一种处理盐渍土地基的地聚合物及其制备方法与应用 |
|||||||
| 申请号 | CN201510979499.X | 申请日 | 2015-12-23 | 公开(公告)号 | CN105541138A | 公开(公告)日 | 2016-05-04 |
| 申请人 | 山东大学; | 发明人 | 崔新壮; 侯飞; 刘泽群; 金青; 黄丹; 汤维泽; 楼俊杰; 张炯; 崔社强; 郑英杰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种处理盐渍土地基的地 聚合物 及其制备方法与应用，由 高炉 矿渣、 粉 煤 灰 、沸石粉和 碱 性激发剂制成。1)将金属氢 氧 化物与 水 玻璃混合，制备模数为1.5-2.5的碱性激发剂；2)将沸石粉、粉煤灰和高炉矿渣进行混合，得到混合物；3)将步骤2)中的混合物加入到步骤1)中制备的碱性激发剂中，混匀，制得地聚合物。研制以沸石粉、粉煤灰和高炉矿渣为基本原料的地聚合物，即利用了地聚合物作为新的胶凝材料类似 水泥 却又优于水泥的 力 学性质，又利用了沸石、料粉煤灰和矿渣在碱性溶液的激发下形成的致密结构和良好的 孔径分布 ，增强了地聚合物的耐久性，对处理道路工程中遇到的盐渍土地基加固问题具有很好的效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种处理盐渍土地基的地聚合物，其特征在于：由以下重量份的组分制成：高炉矿渣 |
||||||
| 说明书全文 | 一种处理盐渍土地基的地聚合物及其制备方法与应用技术领域[0002] 随着我国交通现代化建设的不断发展，公路的建设也处于蓬勃发展阶段，然而，公路修筑过程中经常会遇到一些不良土壤地质，如黄土、冻胀土等，尤其是在我国泛区广布的盐渍土。盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称，在世界各地分布广泛。我国盐渍土面积约有20多万平方公里，约占国土总面积的2.1％，主要集中在西北干旱地区，其次在华北平原、松辽平原等低洼地区，以及滨海地区的渤海湾等地区。盐渍土作为一种不利土壤，不仅对我国的农业生产带来非常大的影响的同时，对工程项目的建设同样带来巨大的、难以修复的损害。盐渍土主要特征表现在以下方面：具有很强的吸湿性，易出现吸水软化的现象；溶陷性，遇水溶解，产生地基的溶陷；较强的膨胀性，温度和湿度变化时导致盐渍土体积膨胀；很强的侵蚀性，易对施工材料产生腐蚀，降低工程质量。黄河三角洲位于环渤海经济区，为全国有限开放开发的重点区域，然而黄河三角洲广泛分布的盐渍土严重制约着黄河三角洲经济带基础设施工程的建设。现有的处理工程中遇到的盐渍土的方法通常是利用水泥掺加粉煤灰、高炉矿渣进行改性，然而水泥并不属于环境友好型材料，生产水泥需要消耗大量的能源及产生大量的二氧化碳，对环境会造成及其严重的破坏。因此，研究如何更加节能环保的处理工程中遇到的盐渍土问题对工程具有十分重要的意义。 发明内容[0003] 本发明的目的是利用更加节能环保的沸石粉、粉煤灰、高炉矿渣等自然矿产或工业废渣，提供一种处理盐渍土地基的地聚合物及其制备方法与应用，该地聚合物可以替代改性水泥处理工程中遇到的盐渍土问题及其对地基加固体腐蚀现象，且相对于改性水泥能大幅度降低能源的浪费及环境的破坏，属于环境友好型材料，对以后处理盐渍土方面能够起到很好的技术支持。 [0004] 为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为： [0005] 一种处理盐渍土地基的地聚合物，由以下重量份的组分制成：高炉矿渣10-20份，粉煤灰10-30份，沸石粉40-70份，碱性激发剂10-30份。 [0006] 进一步优选的，所述地聚合物，由以下重量份的组分制成：高炉矿渣10-15份，粉煤灰20-30份，沸石粉50-60份，碱性激发剂20-30份。 [0007] 更进一步优选的，所述地聚合物，由以下重量份的组分制成：高炉矿渣10份，粉煤灰30份，沸石粉60份，碱性激发剂30份。 [0008] 优选的，所述碱性激发剂为金属氢氧化物和固体硅酸钠配制的模数为1.5-2.5的钠水玻璃。氢氧化钠是常见且常用的物质，作为碱性激发剂更容易获取，而且效果也更好。别的碱性激发剂也是可以的，如氢氧化钾和碳酸盐。 [0009] 优选的，所述粉煤灰和沸石粉的细度均小于0.5mm。 [0011] 上述地聚合物注浆材料的制备方法，包括如下步骤： [0012] 1)将金属氢氧化物与水玻璃按上述配比混合，制备模数为1.5-2.5的碱性激发剂； [0013] 2)将沸石粉、粉煤灰和高炉矿渣按上述配比进行混合，得到混合物； [0014] 3)将步骤2)中的混合物加入到步骤1)中制备的碱性激发剂中，加入水后，混匀，制得地聚合物浆体。 [0015] 优选的，步骤2)中，各组分在搅拌机中混合搅拌的时间为2-5min；步骤3)中各组分在搅拌机中搅拌的时间为3-5min。 [0016] 上述地聚合物的使用方法，将制得的地聚合物浆体泵送至施工现场，并同现场的盐渍土软弱地基土进行混合搅拌，重复搅拌下沉至设计加固深度，保证加固深度范围内的土体任何一点均经过20次以上的搅拌。 [0017] 上述地聚合物在处理盐渍土地基中的应用。 [0018] 本发明的地聚合物处理盐渍土地基的原理及有益技术效果如下： [0019] (1)沸石、粉煤灰和高炉矿渣是富含硅铝元素的材料，其中的硅和铝元素分别是以二氧化硅和三氧化二铝的形式存在，能够在碱性溶液的激发下聚合形成由硅氧四面体和铝氧四面体组成的具有空间三维网络状结构的无机胶凝材料-地聚合物。地聚合物是以离子键和共价键为主，连同其特殊的网络结构，使地聚合物具有良好的力学性能。研究表明，沸石磨成粉后形成的沸石粉不需煅烧其活性仅次于偏高岭土，高于粉煤灰和高炉矿渣。因此，相对于以偏高岭土为原料制取地聚合物，沸石粉制取的地聚合物不需要煅烧，不会耗费能源及产生二氧化碳，为环境友好型材料；粉煤灰和高炉矿渣同为工业生产工程中产生的废料，随意堆放占用大量的土地空间的同时又污染环境。因此，使用以沸石、粉煤灰和高炉矿渣为基本原料生产的地聚合物具有很好的节能环保的效果。 [0020] (2)相较于传统普通的硅酸盐水泥，地聚合物具有较好的力学特性及节能环保，由于地聚合物中除了大量的沸石粉外，还掺加了较多颗粒更为细小的球状粉煤灰和高炉矿渣，在碱性溶液的激发作用下会产生相较于水泥来说更为致密的结构和良好的孔径分布，导致 腐蚀性的物质很难渗入到地聚合物内部；同时，地聚合物作为新型的胶凝材料，能够将沙粒及土颗粒进行包裹和胶结，硬化后形成一个共同工作的整体，为其加固盐渍土地基的耐久性提供了一定的保证。因此，研制以沸石粉、粉煤灰和高炉矿渣为基本原料的地聚合物，即利用了地聚合物作为新的胶凝材料类似水泥却又优于水泥的力学性质，又利用了沸石、料粉煤灰和矿渣在碱性溶液的激发下形成的致密结构和良好的孔径分布，增强了地聚合物的耐久性，对处理道路工程中遇到的盐渍土地基加固问题具有很好的效果。 具体实施方式[0021] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。 [0022] 结合黄河三角洲盐渍土的具体工程条件进行说明。 [0023] 实施例1 [0024] 所述地聚合物，由以下重量份的组分制成：高炉矿渣15份，粉煤灰15份，沸石粉70份，碱性激发剂20份。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