【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固废资源再利用，尤其涉及一种固废基复合固化剂及其制备方法。
技术介绍
1、化学固化是用来加固软土的常用方法，它通过固化剂和软土之间发生物理化学作用，形成强度较高、整体性、水稳性好的固化土。固化剂是一种由多种无机、有机材料合成的用于固化各类土壤的新型节能环保工程材料。它与土壤混合后通过一系列物理化学反应来改变土壤的工程性质，能将土壤中大量的自由水以结晶水的形式固定下来，使得土壤颗粒趋于凝聚，体积膨胀而进一步填充土壤孔隙，在压实功的作用下，使固化土易于压实和稳定, 从而形成整体结构，并达到常规所不能达到的压密度。
2、土木工程中最常用的固化剂为水泥和石灰。石灰是土木工程中应用历史最长的固化剂，但是它的缺点是形成的强度太低，效果不好，所以，当前土木工程中最主要的固化剂为水泥。但是水泥在生产过程需要高温煅烧，煅烧温度约为1450度，同时在水泥生产过程中需要释放大量的二氧化碳，生成1吨水泥需要向大气排放0.85吨二氧化碳。研究表明由于水泥产业排放的二氧化碳占世界上人为排放二氧化碳的10%左右，二氧化碳作为主要温室气体对全球变暖影响很大，使用水泥作为固化剂明显不利于绿色环保。
3、目前，大量的传统固废物料被用于固化剂的生产，例如使用煤矸石、矿渣、磷石膏等工业废弃物为主要原料，再添加硅酸钠、氢氧化钠等碱性化学物质，即可制得固废基碱性固化剂。中国专利cn102557494a公开了一种基于工业废料的绿色固化剂，由粒化高炉矿渣微粉和电石渣组成，电石渣干质量占粒化高炉矿渣微粉干质量的10％～30％。本专利技术能够
4、但是上述的固废基固化剂也还存在一定的问题，即对于含水量较高的盾构泥浆、海底淤泥等废弃土，难以在失水干燥的同时快速固化，使得土壤颗粒之间依然含有少量水分，因此结合不够紧密，在结构强度和抗渗水能力上均有所不足，整体固化效果较差。
技术实现思路
1、针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种固废基复合固化剂及其制备方法，其解决了现有技术中存在的面对含水量较高的废弃土时，固化效果较差的问题。
2、根据本专利技术的实施例，一种固废基复合固化剂的制备方法，包括如下步骤：
3、s1、将按重量份数计算的3-5份有机交联剂、2-4份无机交联剂、0.7-1.2份催化剂加入到1000份水中，加热至80-85℃并搅拌4-6h，然后旋蒸、干燥获得交联络合物a；
4、s2、将粉煤灰研磨成粉体后加入到氢氧化钠水溶液中，其中粉煤灰与氢氧化钠的质量比为2-3:1，在80-85℃下搅拌处理10-14h，然后过滤，获得滤液一；
5、将过滤后剩余的固体与氢氧化钠固体按照质量比0.75-1.25混合，然后在180-220℃下处理4-5h，冷却后，浸泡于等质量的水中，并在80-85℃下热搅拌25-35min，再次过滤，获得滤液二；
6、将滤液一和滤液二在80-85℃下搅拌混合8-15min后，采用真空旋蒸获得粉末b；
7、s3、将质量分数为30-50%的煤矸石、20-40%的矿渣以及10%-30%的磷石膏混合并研磨成粉体，获得粉末c；
8、s4、将质量分数为55-70%的粉末c、25-35%的粉末b与1%-3%的交联络合物a混合并搅拌均匀，获得所需的固废基复合固化剂产品。
9、优选的，所述有机交联剂包括聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸中的一种。
10、优选的，所述无机交联剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁或聚合硫酸铝中的一种。
11、优选的，所述催化剂包括硫酸铝或氯化铝中的一种。
12、优选的，所述无机交联剂以水溶液的形式加入，无机交联剂水溶液中溶质的质量分数为2-3.5%。
13、优选的，所述催化剂以水溶液的形式加入，催化剂水溶液中溶质的质量分数为1.5-2.5%。
14、优选的，所述步骤s1中，先将有机交联剂加入水中，加热至80-85℃，边搅拌边滴加无机交联剂水溶液，然后再滴加催化剂水溶液，最后恒温搅拌4-6h。
15、优选的，所述步骤s2中，氢氧化钠水溶液的质量浓度为25-35%。
16、优选的，所述粉煤灰的粉体粒径小于40μm，所述粉末c的粉体粒径小于60μm。
17、本专利技术还提出了一种固废基复合固化剂，其采用上述方法进行制备。
18、相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
