CN102807869B - 一种土壤固化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种土壤固化剂，由工业废料与化学试剂组成，所述工业废料由钢渣粉、自燃后的煤矸石粉、水渣或炉渣组成，所述化学试剂由氧化钙、粉体助磨剂、硫酸钠组成，工业废料与化学试剂的质量比为7:3，该固化剂粉末细度为勃氏比表面积500-900m2/kg。本发明的有益效果，采用的原料是工业废料的混合物，解决了多种工业废料对环境的污染，且利用的是混合物自身化学活性使土和沙石快速凝结固化,不需要利用其他的表面活性剂和碱性激发剂，显著降低成本，同时使施工速度快，缩短交工周期；广泛应用于道路工程的上下基层、水利工程的坝顶加固和护坡且不受任何环境的限制。
Description
技术领域
本发明属于工程材料技术领域，尤其涉及到一种土壤固化剂。
背景技术
目前，我国大部分地区的道路主要有三种道路形式，一是以土为主的山路，二是在以土为主的山路上拌合沙石形成的沙石路，三是黑色沥青混凝土路；土路和沙石路晴天扬尘大，视线不清，对于行人和行车都存在着极大的安全隐患，且遇上雨、雪天气时，土和沙石作为道路填筑基层材料，存在失水后易滑坍、不易压实，水稳定差的缺陷，极易产生泥石流，由于泥石流造成道路的堵塞，不能正常的生产作业和通行，给安全生产带来了重大隐患的同时又给人们正常生活带来不便，而且救援车也不易到达作业区域，因此需要昂贵的费用用于道路的维修和平常养护，而由于道路交通不通畅，许多产品无法运输，必定会造成巨大的经济损失，一旦有人丧生，那这种代价更是惨痛的；城市中的沥青混凝土路面和采用土壤固化剂铺设的道路显然最大程度的解决了土路和沙石路的这种问题，但在铺设沥青混凝土路面时，按规范要求也要将原有的沙石清理干净，才能保证基层的整体稳定性，这样就产生大量的道路建筑垃圾；而现在的土壤固化剂大多以水泥熟料作为原材料，加一些水泥辅料和化学试剂混合后上水泥磨机磨细后再使用的，在水泥生产中要消耗大量的煤炭资源，并释放出大量的二氧化碳温室气体，久而久之，造成资源的短缺及加剧温室效应，现在的土壤固化剂也有用矿渣作为原料制成的土壤固化剂，但都需要一些碱性激发剂和表面活性剂来提高化学活性。
发明内容
本发明的土壤固化剂，由工业废料与化学试剂组成，所述工业废料由钢渣粉、自燃后的煤矸石粉、水渣或炉渣组成，化学试剂由氧化钙、粉体助磨剂、硫酸钠组成，工业废料与化学试剂的质量比为7:3，该固化剂粉末细度为勃氏比表面积500-900m2/kg，其中工业废料中各组份重量份数为：钢渣粉1份～50份、水渣或炉渣1份～60份、自燃后的煤矸石粉1份～60份；化学试剂中各组份重量份数为：氧化钙5份～20份、粉体助磨剂0.1份～15份、硫酸钠0.1份～20份。
制备此固化剂时，将所有原料混合后加入球磨机，经过球磨机磨细成粉末，磨至细度在勃氏比表面积500-900m2/kg之间，即可使用，在使用这种固化剂时，利用固化剂自身的化学活性使土快速凝结，该固化剂对作用底物土和沙石的含水率没有特定的要求，一般的含量14%-22%之间均可使用。
本发明的有益效果：一.本发明采用的原料是多种工业废料的混合物，解决了多种工业废料对环境的污染，且利用的是钢渣和水渣或炉渣以及自燃后的煤矸石粉混合物的自身化学活性使土和沙石快速凝结固化,不需要利用其他的表面活性剂和碱性激发剂，成本显著减低；应用此固化剂可以获得较高的早期强度，满足各种工程建设的需要，并放出大量的热量，加速固化剂的反应以及固化剂与土及砂石土之间的化学反应,满足施工需要，施工后养生三天三吨以下的车辆便可通行，施工后养生七天所有的车辆都可通行，缩短了施工时间；二.解决了原材料资源紧缺，相互争抢资源，此固化剂的大量应用减缓了与水泥争材料的现象。现在无论是水剂还是粉及固化剂都离不开水泥和水泥熟料，而本发明的固化剂百分之七十是工业废料，所以此固化剂的大量应用既利国利民又解决了环境污染；三.如遇到雨、雪天气时，土和沙石底基层遇水形成泥石流，路基损坏，影响百姓正常通行和产品的运输，雨天一过就得抢修，维护费用高，土壤固化剂可从根本上改变这些现象，使道路晴天不扬尘且遇到雨、雪天气道路正常通行；四.固化剂可广泛应用于道路工程的上下基层、水利工程的坝顶加固和护坡，不受任何环境的限制，固化土还可作为沥青混凝土路的基层，由于固化土形成的是板体，同时也从根本上解决了因雨水冲刷路基稳定性差的耐久性问题；五.土壤固化剂技术是利用当地土壤和沙石就地固结而形成的固化路，在固化的土壤和沙石过程中不产生道路的建筑垃圾，土壤固化剂是无毒无害的胶结材料，可根据实际情况就地取材，从而减少大量的原材料，具有筑路成本低、使用期长、对环境无负面影响等优点；六.利用此固化剂对土和沙石固化后使土壤形成板体，固化后的各项指标符合或高于国家行业标准《固化土路面基层和底基层技术规程标准》CJJ/T80-98和《土壤固剂化标准》CJ/T3073-1998，应用此固化剂铺设的城市次干路和支路的抗压强度都在3～5.2MPa高于国家标准的2～3MPa，且应用此固化剂固化后形成的固化土在做岩相分析时，通过峰值曲线可以证实固化后的固化土已具有较强硬度的陶粒石和长石峰值。
