固化剂及固化淤泥土制造技术

本申请公开了固化剂及固化淤泥土。该固化剂，包含稻壳灰、强碱和高炉矿渣，所述稻壳灰的用量占总质量的10

【技术实现步骤摘要】
固化剂及固化淤泥土


[0001]本申请涉及土体修复的
，尤其涉及固化剂及固化淤泥土。

技术介绍

[0002]在基坑施工及河道维护过程中，产生大量淤泥废置。淤泥是一种高含水率低强度的软弱性黏土，通过生物化学作用，在静水或缓慢流水环境中沉积而成。淤泥土可大概分四种类型：湖泊沉积、河滩沉积、滨海沉积及沼泽沉积，其天然含水量大于液限，孔隙比大于等于1.5，为絮状、蜂窝状结构。若不及时处理利用淤泥废弃土，不仅占用土地资源，还会造成环境污染。
[0003]固化稳定技术是通过固化材料和孔隙水之间的物理、化学反应，提高淤泥土强度，使其成为可利用工程材料。采用该技术，淤泥可实现高效资源化利用，低成本、高效率、污染小，固化后淤泥可用作工程用土。
[0004]固化/稳定化技术通常使用固化剂(或化学添加剂)进行处理，常用的固化剂为石灰和普通硅酸盐水泥。相关技术中，石灰和OPC的产生需要消耗大量的能量，并排放大量的二氧化碳(CO2)。为了减少石灰和OPC造成的碳排放和能源消耗，工业副产物高炉矿渣(GGBS)被用于土体的修复。然而，在修复过程中，矿渣需要用碱活化剂活化产生水化产物(如水化硅酸钙(CSH))。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供固化剂及固化淤泥土，能够提高固化后淤泥土的抗压强度以满足工程特性。
[0006]第一方面，本申请提供一种固化淤泥土的固化剂，包含稻壳灰、强碱和高炉矿渣，所述稻壳灰的用量占总质量的10
‑
20％。
[0007]可选地，所述强碱与稻壳灰的质量用量之比为0.5
‑
1.5：1。
[0008]可选地，所述高炉矿渣与稻壳灰的质量用量之比为3
‑
5：6。
[0009]可选地，所述强碱为氢氧化钠。
[0010]可选地，所述稻壳灰为在550
‑
650℃燃烧条件下焚烧1
‑
3h。
[0011]可选地，所述高炉矿渣为于炼铁厂炉矿渣经过烘干、研磨以及过2mm筛所得。
[0012]第二方面，本申请提供一种固化淤泥土，采用如上述固化剂混入淤泥土，并养护。
[0013]可选地，所述养护的时间为7
‑
28d。
[0014]本申请所述固化剂化学修复方法改良机理主要在于：
[0015]首先，稻壳被认为是全球最丰富的农业废弃物之一，将稻壳转化为稻壳灰并应用于工程实践有助于可持续回收生物质废物，利用稻壳进行生物质发电的副产物稻壳灰表现出与硅灰类似的火山灰活性，具有潜在的胶凝活性，在一定条件下可促进生成C
‑
S
‑
H/C
‑
A
‑
S
‑
H等胶凝水化产物，且稻壳灰大的比表面积为固化过程中复杂的物理和化学反应提供了基础。以稻壳灰为基础的激发剂可以更好地利用农业废弃物，稻壳灰中通常存在约85
‑
97％
的无定形二氧化硅。RHA 的比表面积可高达50000m2/kg。高活性二氧化硅和高比表面积的RHA有提高活化剂性能的能力，在碱激发剂中RHA提供大量的无定形二氧化硅可以与氢氧化钙发生二次反应，形成具有多孔和大表面积的絮凝状C
‑
S
‑
H，与商用硅酸钠和氢氧化钠合成的相比，这种替代方法可以减少高达50％的二氧化碳排放。
[0016]氢氧化钠为工业级纯度97％的碱活化剂；高炉矿渣主要成分为：CaO、 SiO2，含量在70％以上。将稻壳灰、氢氧化钠、高炉矿渣粉和淤泥土依据特定含水率加水混合均匀后，在强碱环境下，结晶二氧化硅和无定形二氧化硅易溶解，大量无定形二氧化硅与游离的Na+和OH—反应生成硅酸钠(SiO2+2NaOH
ꢀ→
Na2SiO3+H2O)，表现出类似液体水玻璃性质，可激发高炉矿渣颗粒溶解生成较小的硅酸盐、铝酸盐单体，参与到之后的聚合反应中，提高胶凝材料的强度。高炉矿渣中CaO和水发生化学反应生成存在大量氢氧根离子和钙离子，稻壳灰和高炉矿渣中的活性SiO2，Al2O3发生水解，形成钙铝硅酸盐水合物凝胶。且在氢氧化钠提供的强碱环境下，活性SiO2，Al2O3和多余的Ca
2+
发生化学反应生成胶凝物质水化硅酸钙和水化硅铝酸钙，充土体孔隙，提高固化土强度。随着反应进行，氢氧化钙的溶解度平衡被改变，Ca
2+
从GGBS中溶解，土体中生成铝硅酸盐钙水合物凝胶的凝聚结构，反应后期，硅灰石(CaSiO3)促进C
‑
A
‑
S
‑
H 凝胶的形成，纳米高活性SiO2颗粒的溶解能促进二次水化反应产生更多的胶凝产物，导致基质中的吸附和沉淀反应增加，使固化后的淤泥土具有更好的工程特性。
附图说明
[0017]下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0018]图1为本申请实施例提供的实施例1、实施例2的抗压强度的曲线图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0020]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0021]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0022]下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，
这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0023]实施例1
[0024]本实施例的固化剂，包括稻壳灰、氢氧化钠和高炉矿渣，其中：按土体质量计算，质量分数为15％的稻壳灰、NaOH与稻壳灰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固化淤泥土的固化剂，其特征在于，包含稻壳灰、强碱和高炉矿渣，所述稻壳灰的用量占总质量的10
‑
20％。2.根据权利要求1所述固化剂，其特征在于，所述强碱与稻壳灰的质量用量之比为0.5
‑
1.5：1。3.根据权利要求1所述固化剂，其特征在于，所述高炉矿渣与稻壳灰的质量用量之比为3
‑
5：6。4.根据权利要求1所述固化剂，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽华，韩琦培，肖衡林，刘数华，马强，李文涛，黄少平，白玉霞，徐可，刘文，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：