一种用于滨海淤泥的高耐久型稳定固化剂及其制备方法技术

本申请提供一种用于滨海淤泥的高耐久型稳定固化剂及其制备方法，该高耐久型稳定固化剂包括：以质量份计包括以下组分：50份水泥，10～30份改性粉煤灰，15～30份生石灰，20～30份耐盐型吸水材料，4～10份高铁酸钾，其中，所述改性粉煤灰为粉煤灰经过酸处理得到，所述耐盐型吸水材料包括碳酸钙交联羧甲基壳聚糖，所述碳酸钙交联羧甲基壳聚糖由羧甲基壳聚糖、碳酸钙和亲水功能单体共交联得到。该高耐久型稳定固化剂特别适用于滨海淤泥，可使滨海淤泥固化土具有良好的强度和耐久性，将滨海淤泥资源化利用。利用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于滨海淤泥的高耐久型稳定固化剂及其制备方法


[0001]本申请涉及淤泥处理
，具体涉及一种用于滨海淤泥的高耐久型稳定固化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前有很大部分海岸线属于淤泥质海岸，随着经济的快速发展，沿海地区水利、围海造田、港口及航道建设工程等建设项目越来越多，产生了大量淤泥，对淤泥进行的抛填废弃需要大量的耕地来堆放和存储，吹填与疏浚还产生了大片的淤泥地基，环境污染和浪费耕地问题日益严重。
[0003]为缓解大量淤泥废弃倾倒对海洋资源及环境的破坏，同时实现淤泥资源的再生利用。淤泥处置方式中的固化处理是一种适用于大部分淤泥的经济合理、环境友好的处置方法，国内外学者对于各种淤泥的固化研究，不断涌现出新型固化剂，固化剂的种类繁多，划分方式也多种多样。按照固化剂状态可分为粉末固化剂、液态固化剂；按化学成分划分为无机化合物固化剂、有机化合物固化剂以及复合类固化剂。
[0004]沿海地区滨海沉积淤泥中黏土矿物以伊利石和蒙脱石为主，结构松散、颗粒细小、含水量高，具有压缩性大、强度低、变形大及晾干时间长等不良地质特性。因此为了实现对滨海淤泥的材料化利用，优选用于滨海淤泥的的稳定固化剂配方，是实现工程建设可持续发展的重要途径，对土地资源相对短缺的沿海地区具有重要的现实意义。
[0005]常用的稳定固化剂主要有水泥、石灰等，发生反应过程中，使淤泥流态变成流塑态，其中，水泥有利于提高固化淤泥的早期强度，石灰有利于降低固化淤泥的含水率。稳定固化剂类别和掺量对淤泥的固化效果有重要影响，现有淤泥固化材料相对单一，对多材料固化滨海淤泥强度特性的系统研究报道不多。
[0006]专利CN111116153A公开了一种适用于滨海地区土体的无机复合固化剂及其制备方法，该无机复合固化剂按质量百分比计，由85％
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95％主固化剂，5％
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15％外加剂组成；其中主固化剂由质量占比为30％
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70％的水泥和30％
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70％石灰组成；外加剂由质量占比为20％
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40％聚合氯化铝、20％
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40％聚合氯化铁、10％
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30％活性氧化镁、10％
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30％硫酸钙、5％
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30％氯化钙和5％
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30％碳酸钙组成。其中通过在外加剂中使用无机高分子聚合物，减薄土壤双电层厚度，促进火山灰反应进行，同时利用氧化镁和硫酸钙的微膨胀效应，增强土体的密实性，使固化土具有较好的抗压强度、水稳定性和抗开裂性能。但是其中的问题在于，该无机复合固化剂中添加了大量的无机盐和无机高分子聚合物，而滨海地区的淤泥中，自身含有的氯离子、硫酸根离子以及镁离子等腐蚀性离子的含量较高，因此使用该无机复合固化剂，可能会导致上述腐蚀性离子过多，导致固化土的强度以及耐久性降低。例如氯离子过多会进一步消耗氢氧化钙生成氯化钙，减少水化产物的生成；过量的硫酸根离子可能导致钙矾石含量过多，其体积较大，导致内部孔隙开裂；过量的镁离子会竞争水化生成水化硅酸镁，降低凝胶效果；氯离子和镁离子同时过量还可能导致水化产物膨胀作用过大，影响固化土的强度和耐久性。
[0007]因此，有鉴于上述问题，需要提供一种适用于固化滨海淤泥的稳定固化剂。