具体实施方式
实施例一：实施例中以下各成份所添加的量均为占固化剂重量份数，将钢渣粉50份、水渣19份、自燃后的煤矸石粉1份，氧化钙9.9份、粉体助磨剂0.1份、硫酸钠20份混合后入球磨机，经过球磨机磨细成粉末状，磨至细度在勃氏比表面积500-900m2/kg之间。测得陕北高坡山上土的含水率为18%，在基层上摊铺40cm虚土，把路槽土粉碎，路拌机拌合，初稳、整形、碾压后按照固化剂：土的质量比15：85的比例堆放在路肩上，固化剂与土之间的比例是利用《固化土路面基层和底基层技术规程标准》CJJ/T80-98得出的，标准第三章3.3中规定在使用粉末状土壤固化剂时，粉末状土壤固化剂占干土重量为5%～10%，将固化剂摊铺在初稳的路基上面，整平、摊铺固化剂，路拌机拌合二遍，按《固化土路面基层和底基层技术规程标准》CJJ/T80-98 5.1.3 5.1.4碾压成型、养护7天，按《土壤固化剂标准》CJJ/T80-98测定抗压强度为3.6Mpa。
实施例二：将钢渣粉1份、水渣9份、自燃后的煤矸石粉60份，氧化钙5份、粉体助磨剂15份、硫酸钠10份混合后入球磨机，经过球磨机磨细成粉末状，磨至细度在勃氏比表面积500-900m2/kg之间。测得砂石土的含水率为20%，根据《固化土路面基层和底基层技术规程标准》CJJ/T80-98和土壤固化剂标准》CJJ/T80-98标准工作，在基层上摊铺30cm虚砂石土，把路槽土粉碎，旋耕机拌合，初稳 、整形、碾压后按照固化剂：沙石土的质量比12：88的比例堆放在路肩上，摊铺在初稳的路基上面，整平、摊铺固化剂，路拌机拌合二遍，按《CJJ/T80-98》 5.1.3 5.1.4碾压成型、养护7天，按CJJ/T80-98标准测定抗压强度为4.1Mpa。
实施例三：将钢渣粉30份、炉渣1份、自燃后的煤矸石粉39份，氧化钙20份、粉体助磨剂9.9、硫酸钠0.1份混合后入球磨机，经过球磨机磨细成粉末状，磨至细度在勃氏比表面积500-900m2/kg之间。测得沙质山土的含水率为17.8%，根据《固化土路面基层和底基层技术规程标准》CJJ/T80-98和土壤固化剂标准》CJJ/T80-98标准工作，在山路上的土压实刮平，把路槽土粉碎，旋耕机拌合，初稳 、整形、碾压后，按照固化剂：淤泥和风沙土的质量比12：100的比例堆放在路肩上，摊铺在初稳的路基上面，整平、摊铺固化剂，路拌机拌合二遍，按《CJJ/T80-98》 5.1.3 5.1.4碾压成型、养护7天，按CJJ/T80-98标准测定抗压强度为4.5Mpa。
实施例四：将钢渣粉4份、炉渣60份、自燃后的煤矸石粉6份，氧化钙7份、粉体助磨剂13份、硫酸钠10份混合后入球磨机，经过球磨机磨细成粉末状，磨至细度在勃氏比表面积500-900m2/kg之间。根据《固化土路面基层和底基层技术规程标准》CJJ/T80-98和土壤固化剂标准》CJJ/T80-98标准工作，在基层上摊铺35cm虚沙质土和砂石，把路槽土粉碎，旋耕机拌合，初稳 、整形、碾压后按照固化剂：沙质土和砂石质量比为12：88的比例堆放在路肩上，将固化剂摊铺在初稳的路基上面，整平、摊铺固化剂，路拌机拌合二遍，按《CJJ/T80-98》 5.1.3 5.1.4碾压成型、养护7天，按CJJ/T80-98标准测定抗压强度为3.8Mpa。
实施例五：将钢渣粉34份、炉渣27份、自燃后的煤矸石粉9份，氧化钙8份、粉体助磨剂9份、硫酸钠13份混合后入球磨机，经过球磨机磨细成粉末状，磨至细度在勃氏比表面积500-900m2/kg之间。测得亚粘土和砂石的含水率为22%，根据《固化土路面基层和底基层技术规程标准》CJJ/T80-98和土壤固化剂标准》CJJ/T80-98标准工作，在基层上摊铺30cm虚压粘土和砂石，把路槽土粉碎，旋耕机拌合，初稳 、整形、碾压后按照固化剂：亚粘土和砂石的质量比为12：88的比例堆放在路肩上，将固化剂摊铺在初稳的路基上面，整平、摊铺固化剂，路拌机拌合二遍，按《CJJ/T80-98》 5.1.3 5.1.4碾压成型、养护7天，按CJJ/T80-98标准测定抗压强度为5.2Mpa。
Claims (2)
1.一种土壤固化剂，该固化剂由工业废料与化学试剂组成，其特征在于，工业废料由钢渣粉、自燃后的煤矸石粉、水渣或炉渣组成，化学试剂由氧化钙、粉体助磨剂、硫酸钠组成，工业废料与化学试剂的质量比为7:3，该固化剂粉末细度为勃氏比表面积500-900m2/kg, 工业废料中各组份重量份数为：钢渣粉1份～50份、水渣或炉渣1份～60份、自燃后的煤矸石粉1份～60份。
2.根据权利要求1所述的一种土壤固化剂，其特征在于：化学试剂中各组份重量份数为：氧化钙5份～20份、粉体助磨剂0.1份～15份、硫酸钠0.1份～20份。
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