一种高性能非钙基工程渣土固化剂及工程渣土固化方法与流程

无机化学及其化合物制造及其合成,应用技术1.本发明涉及工程材料技术领域，特别是涉及一种高性能非钙基工程渣土固化剂及工程渣土固化方法。背景技术：2.随着城市建设的快速发展，建设过程中工程渣土的产生量也随之激增，工程渣土的综合利用率低，成为了制约城市建设可持续发展的重要环境问题，对其进行资源化利用是未来的发展趋势。探索更多工程渣土资源化处理处置模式，为资源化处理提供系统的可行性方向，对生态环保和经济发展都有重要意义。3.传统基础建设、公路、市政道路、铁路、建筑填方等都需要大量工程用土，工程用土一般通过开挖耕地、河床采砂、开山采石等方式，容易引发河床冲刷、水土流失、破坏生态环境等一系列环境问题。但随着环保政策的不断收紧，路基材料、管道回填土等建材的开采日益受限，利用工程渣土进行改性资源化利用是解决工程渣土处理和建材短缺的有效途径。4.工程渣土往往存在含水率高、力学性能差等原因而无法直接进行利用，采用固化技术对工程渣土进行固化改良后再利用是一种有效的方式。5.现有的土壤固化剂种类较多，主要分为无机类固化剂、有机类固化剂、离子型固化剂和生物酶固化剂。无机类固化剂一般为粉末状，多采用水泥、石灰、粉煤灰、矿渣等传统固化材料的改性、改型，使之成为综合稳定的固化材料。此类固化剂具有成本低、强度稳定性好等优势；缺点是对环境影响大、运输成本高、固化剂消耗量大等问题，因此在市政道路基层施工中的应用逐步减少。有机类固化剂主要包括表面活性剂、纤维素等，通过利用表面活性剂改变土壤表面亲水性，或者利用有机聚合物对土壤颗粒进行交联，通过凝胶吸附、包裹、填充作用对土壤进行加固，从而再土壤压实后得到较好的抗压性。离子型土壤固化剂主要通过离子交换，降低土壤颗粒的亲水性，从而实现土体加固。6.目前，国内有关土壤固化剂的研究主要集中在以硅酸盐水泥体系的研究，通过在传统硅酸盐水泥中添加其它助剂来进一步增加固化效果，但是以传统水泥为代表的钙基固化剂生产往往面临二氧化碳减排的巨大挑战，仅围绕传统钙基水泥的研发并不能解决节能减排及资源化利用的需要。技术实现要素：7.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高性能非钙基工程渣土固化剂，用于对工程渣土进行固化改良，实现将工程渣土应用于道路的基层或底层，实现资源化利用。此外，本发明还要提供一种工程渣土固化方法。8.为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用以下技术方案：9.本发明的第一方面，提供一种高性能非钙基工程渣土固化剂，按照重量份计，所述非钙基工程渣土固化剂由以下各组分组成：活性氧化镁30-45份、氯化镁10-25份、粉煤灰20-30份、胶粘剂5-10份、分散剂0.4-5份、表面活性剂5-10份；所述活性氧化镁为轻烧氧化铝粉，轻烧氧化铝粉中活性氧化镁的含量大于等于85％，所述氯化镁为无水氯化镁粉末。10.作为优选的技术方案，所述粉煤灰为f类粉煤灰，其中二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁的总质量分数大于等于75％。11.作为优选的技术方案，所述胶粘剂为聚丙烯酰胺、海藻酸钠、聚丙烯酸钠中的一种或至少两种的任意组合。12.作为优选的技术方案，所述分散剂为羧甲基纤维素、木质素纤维、羧乙基纤维素中一种或至少两种的任意组合。13.作为优选的技术方案，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠中的一种或两种的任意组合。14.本发明的第二方面，提供一种工程渣土固化方法，采用上述的高性能非钙基工程渣土固化剂，包括以下步骤：15.步骤一、将工程渣土进行破碎及筛分；16.步骤二、按照质量百分比进行配置，每100份工程渣土中加入5-10份固化剂，通过机械搅拌混合均匀得到固化渣土混合料；17.步骤三、将混合均匀后的固化渣土混合料按照《公路路基施工技术规范》(jtg/t3610-2019)规范进行填筑压实进行填筑压实得到固化稳定土；18.