防险工上进行了室外暴露试验，暴露试验分为自然暴露试验和水下暴露试验。试验样品按照20％、 30％、40％掺量制备200mm*200mm*200mm的立方体试件，养护28天后放置到现场。
[0017]本专利技术提出的一种粉细砂固结剂及其制备方法，其有益效果在于：
[0018]1、该固结剂在黄河泥砂中添加相应的胶凝材料，通过活化搅拌等工艺流程，将黄河泥砂制成防汛石用来取代天然石料，是统筹防洪和环保问题的有效解决途径，将黄河泥砂制成防汛石用于堤防，既可以降低成本，又将会得到一种很好的防汛石料，对河堤加固和防汛防灾有重大的现实意义；
[0019]2、黄河泥砂制备防汛石有很多好处之一，能起到控砂降砂的作用；第二，可以有效降低防洪抢险成本；第三，可以保护环境，限制滥采山石。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的不同配比强度实验结果表图；
[0021]图2为本专利技术的不同配比强度实验结果折线图；
[0022]图3为本专利技术的固结体物理力学性能和耐久性试验结果图；
[0023]图4为本专利技术的固结体抗硫酸盐侵蚀检测结果图；
[0024]图5为泥质粉细砂含泥量对固结体强度影响检测结果。
具体实施方式
[0025]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0026]请参阅图1
‑
5，本专利技术提供了一种粉细砂固结剂，包括如下组分制成：按重量份数计：黄粉河细砂50
‑
70、凝胶30
‑
45、自来水10
‑
20。
[0027]所述凝胶为矿粉基凝胶材料、粉煤灰基凝胶材料、赤泥基凝胶材料、柠檬酸渣基凝胶材料、铝土尾矿基胶凝材料和水玻璃基凝胶材料中的任意一种。
[0028]一种粉细砂固结剂的制备方法，包括以下步骤：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粉细砂固结剂，其特征在于：包括如下组分制成：按重量份数计：黄粉河细砂50
‑
70、凝胶30
‑
45、自来水10
‑
20。2.根据权利要求1所述的一种粉细砂固结剂，其特征在于：所述凝胶为矿粉基凝胶材料、粉煤灰基凝胶材料、赤泥基凝胶材料、柠檬酸渣基凝胶材料、铝土尾矿基胶凝材料和水玻璃基凝胶材料中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种粉细砂固结剂制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、将风干后的黄河细粉砂、凝胶和生石膏粉按照7：2：1的比例加入混合机中，持续混合20min后，加自来水持续混合40min，混合过程中控制混合的温度在50
‑
70℃，混合过程中泥质粉细砂中的纳米级颗粒，一些活性氧化硅和活性氧化铝参与了聚合反应，在温度较高的湿热条件下，砂粒表面会在激发剂的作用下生成CSH和CAH凝胶，最终结构是水化硅酸钙凝胶与水化铝酸钙凝胶包裹表面已经发生反应的粉细砂颗粒，形成一种连续的整体结构；S2、性能检测：按照正常的实验方式对固结剂的密度、细度、安全性、标准稠度用水量、凝结时间、力学和耐久性、抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻性能、含泥量影响进行测试；S3、确定凝胶的最佳用量：将含水量接近零的干燥泥质粉细砂装满容积为1000ml的标准烧杯，然后用另一只装入500g水的烧杯缓慢加水，直到水面高于砂面，待其稳定后，倒出高出砂面的水进行称量，最终粉细砂吸收的总水量就是粉细砂的孔隙度，经测定，黄河泥质粉细砂的孔隙率为35.4％，然后在在粉细砂中分别加入了30％、35％、40％和45％的胶凝材料，对产生的固结剂进行测试。4.根据权利要求3所述的一种粉细砂固结剂制备方法，其特征在于：所述S3步骤中，力学和耐久性测试：制备了一批不同配比、不同规格的防汛石，并投放于黄河花园口的黄河右岸，一部分放置于黄河大堤上，一部分投放于水中，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：符勇，倪银伟，王芳，赵宇，罗建中，安贝贝，张小彦，南楠，李磊，
申请(专利权)人：河南建博新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：