一种工程渣土固化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种工程渣土固化剂及其制备方法，该固化剂主要以硅酸盐水泥、脱硫灰、工业副产石膏、矿渣粉、分散剂、碳酸钙掺杂剂等为原材料，同时还通过大规模利用工程渣土、脱硫灰、工业副产石膏、矿渣粉等固体废弃物，以提高工程渣土、脱硫灰、工业副产石膏、矿渣粉等固废资源化利用水平。同时，利用工业副产石膏作为激发剂，碳酸钙掺杂剂作为晶型诱导剂，利用矿渣粉中的氧化铝加速脱硫灰中硫酸钙向钙矾石的转变，最后利用固化剂中的Al2O3、SiO2等组分来提高工程渣土的力学性能。来提高工程渣土的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种工程渣土固化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于固废的再利用，特别是工程渣土固化剂研发
，尤其涉及一种利用脱硫灰、工业副产石膏、矿渣粉等固废制备的工程渣土固化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]工程渣土因含水量较高、性能差异大等特点导致其资源化利用受限。考虑到工程渣土的理化性质，若能将工程渣土应用于道路路基、底基层，不仅能够解决固废工程渣土的堆放、占地等问题，还能推动固体废弃物的资源化利用，具有显著的社会、经济和环境效益。
[0003]工程渣土固化剂是一种由无机和有机固化剂复合而成的用于固化渣土的新型节能环保工程材料，能将传统的固废工程渣土的自由水转化为钙钒石的结晶水，降低了工程渣土的自由水含量。工程渣土固化剂在碱性激发下，可生成水化硅酸钙，增强土粒间的结构连结，使固化渣土更易于压实和稳定，从而形成整体结构。目前工程中使用的固化剂以水泥为主，虽然其稳定土性能较好，但水泥生产能耗较高，并释放大量的二氧化碳，加剧了温室效应。
[0004]目前利用多源固废制备工程渣土固化剂仍需要考虑以下问题：(1)制备工程渣土固化剂所采用的原料以及原料配比；(2)工程渣土固化剂能否满足DG/T J08
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2017《GS土体硬化剂应用技术规程》的相关性能要求；(3)工程渣土固化剂稳定土是否能满足JTG/TF20
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2015《公路路面基层施工技术细则》的相关性能要求。
[0005]鉴于上述情况，业界亟待研发一种利用多源固废制备的工程渣土固化剂及其制备方法，达到减少资源消耗，降低生产成本目的的同时，提高工程渣土、脱硫灰、工业副产石膏、矿渣粉等固废的资源化利用水平。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的上述缺陷，根据本专利技术的一方面，本专利技术主要目的之一是研发一种工程渣土固化剂，该固化剂主要以硅酸盐水泥、脱硫灰、工业副产石膏、矿渣粉、分散剂、碳酸钙掺杂剂等为原材料，同时还通过大规模利用工程渣土、脱硫灰、工业副产石膏、矿渣粉等固体废弃物，以提高工程渣土、脱硫灰、工业副产石膏、矿渣粉等固废资源化利用水平。同时，利用工业副产石膏作为激发剂，碳酸钙掺杂剂作为晶型诱导剂，利用矿渣粉中的氧化铝加速脱硫灰中硫酸钙向钙矾石的转变，最后利用固化剂中的Al2O3、SiO2等组分来提高工程渣土的力学性能。
[0007]本专利技术的另一目的是提供上述工程渣土固化剂的制备方法，通过对工程渣土固化剂的原材料及配比的选择，制备出满足DG/T J08
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2017《GS土体硬化剂应用技术规程》相关性能要求的工程渣土固化剂，降低生产成本同时，进一步推动固体废弃物的资源化利用。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]本专利技术的第一方面提供了一种工程渣土固化剂，按照重量份计，包括以下主要成
分：硅酸盐水泥：15～30份，脱硫灰：20～30份，工业副产石膏：15～30份，矿渣粉：30～50份，分散剂：0.5～1.5份，碳酸钙掺杂剂：0.01～30份。
[0010]作为优选的技术方案，按照重量份计，所述工程渣土固化剂包括以下主要成分：硅酸盐水泥：20～30份，脱硫灰：20～30份，工业副产石膏：15～30份，矿渣粉：35～45份，分散剂：0.5～1.0份，碳酸钙掺杂剂：0.01～20份。
[0011]作为优选的技术方案，按照重量份计，所述工程渣土固化剂包括以下主要成分：硅酸盐水泥200份；脱硫灰250份；脱硫石膏150份；矿渣粉350份；木质磺酸钠5份；碳酸钙掺杂剂45份。
[0012]作为优选的技术方案，按照重量份计，所述工程渣土固化剂包括以下主要成分：硅酸盐水泥200份；脱硫灰250份；磷石膏120份；氟石膏30份；矿渣粉300份；十二烷基磺酸钠6份；碳酸钙掺杂剂94份。
[0013]作为优选的技术方案，按照重量份计，所述工程渣土固化剂包括以下主要成分：硅酸盐水泥250份；脱硫灰200份；脱硫石膏100份；磷石膏50份；矿渣粉350份；木质磺酸钠6份；碳酸钙掺杂剂44份。
