一种木质素基复合固化剂原位改性及固化的方法技术

本发明专利技术涉及工程渣土固化改良领域，尤其涉及一种木质素复合固化剂原位改性及固化的方法，它包括将需要固化的工程渣土与水泥干混均匀，按照工程渣土的最佳含水率计算所需加水量，将水玻璃和石灰先溶于水中生成无定形的硅酸钙，再溶入木质素磺酸钠，最后将含有石灰

【技术实现步骤摘要】
一种木质素基复合固化剂原位改性及固化的方法


[0001]本专利技术涉及工程渣土固化改良领域，尤其涉及木质素基复合固化剂原位改性并应用于改良低液限粉质粘土类工程建设渣土领域
。

技术介绍

[0002]低液限粉质黏土具有强度低
、
水稳定性差
、
冻融敏感等特点，采用低液限粉黏土作为路基填土，易使路基水分迁移，造成冬季冻胀和春季翻浆，严重影响路基服役性能，而当在低液限粉质黏土地区修建公路时，为避免换填的高额成本且遵循我国可持续发展的理念，应对粉质黏土进行改良后使用
。
[0003]木质素为制浆造纸行业产生的副产品，超过
95
％的木质素副产品以“黑液”的形式排入江河或是浓缩烧掉很少得到有效利用，但木质素是由若干芳香环连接在一起的高分子物质，其分子结构中含有酚羟基
、
醇羟基等活性基团
。
将木质素进行化学改性以提高其反应活性，制备成绿色固化药剂应用在低液限粉质黏土固化领域，既降低了化学药剂的消耗及其对生态环境的潜在破坏，且木质素分子结构的引入能够实现生物降解，是实现变废为宝的理想途径
。
但是传统的方法是将木质素化学改性后再用于固化渣土，此类方法用于改性的药剂利用效率低，成本增加，且在改性过程中会产生废水废渣等导致二次污染的问题
。
[0004]就此本专利技术通过木质素的改性与固化一体化的方式，固化低液限粉质粘土，实现以废治废，并降低固化成本的目的
。

