本發(fā)明涉及一種土壤固化劑，具體是一種復(fù)合型土壤固化劑，屬于建筑材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
循環(huán)流化床燃煤技術(shù)是新一代清潔燃煤技術(shù)，其幾乎可以燃燒所有煤(如泥煤、褐煤、煙煤、貧煤、無煙煤、以及洗煤廠的煤泥)、煤矸石、焦炭、油頁巖等，并能達(dá)到98％～99％的燃燒效率。其主要特點(diǎn)在于燃料和固硫劑同時加入鍋爐，并在鍋爐里多次循環(huán)脫硫反應(yīng)時間長，脫硫率較高，一般都在90％以上。這種技術(shù)在環(huán)境保護(hù)和劣質(zhì)煤的利用方面都有著很明顯的優(yōu)勢，被認(rèn)為是適合我國國情的清潔燃煤技術(shù)。循環(huán)流化床鍋爐的爐內(nèi)脫硫技術(shù)雖然減少大氣污染排放，卻帶來了固硫灰的利用的問題。由于在燃煤固硫過程中需加入大量石灰石，灰渣的排放量比煤粉爐約高出30％～40％，循環(huán)流化床電廠還需建立龐大的儲灰場，浪費(fèi)了大量的人力物力，成為循環(huán)流化床電廠的極大負(fù)擔(dān)。因此需要為固硫灰的開發(fā)與利用開辟新的途徑，以固硫灰為成分的土壤固化劑便是其利用的途徑，土壤固化劑是一種能對土壤進(jìn)行物理化學(xué)性能進(jìn)行處理，從而改變土壤組成機(jī)構(gòu)，提高土壤強(qiáng)度、改善土質(zhì)的一種添加劑。cn101906304a公開了一種土壤固化劑，包括下列重量份的組分：流化床燃煤固硫灰渣：1份；硅酸鹽水泥：0.1～0.3份；水淬高爐礦渣0.2～0.6份；活性礦物摻和料：0.1～0.5份；活性激發(fā)劑：0.05～0.1份；堿金屬的氫氧化物或堿土金屬的氫氧化物：0～0.3份。
以上這些技術(shù)對于如何使土壤固化劑能明顯改善路基結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)路基強(qiáng)度，延長路基使用壽命，并未給出具體的指導(dǎo)方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種復(fù)合型土壤固化劑，它不僅成本低，而且還能明顯改善路基結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)路基強(qiáng)度，延長路基使用壽命，還能在一定程度上緩解大量固硫灰堆砌對環(huán)境的污染，為固硫灰的開發(fā)利用提供一種新的途徑。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種復(fù)合型土壤固化劑，其技術(shù)方案在于所述的復(fù)合型土壤固化劑以固硫灰為主要原料，并添加(少量)普通硅酸鹽水泥、生石灰、激發(fā)劑、早強(qiáng)劑、硅灰、聚丙烯酰胺混合均勻而制成的一種復(fù)合型固化劑，具體是它是由下述組分及重量配比的原料制成的：普通硅酸鹽水泥5～15份，固硫灰60～90份，激發(fā)劑3～8份，早強(qiáng)劑1～5份，硅灰1～3份，生石灰2～6份，聚丙烯酰胺0.02～0.1份。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選方案還可以是，所述的固硫灰為電廠循環(huán)流化床固硫灰(煤矸石發(fā)電廠循環(huán)流化床固硫灰)，其比表面積最好為400～700m2/kg。上述的激發(fā)劑為五水偏硅酸鈉、石膏、硫酸鈉、硫酸鉀中的一種或兩種(的組合)。上述的生石灰為鈣質(zhì)石灰，其有效鈣加氧化鎂含量≥80％，消解時間3～8分鐘。上述的早強(qiáng)劑為二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺、碳酸鋰、氫氧化鋰中的一種或幾種(的組合)。