[0014]作为优选的技术方案，按照重量份计，所述工程渣土固化剂包括以下主要成分：硅酸盐水泥200份；脱硫灰200份；氟石膏150份；矿渣粉350份；十二烷基磺酸钠6份；碳酸钙掺杂剂94份。
[0015]优选地，按照质量百分含量计，所述脱硫灰包括半水亚硫酸钙：30～70％、碳酸钙：5～15％、二氧化硅：1％～5％、游离氧化钙：0～1.5％。
[0016]优选地，所述工业副产石膏包括脱硫石膏、磷石膏、钛石膏、氟石膏中的一种或几种，纯度>80％，含水率<5％，pH为5～12。
[0017]优选地，所述矿渣粉为S95矿粉，其密度为2.8～2.9g/cm3，比表面积为400～500m2/g。
[0018]优选地，所述分散剂为木质磺酸盐、十二烷基磺酸盐、聚丙烯酸盐中的一种或几种。
[0019]优选地，所述碳酸钙掺杂剂为将捕集电厂烟气、钢铁厂高炉、转炉、精炼炉、石灰窑炉烟气等的二氧化碳(体积百分比含量50％～98％)在一定压力(<100bar)下连续加入钢渣、粉煤灰等固体废弃物、草酸/柠檬酸以及水的混合浆液进行反应；通过多级固液分离装置、杂质去除装置(采用掺入1％凝聚剂、压缩空气、加热等方式调控PH)等工艺，得到碳酸钙掺杂剂，晶型为方解石，粒径为0.1～5.0um。
[0020]根据本专利技术的上述工程渣土固化剂的初凝时间为2～15h，终凝时间为5～20h，胶砂7d抗压强度为20～35MPa，胶砂28d抗压强度为35～55MPa，满足DG/T J08
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2017《GS土体硬化剂应用技术规程》的性能要求。
[0021]根据本专利技术的另一个方面，本专利技术的另一个目的在于提供所述工程渣土固化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0022](1)工程渣土固化剂配料：将原材料组分硅酸盐水泥、脱硫灰、工业副产石膏、矿渣粉、分散剂以及碳酸钙掺杂剂按重量份比例称取；
[0023](2)配制工程渣土固化剂：按投料顺序依次将步骤(1)中称取好的硅酸盐水泥、脱硫灰、工业副产石膏、矿渣粉、分散剂以及碳酸钙掺杂剂加料至搅拌机中搅拌2～5min，温度
优选为22～28℃，混合均匀后，出料，得到工程渣土固化剂。
[0024]根据本专利技术的第三方面，本专利技术的另一个目的在于提供了上述工程渣土固化剂在制备道路路基、底基层的应用。
[0025]优选地，在根据所述工程渣土固化剂在制备道路路基、底基层中的应用中所述工程渣土固化剂按照质量百分比为4％～12％的掺量加入到所述道路路基、底基层的基体材料中拌合均匀得到道路路基、底基层用稳定土。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0027](1)本专利技术通过对工程渣土固化剂的组分选择，采用硅酸盐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工程渣土固化剂，按照重量份计，包括以下主要成分：硅酸盐水泥：15～30份，脱硫灰：20～30份，工业副产石膏：15～30份，矿渣粉：30～50份，分散剂：0.5～1.5份，碳酸钙掺杂剂：0.01～30份。2.根据权利要求1所述的工程渣土固化剂，其特征在于，按照重量份计，所述工程渣土固化剂包括以下主要成分：硅酸盐水泥：20～30份，脱硫灰：20～30份，工业副产石膏：15～30份，矿渣粉：35～45份，分散剂：0.5～1.0份，碳酸钙掺杂剂：0.01～20份。3.根据权利要求1所述的工程渣土固化剂，其特征在于，按照重量份计，所述工程渣土固化剂包括以下主要成分：硅酸盐水泥200份；脱硫灰250份；脱硫石膏150份；矿渣粉350份；木质磺酸钠5份；碳酸钙掺杂剂45份；或者按照重量份计，所述工程渣土固化剂包括以下主要成分：硅酸盐水泥200份；脱硫灰250份；磷石膏120份；氟石膏30份；矿渣粉300份；十二烷基磺酸钠6份；碳酸钙掺杂剂94份；或者按照重量份计，所述工程渣土固化剂包括以下主要成分：硅酸盐水泥250份；脱硫灰200份；脱硫石膏100份；磷石膏50份；矿渣粉350份；木质磺酸钠6份；碳酸钙掺杂剂44份；或者作按照重量份计，所述工程渣土固化剂包括以下主要成分：硅酸盐水泥200份；脱硫灰200份；氟石膏150份；矿渣粉350份；十二烷基磺酸钠6份；碳酸钙掺杂剂94份。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的工程渣土固化剂，其特征在于，按照质量百分含量计，所述脱硫灰包括半水亚硫酸钙：30～70％、碳酸钙：5～15％、二氧化硅：1％～5％、游离氧化钙：0～1.5％；优选地，所述工业副产石膏包括脱硫石膏、磷石膏、钛石膏、氟石膏中的一种或几种，纯度&...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏月辉，邱月峰，李程，周礼洋，高耘飞，朱煜，张祥，
申请(专利权)人：上海申环环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：