高强度低碳环保固定化土、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供高强度低碳环保固定化土、制备方法及其应用，包括以下质量百分比的组分胶凝材料6～10％，低碳液态土壤固化剂0.2％～0.4％，混杂纤维0.1％～0.3％，分散剂0.1％～0.3％，粘聚材料0.1％～0.3％，硝酸钾0.1％～0.2％，减缩剂0.7～0.8％，微膨胀材料0.5％～0.7％，工程弃土85％～90％，稳定材料0.7～1％，斥水材料1.4％～1.8％，导电材料0.1％～0.3％。本发明专利技术的低碳环保固化土的原材料为工程弃土，原材料来源广而且成本低，具备很大的经济与环保效益，符合国内可持续发展的理念；本发明专利技术制备的低碳环保固化土无侧限抗压强度大、水稳性更好、去除重金属离子效果明显、碳排量降低、经济性佳，应用于路基填筑，能满足公路路基填筑要求。路基填筑要求。

【技术实现步骤摘要】
高强度低碳环保固定化土、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及固化土制备
，具体为高强度低碳环保固定化土、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]一吨水泥要产生0.83吨CO2，若将工程弃土进行固化，可减少水泥应用于公路路基的填筑，既可以解决土方短缺的问题，加快工程进度，还可以解决工程弃土无法直接利用的问题，缓解工程弃土污染大气层和生物圈的问题。
[0003]固化土由于其性能指标优良、施工便利、工程造价低等特点，被广泛应用于公路工程、水利工程、重金属固化等工程
；对于工程弃土的固化，可考虑掺入添加剂，提高土体强度与稳定性。专利CN110952409公开了使用土壤固化剂的混凝土道路铺设方法，解决了粘土路基抵抗能力差，易被坏的问题，但稳定性需提高；专利CN111205874采用萘、硫酸、甲醛、氢氧化钙、木质素磺酸钠和水制备土壤固化剂，制备的土壤固化剂抗压强度高，节约筑路成本，缩短施工工期，使用方便，易于运输和储存，但在绿色环保方面还需改善。
[0004]为克服现有技术中存在的问题，本专利技术开发一种以工程弃土为原材料的高强环保固化土，并用于路基的填筑，既能解决大量工程弃土无法使用问题，还能减少占用土地和环境污染，同时增强路基的抗压强度、提高水稳定性、去除周边重金属离子，减少碳排放量，延长道路使用寿命，节省路基土方和造价，符合国家低碳和可持续发展理念。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供高强度低碳环保固定化土、制备方法及其应用，可以解决现有路基制备上不够环保，稳定性差的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是技术方案如下：
[0007]本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种高强度低碳环保固定化土，包括以下质量百分比的组分：
[0008]胶凝材料6～10％，低碳液态土壤固化剂0.2％～0.4％，混杂纤维0.1％～0.3％，分散剂0.1％～0.3％，粘聚材料0.1％～0.3％，硝酸钾0.1％～0.2％，减缩剂0.7～0.8％，微膨胀材料0.5％～0.7％，工程弃土85％～90％，稳定材料0.7～1％，斥水材料1.4％～1.8％，导电材料0.1％～0.3％。
[0009]进一步的，所述凝胶材料包括硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥；所述混杂纤维包括玄武岩纤维和聚丙烯纤维，所述玄武岩纤维和聚丙烯纤维的质量比为1:1。
[0010]进一步的，所述分散剂包括萘磺酸盐甲醛缩合物、脂肪族羟基磺酸盐聚合物、聚羧酸系聚合物中的一种或者多种。
[0011]进一步的，所述粘聚材料包括玉米淀粉、土豆淀粉、糯米淀粉中的一种或者多种。
[0012]进一步的，所述减缩剂包括镁质膨胀剂、丙三醇、聚丙烯醇、新戊二醇中的一种或者多种。
[0013]进一步的，所述微膨胀材料包括氧化镁、氧化钙、石膏、硅藻土、高岭土、白云石或菱镁石中的一种或者多种。
[0014]进一步的，所述稳定材料包括钢渣、火山灰、浮石粉、煤渣粉、煅烧煤矸石、矿粉、硅灰、粉煤灰中的一种或者多种。
[0015]进一步的，所述斥水材料包括纳米级二氧化硅、石墨烯、水性环氧树脂、液体石蜡中的一种或者多种；所述导电材料包括碳纤维和碳粉，所述碳纤维和碳粉的质量比为1:1。
[0016]一种高强度低碳环保固定化土的方法，所述方法包括：
[0017]将胶凝材料和稳定材料与工程弃土通过犁刀式混合机，在1500r/min转速下，高速搅拌10分钟；
[0018]再加入微膨胀材料、混杂纤维、粘聚材料、硝酸钾，继续搅拌混合5分钟；
[0019]加入低碳液态土壤固化剂、分散剂、导电材料、斥水材料、减缩剂，继续搅拌混合10分钟形成固化土。
