一种偏高岭土复合物及其在制备路面修复材料中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种偏高岭土复合物及其在制备路面修复材料中的应用，所述复合物由如下重量配比的原料组成：偏高岭土47～59份，制革污泥3～7份，硅酸钠28～33份，氢氧化钠10～14份。本发明专利技术通过偏高岭土和制革污泥合成路面修补材料的1天抗压强度高于20MPa，初凝时间60min左右，终凝时间100min左右。7天的抗压强度强度接近50MPa。合成1天后制革污泥中总铬的浸出浓度均低于8mg/L，7天后制革污泥中总铬的浸出浓度在2mg/L左右，远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的规定。

【技术实现步骤摘要】
一种偏高岭土复合物及其在制备路面修复材料中的应用(一)
本专利技术涉及一种偏高岭土复合物及其在制备路面修复材料中的应用。(二)
技术介绍
混凝土路面由于长期受压、磨损和腐蚀等原因而损坏，在进行局部路面修补时应尽量避免中断交通，修补后能快速开放交通，因此早干快强是路面修补材料最重要的指标之一。对于修补的材料的要求主要有(1)早期强度高，凝结硬化快，后期性能稳定；(2)界面结合性能好；(3)收缩小；(4)施工和易性好；(5)具有良好的耐久性和耐磨性；(6)修补面的颜色与旧混凝土相一致六个方面。目前，水泥路面快速修补材料主要有有机类和无机类修补材料，常用的有机类修补材料有环氧树脂类修补材料、聚氨酯类灌浆材料、烯类裂缝修补材料和橡胶沥青嵌缝材料。无机类快速修补材料主要有快硬硅酸盐水泥混凝土、硫铝酸盐水泥混凝土、磷镁水泥混凝土、硅灰水泥混凝土和聚合物改性水泥砂浆及混凝土，这些修补材料所面临的问题主要包括工艺复杂，修补后早期强度低、保养时间偏长、粘结性和耐久性较差等方面。在众多修补材料中，由于早期强度高，后期强度稳定的特点，地质聚合物被寄予厚望。地聚合物是一种环境友好型材料，并且具有早干快强，较高机械强度，优异的固化/稳定化性能以及良好的化学长期稳定性等特性，这些特性使其成为修补材料中颇具潜力的存在。相比普通硅酸盐水泥合成需要生料在1400℃～1500℃左右的高温下锻烧，生产过程消耗大量能源，排放大量的污染物和二氧化碳；地质聚合物常常使用固体废弃物在常温下合成，二氧化碳排放量也减少80％。通常情况下，地质聚合物在20℃注模4h后的抗压强度可以达到最终抗压强度65％。皮革在鞣制阶段会大量使用三价铬盐，其中40％会排放入污水中，废水中的三价铬通常通过投加石灰和絮凝剂而沉淀分离，形成铬含量极高的含铬污泥，《国家危险废物名录》中明确指出这部分富含铬的污泥为危险废物(废物代码193-001-21)，禁止直接填埋。收集各个污水处理单元产生的污泥至污泥浓缩池，经板框压滤后得到较干的制革污泥，根据国家《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)的规定，该制革污泥是具有浸出毒性特征的危险废物。如果没有行之有效的处理方式，制革污泥中的三价铬会转化成毒性较强的六价铬，对周围水体、地下水系和周围土壤造成环境污染。同时，制革污泥中含有大量的油脂物质和蛋白质，在堆放过程中会产生大量的细菌、病毒和病原微生物。填埋法存在巨大安全隐患，焚烧法需要投入大量资本，焚烧过程中会引起重金属的迁移。固化/稳定化技术可以作为一种预处理手段将制革污泥固化后进行填埋处理，也可以作为一种资源化处理手段将固化后的固化体进行资源化利用。本技术即是利用固化法将制革污泥制成早期强度高、抗腐蚀、养护方便的路面修补材料，实现了固体废物的资源化利用。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种偏高岭土复合物及其在制备路面修复材料中的应用，早期强度高，后期性能优良，制备过程简单、节能，不需要经历煅烧，而且能够很好地固化制革污泥中的污染物，可用于水泥混凝土路面修补。本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供一种偏高岭土复合物，所述复合物由如下重量配比的原料组成：偏高岭土47～59份，制革污泥3～7份，硅酸钠28～33份，氢氧化钠10～14份。进一步，优选所述偏高岭土复合物由如下重量配比的原料组成：偏高岭土52～54份，制革污泥3～6份，硅酸钠32～33份，氢氧化钠10份。本专利技术所述偏高岭土质量组成为：SiO251.63％、Al2O344.26％、K2O1.44％、MgO0.193％、Fe2O30.405％、CaO0.126％、TiO20.396％、Na2O0.216％，其它1.334％。本专利技术所述制革污泥质量组成：SiO213.01％、Al2O312.45％、CaO7.84％、SO317.26％、Fe2O319％、MgO7.23％、Na2O5.52％、Cr2O314.35％、Cl1.13％，其它2.21％。