所述的復(fù)合型土壤固化劑的制備方法是按上述重量配比分別稱取普通硅酸鹽水泥、固硫灰kg、硅灰、生石灰、聚丙烯酰胺，將其加入混料機(jī)內(nèi)，混合攪拌20～30分鐘，然后繼續(xù)往混料機(jī)中加入激發(fā)劑和早強(qiáng)劑，繼續(xù)混合30～60分鐘，即獲得所述的復(fù)合型土壤固化劑。將復(fù)合型土壤固化劑裝袋密封保存。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選方案還可以是，所述的復(fù)合型土壤固化劑是由下述組分及重量配比的原料制成的：普通硅酸鹽水泥12份，固硫灰70份，激發(fā)劑8份，早強(qiáng)劑1～5份，硅灰3份，生石灰5份，聚丙烯酰胺0.05份，激發(fā)劑為3份五水偏硅酸鈉、5份石膏(的組合)，早強(qiáng)劑為1份二乙醇胺、1份三乙醇胺(的組合)。所述的復(fù)合型土壤固化劑的制備方法是按上述重量配比分別稱取普通硅酸鹽水泥120kg、固硫灰700kg、硅灰30kg、生石灰50kg、聚丙烯酰胺0.5kg，將其加入混料機(jī)內(nèi)，混合攪拌20～30分鐘，然后繼續(xù)往混料機(jī)中加入五水偏硅酸鈉30kg、石膏50kg、二乙醇胺10kg、三乙醇胺10kg，繼續(xù)混合30～60分鐘，即獲得所述的復(fù)合型土壤固化劑。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選方案還可以是，所述的復(fù)合型土壤固化劑是由下述組分及重量配比的原料制成的：普通硅酸鹽水泥12份，固硫灰75份，激發(fā)劑5份，早強(qiáng)劑3份，硅灰2份，生石灰3份，聚丙烯酰胺0.08份；激發(fā)劑為1份五水偏硅酸鈉、4份硫酸鉀(的組合)，早強(qiáng)劑為2份二乙醇胺、1份碳酸鋰(的組合)。所述的復(fù)合型土壤固化劑的制備方法是按上述重量配比分別稱取普通硅酸鹽水泥120kg、固硫灰750kg、硅灰20kg、生石灰30kg、聚丙烯酰胺0.8kg，將其加入混料機(jī)內(nèi)，混合攪拌20～30分鐘，然后繼續(xù)往混料機(jī)中加入五水偏硅酸鈉10kg、硫酸鉀40kg、二乙醇胺20kg、碳酸鋰10kg，繼續(xù)混合30～60分鐘，即獲得所述的復(fù)合型土壤固化劑。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選方案還可以是，所述的復(fù)合型土壤固化劑是由下述組分及重量配比的原料制成的：普通硅酸鹽水泥8份，固硫灰82份，激發(fā)劑3份，早強(qiáng)劑3份，硅灰1份，生石灰4份，聚丙烯酰胺0.02份；激發(fā)劑為1份硫酸鈉、2份硫酸鉀(的組合)，早強(qiáng)劑為0.8份三異丙醇胺、1.2份三乙醇胺(的組合)。所述的復(fù)合型土壤固化劑的制備方法是按上述重量配比分別稱取普通硅酸鹽水泥80kg、固硫灰820kg、硅灰10kg、生石灰40kg、聚丙烯酰胺0.2kg，將其加入混料機(jī)內(nèi)，混合攪拌20～30分鐘，然后繼續(xù)往混料機(jī)中加入硫酸鈉10kg、硫酸鉀20kg、三異丙醇胺8kg、三乙醇胺12kg，繼續(xù)混合30～60分鐘，即獲得所述的復(fù)合型土壤固化劑。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選方案還可以是，所述的復(fù)合型土壤固化劑是由下述組分及重量配比的原料制成的：普通硅酸鹽水泥10份，固硫灰73.5份，激發(fā)劑6份，早強(qiáng)劑1～5份，硅灰1.5份，生石灰5.5份，聚丙烯酰胺0.1份；激發(fā)劑為4份石膏、2份硫酸鈉(的組合)，早強(qiáng)劑為0.5份氫氧化鋰、3份三異丙醇胺(的組合)。所述的復(fù)合型土壤固化劑的制備方法是按上述重量配比分別稱取普通硅酸鹽水泥100kg、固硫灰735kg、硅灰15kg、生石灰55kg、聚丙烯酰胺1kg，將其加入混料機(jī)內(nèi)，混合攪拌20～30分鐘，然后繼續(xù)往混料機(jī)中加入石膏40kg、硫酸鈉20kg、氫氧化鋰5kg、三異丙醇胺30kg，繼續(xù)混合30～60分鐘，即獲得所述的復(fù)合型土壤固化劑。