技术实现思路
/>[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术申请的木质素复合固化剂原位改性及固化的方法，方法包括以下步骤：
[0007]将需要固化的工程渣土与水泥干混均匀，按照工程渣土的最佳含水率计算所需加水量，将水玻璃和石灰先溶于水中生成无定形的硅酸钙，再溶入木质素磺酸钠，最后将含有石灰
、
水玻璃和木质素磺酸钠的悬浮液与工程渣土拌合均匀，压实至该混合改良土的最大干密度，并养护不少于7天
。
[0008]作为优选，水泥的掺量为需要固化的工程渣土干重的5‑7％
。
[0009]作为优选，木质素磺酸钠与干土的质量比为1：
500
‑
1000。
[0010]作为优选，石灰与干土的质量比为1：
300
‑
1000。
[0011]作为优选，的石灰与水玻璃的质量比为1：1‑6，其中水玻璃的模数为
3.3
‑
4.2。
[0012]作为优选，养护温度应为
20
～
25℃
，养护时间应至少7天
。
[0013]作为优选，拌合压实时混合土料的含水率应为最佳含水率
±2％，压实密度宜接近最大干密度
。
[0014]因此，本专利技术具有如下有益效果：
[0015](1)
本专利技术采用石灰与水玻璃优先混合反应生成无定形的硅酸钙，再加入低液限粉质黏土类工程渣土中固化，该过程起到了提供水泥水化的晶核的作用，降低了水泥水化
的能垒，从而促进水泥水化；另外，该方案利用水玻璃和石灰反应后产生的另外一种产物，氢氧化钠，羟基化木质素，提高木质素的活性，从而促进木质素联结土壤颗粒的目的
。
[0016](2)
本方法将低活性的木质素用于工程建设渣土的固化应用，具有以废治废，降低固化成本，同时提高工程建设渣土的资源化价值的重要意义
。
[0017](3)
本方案的制备方法操作简单，改性与固化同时进行，物料利用率高，节约时间成本，且不会产生二次污染
。
[0018](4)
本方案较传统的石灰和水玻璃的改良方式，大大降低了石灰和水玻璃的投加量，旨在与木质素相互作用改性木质素，从而产生三者的协同作用效果
。
附图说明
[0019]图1为使用本专利技术木质素基复合固化剂的固化土的干缩性能
。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步描述
。
[0021]实施例一
[0022]本实施例提供一种木质素基复合固化剂原位改性及固化的方法，方法包括以下步骤：将需要固化的工程渣土与水泥干混均匀，按照工程渣土的最佳含水率计算所需加水量，将水玻璃和石灰先溶于水中生成无定形的硅酸钙，再溶入木质素磺酸钠，最后将含有无定形硅酸钙的悬浮液与工程渣土拌合均匀，压实至该混合改良土的最大干密度，并养护不少于7天
。
[0023]步骤
S1
，水泥的以需要固化的工程渣土的干重的7％加入到工程渣土中干混均匀
。
工程渣土的化学成分见表1：
[0024][0025]步骤
S2
，按照工程渣土最大干密度时的最佳含水率计算需要的加水量，将石灰和水玻璃溶解于水中，石灰与干土的质量比为
0.1
％～
0.3
％，石灰与水玻璃的质量比为1：1‑6，其中水玻璃的模数为
3.7。
[0026]步骤
S3
，再在悬浮液中加入木质素磺酸钠，木质素磺酸钠与干土的质量比为
0.1
％～
0.2
％
。
[0027]步骤
S4
，将溶有石灰
、
水玻璃和木质素磺酸钠的悬浮液搅拌后加入混有水泥的工程渣土中
。
[0028]步骤
S5
，在养护温度为
20
～
25℃
，养护7天
。
[0029]对照组1：工程建设渣土在保持最佳含水量，搅拌压实后，于上述同等条件下养护7天
。
[0030]对照组
2(
水泥
)
：水泥以外掺法7％加入到工程建设渣土，在保持最佳含水量的情况下，搅拌压实后，于上述同等条件下养护7天
。
[0031]对照组
3(
水泥石灰
)
：水泥以外掺法7％，石灰以外掺法
0.2
％，加入到工程建设渣土，在保持最佳含水量的情况下，搅拌压实后，于上述同等条件下养护7天
。
[0032]对照组
4(
水泥硅酸钠
)
：水泥以外掺法7％，硅酸钠以外掺法
0.4
％，加入到工程建设渣土，在保持最佳含水量的情况下，搅拌压实后，于上述同等条件下养护7天
。
[0033]表2实例一中固化土无侧限抗压强度结果
(7
天强度
)
[0034][0035]表3土体黏聚力与内摩擦角
[0036][0037][0038]实验结果表明，本专利技术的实例中固化土的无侧限抗压强度
、
黏聚力
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种木质素复合固化剂原位改性及固化的方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：将需要固化的工程渣土与水泥干混均匀，按照工程渣土的最佳含水率计算所需加水量，将水玻璃和石灰先溶于水中生成无定形的硅酸钙，再溶入木质素磺酸钠，最后将含有石灰
、
水玻璃和木质素磺酸钠的悬浮液与工程渣土拌合均匀，压实至该混合改良土的最大干密度，并养护不少于7天
。2.
根据权利要求1所述的一种木质素复合固化剂原位改性及固化的方法，其特征是，所述水玻璃与石灰要先溶于水中生成无定形硅酸钠后，再溶入木质素磺酸钠
。3.
根据权利要求1所述的一种木质素复合固化剂原位改性及固化的方法，其特征是，所述氢氧化钠与水玻璃的质量比为1：5，其中水玻璃的模数为
3.7。4.
根据权利要求1所述的一种木质素复合固化剂原位改性及固化的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆泓波，俞翔，靳冉，周雪涛，任金明，王永明，刘瑞强，李瑞泽，
申请(专利权)人：浙江华东工程建设管理有限公司，
类型：发明
国别省市：