本专利技术所述硅酸钠为工业硅酸钠，质量含水量65.6％。本专利技术还提供一种所述偏高岭土复合物在制备路面修补材料中的应用，所述的应用为：按配方量，将NaOH固体加入到硅酸钠中，搅拌均匀，确保NaOH固体完全溶解，溶解后放置稍冷，获得碱激活剂；然后将偏高岭土和制革污泥混合(优选加入搅拌机)，慢速搅拌使其混合均匀，再加入碱激活剂和去离子水，慢速搅拌均匀，然后快速搅拌直至浆状(优选浆体具有较好的流动性和黏性)，获得浆状物，即获得路面修复材料。进一步，所述去离子水与硅酸钠中水分总量以偏高岭土和制革污泥重量和计为6.7ml/10g。进一步，所述慢速搅拌条件为：公转速度：62±5r/min，自转速度：140±5r/min，搅拌时间为2min。进一步，所述快速搅拌条件为：公转速度：125±10r/min，自转速度：285±10r/min，搅拌时间2min。进一步，所述注模所用模具尺寸为模型大小为20mm×20mm×20mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要体现在：(1)本专利技术通过偏高岭土和制革污泥与碱激活剂反应合成路面修补材料，制备过程简单，不需要经历高温煅烧步骤，形成的固化体对重金属固化效果明显，具有很好的社会效益和经济效益，同时也是环境友好型材料，加入制革污泥后其性能还能达到修补材料的要求，能达到既处理危险固废又能资源化利用的目标。(2)本专利技术通过偏高岭土和制革污泥合成路面修补材料的1天抗压强度高于20MPa，初凝时间60min左右，终凝时间100min左右。7天的抗压强度强度接近50MPa。合成1天后制革污泥中总铬的浸出浓度均低于8mg/L，7天后制革污泥中总铬的浸出浓度在2mg/L左右，远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)的规定。(3)本专利技术通过偏高岭土和制革污泥合成路面修补材料在环境长期稳定性之“耐高温煅烧”方面性能优良，当修补材料煅烧温度为400℃时，抗压强度为50MPa以上，400℃～800℃时，抗压强度下降至25MPa左右，煅烧温度高于800℃时，强度略有回升。总铬浸出浓度在此过程中，并不会明显增加浸出。(4)本专利技术通过偏高岭土和制革污泥合成路面修补材料在环境长期稳定之“耐酸雨侵蚀”方面表现良好，经pH为4～5的酸雨淋溶1800mL后，抗压强度仍然达到30MPa以上。总铬浸出浓度略有升高，但依然远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)的规定。(四)附图说明图1为酸雨淋溶装置示意图。(五)具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此：本专利技术实施例偏高岭土化学成分及其重量百分比如表1：表1本专利技术所述制革污泥化学成分及其重量百分比如表2：表2本专利技术实施例中硅酸钠为工业硅酸钠，质量含水量为65.6％。本专利技术所述水灰比是指体系中全部的水和“制革污泥+偏高岭土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏高岭土复合物，其特征在于所述复合物由如下重量配比的原料组成：偏高岭土47～59份，制革污泥3～7份，硅酸钠28～33份，氢氧化钠10～14份。/n

【技术特征摘要】
1.一种偏高岭土复合物，其特征在于所述复合物由如下重量配比的原料组成：偏高岭土47～59份，制革污泥3～7份，硅酸钠28～33份，氢氧化钠10～14份。


2.如权利要求1所述偏高岭土复合物，其特征在于所述偏高岭土复合物由如下重量配比的原料组成：偏高岭土52～54份，制革污泥3～6份，硅酸钠32～33份，氢氧化钠10份。


3.如权利要求1所述偏高岭土复合物，其特征在于所述偏高岭土质量组成为：SiO251.63％、Al2O344.26％、K2O1.44％、MgO0.193％、Fe2O30.405％、CaO0.126％、TiO20.396％、Na2O0.216％，其它1.334％。


4.如权利要求1所述偏高岭土复合物，其特征在于所述制革污泥质量组成：SiO213.01％、Al2O312.45％、CaO7.84％、SO317.26％、Fe2O319％、MgO7.23％、Na2O5.52％、Cr2O314.35％、Cl1.13％，其它2.21％。


5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：金漫彤，赵培森，王卓辉，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33