技术实现思路

[0008]本申请提供了用于滨海淤泥的高耐久型稳定固化剂及其制备方法，旨在通过提高滨海淤泥固化土的强度和耐久性。
[0009]第一方面，本申请提供了一种用于滨海淤泥的高耐久型稳定固化剂，包括：以质量份计包括以下组分：50份水泥，10～30份改性粉煤灰，15～30份生石灰，20～30份耐盐型吸水材料，4～10份高铁酸钾，其中，所述改性粉煤灰为粉煤灰经过酸处理得到，所述耐盐型吸水材料包括碳酸钙交联羧甲基壳聚糖，所述碳酸钙交联羧甲基壳聚糖由羧甲基壳聚糖、碳酸钙和亲水功能单体共交联得到。
[0010]根据本申请，该高耐久型稳定固化剂特别适用于滨海淤泥，其中耐盐型吸水材料在较高离子浓度的条件下依然具有很好的吸水性，可以有效降低滨海淤泥中自由水含量，与稳定固化剂中其他组分配合，降低黏土颗粒表面的双电层，促进水泥水化和火山灰反应，可使滨海淤泥固化土具有良好的强度和耐久性，将滨海淤泥资源化利用。
[0011]在一些实施方式中，所述高耐久型稳定固化剂，以质量份计包括以下组分：50份水泥，15～25份改性粉煤灰，20～30份生石灰，25～30份耐盐型吸水材料，6～10份高铁酸钾。
[0012]在一些实施方式中，所述水泥包括硅酸盐水泥、硫酸盐水泥、铝酸盐水泥中的至少一种。
[0013]在一些实施方式中，所述改性粉煤灰的制备方法，具体包括以下步骤：
[0014]将粉煤灰浸没于硫酸水溶液中，再经过过滤、干燥得到改性粉煤灰。
[0015]在一些实施方式中，所述碳酸钙交联羧甲基壳聚糖的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S10：将纳米碳酸钙与氨基硅烷反应，得到氨基化碳酸钙；
[0017]S20：将羧甲基壳聚糖在碱性条件下活化，以得到活化羧甲基壳聚糖水溶液；
[0018]S30：将所述活化羧甲基壳聚糖水溶液、所述氨基碳酸钙、亲水功能单体混合得到第一混合液，在引发剂和交联剂的作用下发生交联反应，以得到碳酸钙交联羧甲基壳聚糖，其中，所述亲水功能单体包括丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺中至少一种。
[0019]在一些实施方式中，所述步骤S20具体包括：将羧甲基壳聚糖加入到0.1～2mol/L氢氧化钠水溶液中，在氮气氛围下40～70℃活化30～60min，再将体系pH调节至3～6，以得到活化羧甲基壳聚糖水溶液。
[0020]在一些实施方式中，所述步骤S30中，所述活化羧甲基壳聚糖、氨基碳酸钙与亲水功能单体的质量比为1：1～2：4～6。
[0021]在一些实施方式中，所述步骤S30中，所述亲水功能单体为摩尔比为1：3～5的丙烯酸和丙烯酰胺的混合。
[0022]在一些实施方式中，所述步骤S30中，所述交联反应后，再加入聚乙二醇水溶液于所述第一混合液中得到第二混合液，进一步交联，以得到碳酸钙交联羧甲基壳聚糖，其中，所述聚乙二醇在所述第二混合液中的质量百分含量为10％～30％。
[0023]第二方面，本申请提供了一种高耐久型稳定固化剂的制备方法，包括以下步骤：将如第一方面任一实施例所述的高耐久型稳定固化剂的组分混合均匀即得高耐久型稳定固化剂。
[0024]根据本申请，该耐久性稳定固化剂没有特殊的制备要求，通过简单的共混即可得到，不需要其他工序，绿色环保，成本较低，适合于工业化生产应用，且其包括第一方面任一实施方式的所述的高耐久型稳定固化剂的组分，因此其具有第一方面的有益效果。
具体实施方式
[0025]本说明书中各实施例或实施方案采用递进的方案描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0026]在本说明书的描述中，参考术语“一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于滨海淤泥的高耐久型稳定固化剂，其特征在于，包括：以质量份计包括以下组分：50份水泥，10～30份改性粉煤灰，15～30份生石灰，20～30份耐盐型吸水材料，4～10份高铁酸钾，其中，所述改性粉煤灰为粉煤灰经过酸处理得到，所述耐盐型吸水材料包括碳酸钙交联羧甲基壳聚糖，所述碳酸钙交联羧甲基壳聚糖由羧甲基壳聚糖、碳酸钙和亲水功能单体共交联得到。2.根据权利要求1所述的高耐久型稳定固化剂，其特征在于，以质量份计包括以下组分：50份水泥，15～25份改性粉煤灰，20～30份生石灰，25～30份耐盐型吸水材料，6～10份高铁酸钾。3.根据权利要求1所述的高耐久型稳定固化剂，其特征在于，所述水泥包括硅酸盐水泥、硫酸盐水泥、铝酸盐水泥中的至少一种。4.根据权利要求1所述的高耐久型稳定固化剂，其特征在于，所述改性粉煤灰的制备方法，具体包括以下步骤：将粉煤灰浸没于硫酸水溶液中，再经过过滤、干燥得到改性粉煤灰。5.根据权利要求1所述的高耐久型稳定固化剂，其特征在于，所述碳酸钙交联羧甲基壳聚糖的制备方法，包括以下步骤：S10：将纳米碳酸钙与氨基硅烷反应，得到氨基化碳酸钙；S20：将羧甲基壳聚糖在碱性条件下活化，以得到活化羧甲基壳聚糖水溶液；S30：将所述活化羧甲基壳聚糖水溶液、所述氨基碳酸钙、亲水功能单体混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新江，陈诚，
申请(专利权)人：浙江湖州赛诚生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：