土壤固化劑是一種能對土壤進(jìn)行物理化學(xué)性能進(jìn)行處理，從而改變土壤組成機(jī)構(gòu)，提高土壤強(qiáng)度、改善土質(zhì)的一種添加劑。本發(fā)明的復(fù)合型土壤固化劑主要是以固硫灰為主要成分，固硫灰中活性的二氧化硅、氧化鋁等組成在激發(fā)劑的作用下，發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化，生成水硬性膠凝材料，從而提高了土壤的膠結(jié)性能，改善了土質(zhì)。
本發(fā)明的復(fù)合型土壤固化劑是以固硫灰為主要成分的土壤固化劑，為固硫灰的開發(fā)與利用提供了新的途徑。本發(fā)明具體是利用了電廠循環(huán)流化床固硫灰作為主要原材料，充分利用固硫灰中的二氧化硅、氧化鋁等活性組分，變廢為寶。本發(fā)明的復(fù)合型土壤固化劑能顯著的改善路基結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)路基強(qiáng)度(在不改變施工條件的情況下，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可提高了30％以上)，延長路基使用壽命(使用壽命延長了35％以上)，可節(jié)約筑路成本30％以上。
綜上所述，本發(fā)明不僅成本低，而且還能明顯改善路基結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)路基強(qiáng)度，延長路基使用壽命，還能在一定程度上緩解大量固硫灰堆砌對環(huán)境的污染，為固硫灰的開發(fā)利用提供一種新的途徑。
具體實(shí)施方式
下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方法和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的各實(shí)施例。
實(shí)施例1：本發(fā)明所述的復(fù)合型土壤固化劑是由下述組分及重量配比的原料制成的：普通硅酸鹽水泥12份，固硫灰70份，激發(fā)劑8份，早強(qiáng)劑1～5份，硅灰3份，生石灰5份，聚丙烯酰胺0.05份，激發(fā)劑為3份五水偏硅酸鈉、5份石膏(的組合)，早強(qiáng)劑為1份二乙醇胺、1份三乙醇胺(的組合)。所述的復(fù)合型土壤固化劑的制備方法是按上述重量配比分別稱取普通硅酸鹽水泥120kg、固硫灰700kg、硅灰30kg、生石灰50kg、聚丙烯酰胺0.5kg，將其加入混料機(jī)內(nèi)，混合攪拌20～30分鐘(可以是22分鐘)，然后繼續(xù)往混料機(jī)中加入五水偏硅酸鈉30kg、石膏50kg、二乙醇胺10kg、三乙醇胺10kg，繼續(xù)混合30～60分鐘(可以是35分鐘)，即獲得所述的復(fù)合型土壤固化劑。
實(shí)施例2：本發(fā)明所述的復(fù)合型土壤固化劑是由下述組分及重量配比的原料制成的：普通硅酸鹽水泥12份，固硫灰75份，激發(fā)劑5份，早強(qiáng)劑3份，硅灰2份，生石灰3份，聚丙烯酰胺0.08份；激發(fā)劑為1份五水偏硅酸鈉、4份硫酸鉀(的組合)，早強(qiáng)劑為2份二乙醇胺、1份碳酸鋰(的組合)。所述的復(fù)合型土壤固化劑的制備方法是按上述重量配比分別稱取普通硅酸鹽水泥120kg、固硫灰750kg、硅灰20kg、生石灰30kg、聚丙烯酰胺0.8kg，將其加入混料機(jī)內(nèi)，混合攪拌20～30分鐘(可以是30分鐘)，然后繼續(xù)往混料機(jī)中加入五水偏硅酸鈉10kg、硫酸鉀40kg、二乙醇胺20kg、碳酸鋰10kg，繼續(xù)混合30～60分鐘(可以是45分鐘)，即獲得所述的復(fù)合型土壤固化劑。