19、本专利技术中，所含有的有机交联剂与无机交联剂在催化剂条件下反应形成无机-有机交联的大分子络合物，在处理高含水率弃土时，可以快速溶于水相中，并形成大分子网络，同时网络内部的金属离子与土壤表面的阳离子发生离子交换反应，使大分子网络紧密贴合于土壤表面，并在紧贴渗透过程中排除土壤粒子表面的自由水；同时网络上的长链羧基官能团与其他土壤中的阳离子和其他大分子络合物中的金属离子进行络合，从而形成更大的网络颗粒，快速降低土壤的工程塑性；然后，通过提炼粉煤灰中的活性物质，并与碱反应，形成能够与工业固废粉末快速反应、并反应后快速固化的物质粉末b；因原有的土壤粒子形成了大网络颗粒，同等体积下，大颗粒间的体积量减小，当掺入工业固废和活性物质后，其在大网络颗粒间的局部浓度会得到显著提高，即局部水灰比降低，从而加速大网络颗粒的快速固化，显著提高固化土的抗压强度。固化后，因内部大分子网络上非极性基团的存在，可进一步减小水的进入，提高固化土的水稳性和防渗性，同时失水干燥时，因大分子网络的牵引力也能够起到抗拉作用，从而减小固化土的干燥缩。
20、本专利技术对高含水率弃土的固化具有很好的适应性，相比于传统的工业固废碱激发固化剂，本专利技术所制备的固废基复合固化剂可在高含水率弃土中快速固化，对固化土的抗压强度、水稳性、防渗性及干燥收缩性更有优势，对高含水率的盾构泥浆、海底淤泥等的换填和加固处理具有良好的应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于：所述有机交联剂包括聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸中的一种。
3.如权利要求1所述的一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于：所述无机交联剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁或聚合硫酸铝中的一种。
4.如权利要求1所述的一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂包括硫酸铝或氯化铝中的一种。
5.如权利要求1所述的一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于：所述无机交联剂以水溶液的形式加入，无机交联剂水溶液中溶质的质量分数为2-3.5%。
6.如权利要求5所述的一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂以水溶液的形式加入，催化剂水溶液中溶质的质量分数为1.5-2.5%。
7.如权利要求6所述的一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，先将有机交联剂加入水中，加热至80-85℃，边搅拌边滴加无机交联剂水溶液，然后再滴加催化剂水溶液，最后恒温搅拌4-6h。>
8.如权利要求1所述的一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，氢氧化钠水溶液的质量浓度为25-35%。
9.如权利要求1所述的一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于：所述粉煤灰的粉体粒径小于40μm，所述粉末C的粉体粒径小于60μm。
10.一种固废基复合固化剂，其特征在于：采用权利要求1-9中任意一种方法进行制备。
...【技术特征摘要】
1.一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于：所述有机交联剂包括聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸中的一种。
3.如权利要求1所述的一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于：所述无机交联剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁或聚合硫酸铝中的一种。
4.如权利要求1所述的一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂包括硫酸铝或氯化铝中的一种。
5.如权利要求1所述的一种固废基复合固化剂的制备方法，其特征在于：所述无机交联剂以水溶液的形式加入，无机交联剂水溶液中溶质的质量分数为2-3.5%。
6.如权利要求5所述的一种固废基复合固化剂的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅，李彪，王晓丽，张新潮，罗祥，程银行，
申请(专利权)人：中建八局西南建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。