步骤四、对固化稳定土碾压后进行养生，养生期7d以上，可采用洒水养生、薄膜覆盖、土工布覆盖养生等方式，养生期间工程渣土与固化剂发生水化反应、聚合反应；19.步骤五、检测固化稳定土的压实度和抗压强度进行检测；根据《公路路基施工技术规范》(jtg/t 3610-2019)对压实度进行检测；根据《公路土工试验规程》(jtg 3430-2020)对压实度和7d无侧限抗压强度进行检测。20.作为优选的技术方案，所述步骤一中，筛分去除工程渣土中粒径大于等于100毫米的颗粒。21.作为优选的技术方案，所述步骤二中，固化稳定土的最佳含水率为2％。22.本发明创造性地提出了一种非钙基土壤固化剂，该材料活性氧化镁粉末、氯化镁粉末、粉煤灰、胶粘剂、分散剂、表面活性剂复合而成。可代替传统硅酸盐水泥、石灰应用于路基改良，具有抗压强度高、耐久性、水稳定性、节能环保等突出优势，为工程渣土资源化利用起到了积极的推动作用，市场应用广阔。23.如上所述，本发明的，具有以下有益效果：24.(1)本发明与已有的固化剂相比，解决了传统硅酸盐水泥凝胶材料生产过程中严重的资源和能源消耗，并且释放大量的二氧化碳气体，造成严重的碳排放问题，与国家“双碳”战略倡导的绿色、环保、低碳方式相悖问题。25.(2)本发明的非钙基土壤固化剂，在常温常压的条件下，形成mgo-sio2-h2o三元凝胶体系，并通过掺入胶黏剂、分散剂和表面活性剂进行改性，使得生成的凝胶体和水化物结晶能提高渣土的固化强度，满足工程施工要求，且土体和固化剂通过简单机械拌和，施工简便。26.(3)本发明的固化剂，通过掺入改性材料使得活性氧化镁、氯化镁、以及粉煤灰形成的水化凝胶体系具有更高的强度，同时赋予固化体系优异的水稳定性。具体实施方式27.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。28.实施例129.本实施例的土壤固化剂由以下重量百分比原料混合制备而成：活性氧化镁(mgo)40份、氯化镁10份、粉煤灰30份、胶粘剂10份、分散剂2份、表面活性剂8份。30.所述活性氧化镁为轻烧氧化铝粉，轻烧氧化铝粉中活性氧化镁的含量大于等于85％，所述氯化镁为无水氯化镁粉末。31.所述胶粘剂为聚丙烯酰胺、海藻酸钠、聚丙烯酸钠中的一种或至少两种的任意组合，本实施例优选为聚丙烯酰胺和海藻酸钠组成，质量比为10:1。32.所述分散剂为羧甲基纤维素、木质素纤维、羧乙基纤维素中一种或至少两种的任意组合，实施例优选为羧甲基纤维素。33.所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠中的一种或两种的任意组合，实施例优选为十二烷基苯磺酸钠。34.实施例235.本实施例的土壤固化剂由以下重量百分比原料混合制备而成：活性氧化镁(mgo)40份、氯化镁12份、粉煤灰25份、胶粘剂10份、分散剂3份、表面活性剂10份。36.所述活性氧化镁为轻烧氧化铝粉，轻烧氧化铝粉中活性氧化镁的含量大于等于85％，所述氯化镁为无水氯化镁粉末。37.所述胶粘剂为聚丙烯酰胺、海藻酸钠、聚丙烯酸钠中的一种或至少两种的任意组合，本实施例优选为聚丙烯酰胺。38.所述分散剂为羧甲基纤维素、木质素纤维、羧乙基纤维素中一种或至少两种的任意组合，本实施例优选为木质素纤维。39.所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠中的一种或两种的任意组合，本实施例优选为十二烷基苯磺酸钠。40.实施例341.本实施例的土壤固化剂由以下重量百分比原料混合制备而成：活性氧化镁(mgo)45份、氯化镁15份、粉煤灰25份、胶粘剂5份、分散剂2份、表面活性剂8份。42.所述活性氧化镁为轻烧氧化铝粉，轻烧氧化铝粉中活性氧化镁的含量大于等于85％，所述氯化镁为无水氯化镁粉末。43.所述胶粘剂为聚丙烯酰胺、海藻酸钠、聚丙烯酸钠中的一种或至少两种的任意组合，本实施例优选为聚丙烯酰胺和海藻酸钠组成，质量比为10:1。44.所述分散剂为羧甲基纤维素、木质素纤维、羧乙基纤维素中一种或至少两种的任意组合，本实施例优选为木质素纤维。45.