[0020]一种高强度低碳环保固定化土，其能够应用于路基填筑。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0022]本专利技术的低碳环保固化土的原材料为工程弃土，原材料来源广而且成本低，具备很大的经济与环保效益，符合国内可持续发展的理念；本专利技术制备的低碳环保固化土无侧限抗压强度大、水稳性更好、去除重金属离子效果明显、碳排量降低、经济性佳，应用于路基填筑，能满足公路路基填筑要求；
[0023]本专利技术低碳环保固化土含有粘聚材料可对较高含水率弃土中的部分粘土颗粒形成团聚作用，形成系列粒径范围的团聚颗粒，从而优化体系颗粒粒径组成，减少颗粒堆积孔隙率，提升淤泥固化土强度；还可以对弃土中的重金属离子形成团聚作用，达到去除工程弃土中重金属离子的目的；
[0024]本专利技术的低碳环保固化土含有斥水材料，起到了增强淤泥固化土中水化产物和粘土颗粒间界面过渡区作用，增强固化土力学性能；其吸附自由水能力极强，减少自由水通过毛细管通道扩散至固化土表面，降低体系干燥收缩，同时内养护组分吸附的自由水伴随龄期延迟，会长时间缓慢释放，释放的自由水提供给剩余胶凝材料继续水化，保证了固化土体系强度的持续增长；
[0025]本专利技术的低碳环保固化土含有导电材料，起到了发电生热，利用汽化原理进行结构除湿和融冰化雪；同时电场的驱动作用可实现结构内分子和离子的高效迁移，达到去除工程弃土中重金属离子的目的。
具体实施方式
[0026]容易理解，根据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限定或限制。
[0027]一种高强度低碳环保固定化土，包括以下质量百分比的组分：
[0028]胶凝材料6～10％，所述凝胶材料包括硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥；
[0029]低碳液态土壤固化剂0.2％～0.4％，所述低碳液态土壤固化剂包括改性水玻璃、
硫酸盐；
[0030]混杂纤维0.1％～0.3％，所述混杂纤维包括玄武岩纤维和聚丙烯纤维，所述玄武岩纤维和聚丙烯纤维的质量比为1:1；
[0031]分散剂0.1％～0.3％，所述分散剂包括萘磺酸盐甲醛缩合物、脂肪族羟基磺酸盐聚合物、聚羧酸系聚合物中的一种或者多种；
[0032]粘聚材料0.1％～0.3％，所述粘聚材料包括玉米淀粉、土豆淀粉、糯米淀粉中的一种或者多种；
[0033]硝酸钾0.1％～0.2％；
[0034]减缩剂0.7～0.8％，所述减缩剂包括镁质膨胀剂、丙三醇、聚丙烯醇、新戊二醇中的一种或者多种；
[0035]微膨胀材料0.5％～0.7％，所述微膨胀材料包括氧化镁、氧化钙、石膏、硅藻土、高岭土、白云石或菱镁石中的一种或者多种；
[0036]工程弃土85％～90％；
[0037]稳定材料0.7～1％，所述稳定材料包括钢渣、火山灰、浮石粉、煤渣粉、煅烧煤矸石、矿粉、硅灰、粉煤灰中的一种或者多种；
[0038]斥水材料1.4％～1.8％，所述斥水材料包括纳米级二氧化硅、石墨烯、水性环氧树脂、液体石蜡中的一种或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高强度低碳环保固定化土，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：胶凝材料6～10％，低碳液态土壤固化剂0.2％～0.4％，混杂纤维0.1％～0.3％，分散剂0.1％～0.3％，粘聚材料0.1％～0.3％，硝酸钾0.1％～0.2％，减缩剂0.7～0.8％，微膨胀材料0.5％～0.7％，工程弃土85％～90％，稳定材料0.7～1％，斥水材料1.4％～1.8％，导电材料0.1％～0.3％。2.根据权利要求1所述的一种高强度低碳环保固定化土，其特征在于：所述凝胶材料包括硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥；所述混杂纤维包括玄武岩纤维和聚丙烯纤维，所述玄武岩纤维和聚丙烯纤维的质量比为1:1。3.根据权利要求1所述的一种高强度低碳环保固定化土，其特征在于：所述分散剂包括萘磺酸盐甲醛缩合物、脂肪族羟基磺酸盐聚合物、聚羧酸系聚合物中的一种或者多种。4.根据权利要求1所述的一种高强度低碳环保固定化土，其特征在于：所述粘聚材料包括玉米淀粉、土豆淀粉、糯米淀粉中的一种或者多种。5.根据权利要求1所述的一种高强度低碳环保固定化土，其特征在于：所述减缩剂包括镁质膨胀剂、丙三醇、聚丙烯醇、新戊二醇中的一种或者多种。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明哲，郭仕鹏，高培伟，唐龙龙，唐雷，李浩然，姚少波，郭聪，张进飞，
申请(专利权)人：南京市华路工程设计有限公司南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：