實(shí)施例3：本發(fā)明所述的復(fù)合型土壤固化劑是由下述組分及重量配比的原料制成的：普通硅酸鹽水泥8份，固硫灰82份，激發(fā)劑3份，早強(qiáng)劑3份，硅灰1份，生石灰4份，聚丙烯酰胺0.02份；激發(fā)劑為1份硫酸鈉、2份硫酸鉀(的組合)，早強(qiáng)劑為0.8份三異丙醇胺、1.2份三乙醇胺(的組合)。所述的復(fù)合型土壤固化劑的制備方法是按上述重量配比分別稱取普通硅酸鹽水泥80kg、固硫灰820kg、硅灰10kg、生石灰40kg、聚丙烯酰胺0.2kg，將其加入混料機(jī)內(nèi)，混合攪拌20～30分鐘(可以是25分鐘)，然后繼續(xù)往混料機(jī)中加入硫酸鈉10kg、硫酸鉀20kg、三異丙醇胺8kg、三乙醇胺12kg，繼續(xù)混合30～60分鐘(可以是55分鐘)，即獲得所述的復(fù)合型土壤固化劑。
實(shí)施例4：本發(fā)明所述的復(fù)合型土壤固化劑是由下述組分及重量配比的原料制成的：普通硅酸鹽水泥10份，固硫灰73.5份，激發(fā)劑6份，早強(qiáng)劑1～5份，硅灰1.5份，生石灰5.5份，聚丙烯酰胺0.1份；激發(fā)劑為4份石膏、2份硫酸鈉(的組合)，早強(qiáng)劑為0.5份氫氧化鋰、3份三異丙醇胺(的組合)。所述的復(fù)合型土壤固化劑的制備方法是按上述重量配比分別稱取普通硅酸鹽水泥100kg、固硫灰735kg、硅灰15kg、生石灰55kg、聚丙烯酰胺1kg，將其加入混料機(jī)內(nèi)，混合攪拌20～30分鐘(可以是28分鐘)，然后繼續(xù)往混料機(jī)中加入石膏40kg、硫酸鈉20kg、氫氧化鋰5kg、三異丙醇胺30kg，繼續(xù)混合30～60分鐘(可以是60分鐘)，即獲得所述的復(fù)合型土壤固化劑。
上述各實(shí)施例中，所述的固硫灰為電廠循環(huán)流化床固硫灰(煤矸石發(fā)電廠循環(huán)流化床固硫灰)，其比表面積為400～700m2/kg。上述的生石灰為鈣質(zhì)石灰，其有效鈣加氧化鎂含量≥80％，消解時間3～8分鐘。
本發(fā)明的土壤固化劑的摻量(占土壤質(zhì)量百分比)：(1)做路面基層用，水泥類固化土：水泥劑量為6-8％，固化劑用量為0.015-0.020％。(2)做路面底基層用，水泥類固化土：水泥劑量為4-6％，固化劑用量為0.013-0.019％。
以下為本發(fā)明的試驗(yàn)：
本發(fā)明的產(chǎn)品根據(jù)中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)cj/t486-2015《土壤固化外加劑》進(jìn)行凝結(jié)時間影響系數(shù)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度比、水穩(wěn)系數(shù)試驗(yàn)，試驗(yàn)使用水泥為基準(zhǔn)水泥。其試驗(yàn)結(jié)果如下：
表1實(shí)施例1～4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
本發(fā)明的復(fù)合型土壤固化劑是以固硫灰為主要成分的土壤固化劑，為固硫灰的開發(fā)與利用提供了新的途徑。本發(fā)明具體是利用了電廠循環(huán)流化床固硫灰作為主要原材料，充分利用固硫灰中的二氧化硅、氧化鋁等活性組分，變廢為寶。本發(fā)明的復(fù)合型土壤固化劑能顯著的改善路基結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)路基強(qiáng)度(在不改變施工條件的情況下，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可提高了30％以上)，延長路基使用壽命(使用壽命延長了35％以上)，可節(jié)約筑路成本30％以上。
綜上所述，本發(fā)明不僅成本低，而且還能明顯改善路基結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)路基強(qiáng)度，延長路基使用壽命，還能在一定程度上緩解大量固硫灰堆砌對環(huán)境的污染，為固硫灰的開發(fā)利用提供一種新的途徑。