所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠中的一种或两种的任意组合，本实施例优选为十二烷基苯磺酸钠。46.实施例447.本实施例的土壤固化剂由以下重量百分比原料混合制备而成：活性氧化镁(mgo)45份、氯化镁12份、粉煤灰30份、胶粘剂5份、分散剂1份、表面活性剂7份。48.所述活性氧化镁为轻烧氧化铝粉，轻烧氧化铝粉中活性氧化镁的含量大于等于85％，所述氯化镁为无水氯化镁粉末。49.所述胶粘剂为聚丙烯酰胺、海藻酸钠、聚丙烯酸钠中的一种或至少两种的任意组合，本实施例优选为聚丙烯酸钠。50.所述分散剂为羧甲基纤维素、木质素纤维、羧乙基纤维素中一种或至少两种的任意组合，本实施例优选为羧乙基纤维素。51.所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠中的一种或两种的任意组合，本实施例优选为十六烷基硫酸钠。52.实施例553.本实施例的土壤固化剂由以下重量百分比原料混合制备而成：活性氧化镁(mgo)35份、氯化镁20份、粉煤灰30份、胶粘剂5份、分散剂2份、表面活性剂8份。54.所述活性氧化镁为轻烧氧化铝粉，轻烧氧化铝粉中活性氧化镁的含量大于等于85％，所述氯化镁为无水氯化镁粉末。55.所述胶粘剂为聚丙烯酰胺、海藻酸钠、聚丙烯酸钠中的一种或至少两种的任意组合，本实施例优选为聚丙烯酰胺和海藻酸钠组成，质量比为10:1。56.所述分散剂为羧甲基纤维素、木质素纤维、羧乙基纤维素中一种或至少两种的任意组合，本实施例优选为羧甲基纤维素和木质素纤维组合，质量比为1:1。57.所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠中的一种或两种的任意组合，本实施例优选为十二烷基苯磺酸钠。58.实施例659.本实施例的土壤固化剂由以下重量百分比原料混合制备而成：活性氧化镁(mgo)35份、氯化镁20份、粉煤灰30份、胶粘剂8份、分散剂2份、表面活性剂5份。60.所述活性氧化镁为轻烧氧化铝粉，轻烧氧化铝粉中活性氧化镁的含量大于等于85％，所述氯化镁为无水氯化镁粉末。61.所述胶粘剂为聚丙烯酰胺、海藻酸钠、聚丙烯酸钠中的一种或至少两种的任意组合，本实施例优选为聚丙烯酰胺。62.所述分散剂为羧甲基纤维素、木质素纤维、羧乙基纤维素中一种或至少两种的任意组合，本实施例优选为羧甲基纤维素。63.所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠中的一种或两种的任意组合，本实施例优选为十二烷基苯磺酸钠。64.实施例1～6的使用方法如下：65.将工程渣土进行破碎筛分、将其中的树木、杂草等清除干净，并通过筛分去除渣土工粒径≥100mm的颗粒；66.按照质量百分比进行配置，工程渣土100份，固化剂5份，通过机械搅拌进行混合均匀；将拌和均匀后的固化渣土混合料按照《公路路基施工技术规范》(jtg/t 3610-2019)规范进行填筑压实，控制固化稳定土的含水率为最佳含水率±2％左右；并进行7d养生。根据《公路土工试验规程》(jtg 3430-2020)对7d无侧限抗压强度进行检测。67.对比例68.按照实例1～6的使用方法进行，所不同的是，未加入本发明所述土壤固化剂，加入普通硅酸盐水泥，得到水泥土。69.高性能非钙基土壤固化剂抗压强度与压实度试验结果如下标1所示：70.表1抗压强度与压实度试验结果：[0071] 7d无侧限抗压强度(mpa)压实度实例11.6796.26％实例21.5796.79实例31.4694.58实例41.4193.92实例51.2192.75实例61.3292.94对比例0.7992.85[0072]通过将实例1-6与对比例的结果相比较可知，将本发明提供的高性能非钙基土壤固化剂应用与渣土改良，可以明显提供渣土的抗压强度，与添加普通硅酸盐水泥形成的水泥土相比，7d无侧限抗压强度提高了2倍左右。压实度也能满足相关规范要求。固化后的工程渣土混合料可以作为道路路面基坑材料进行使用，同时固化后的渣土混合料具有良好的经济性和环保性。[0073]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!