[发明专利]一种粘土浆固化剂

说明书

技术领域

本发明涉及的固化剂是一种用于固化粘土浆的材料，尤其适用于粘土浆中粘土含量高、水固比大、含砂量低的粘土浆固化。

背景技术

粘土水泥浆是以粘土为主要成分，以水泥为固化剂，水为溶剂所形成灌浆材料，由于其造价低、耐久性好、原材料易得等优点，近年来，已被广泛应用到水利水电、矿山、隧道、地下空间工程等领域的堵水、防渗、加固。由于粘土水泥浆中粘土的活性非常低，在要求固化的结石体达到一定的无侧限抗压强度下，往往所需要加入的水泥量较多。特别在粘土含量较高的浆液中，用水泥固化后所得到的结石体强度非常低，为使材料达到较高强度，而加入更多的水泥，迫使固化剂成本增加。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种粘土浆固化剂，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种粘土浆固化剂，以水泥、矿粉为主要胶凝材料，配以少量的激发剂和其它助剂经物理混合而成，各组分按质量比例配比为水泥:矿粉:激发剂:助剂=1:0.1～10:0～0.5:0～0.05。

在本发明中，矿粉可以为电石渣、高炉水淬矿渣、钢渣、沸腾炉渣中的一种或几种磨细后所得到的粉料。

在本发明中，激发剂可以为碱性氧化物、氢氧化物或硫酸盐化合物，这类材料可以为但不限于氧化钙、活性三氧化二铝、氢氧化钾、氢氧化钠、硅酸钠、硫酸钾、硫酸钠、硫酸铝钾、硫酸钙、活性二氧化硅。

在本发明中，助剂可以为三乙醇胺、木质素磺酸钙、萘磺酸盐甲醛缩合物、水玻璃、焦磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸钠。

在本发明中，水泥可直接激发矿粉中的活性材料，固化剂所处理的对象是含水量超过50%的粘土浆，尤其是含水量大于100%的粘土浆，主要用在灌浆防渗、加固、堵水等工程中。这种粘土浆可由粉土、粉质粘土、粘土、黄土、淤泥或淤泥质土中一种或几种与水混合、搅拌均匀形成，同等条件下，与传统的水泥固化相比，最终强度可提高70%以上。

在本发明中，通过加入少量的激发剂，进一步激发矿粉与粘土中的硅氧、铝氧等活性结构，产生新的交联活性点，交联密度增大，宏观表现为粘土浆固化后形成的结石体力学强度更进一步提高，可达50%以上。同时也可在固化剂中加入少量的助剂，以改善粘土固化浆在流动性、初凝终凝时间等方面的性能。

在本发明中，固化剂比表面积处在300～800kg/m²之间，市场上已有成熟的原材料，生产过程中只需要物理混合均匀即可，不需要再磨细；在各组分的配比中，水泥与矿粉比例在1:0.1~10之间，尤其是1:1~5之间的效果更好。

有益效果：本发明以工业废渣为固化剂的主体材料代替固化剂中的大部分水泥，对于环境保护具有重要意义，采用本发明中的固化剂固化粘土浆可广泛应用于水利水电、矿山、隧道、地下空间等领域的堵水、防渗、加固工程中。

具体实施方式

下面举实例对本发明进行详细描述。

实施例1

A：配制粘土浆，浆液密度为1.30g/cm³，含砂量为7%，粘土中以粉质粘土为主。

B：固化剂配比：水泥:矿粉=1:2，矿粉选用钢渣粉和水淬炉渣粉。

采用水泥与上述固化剂质量均为300g，在同样条件下，分别固化1200g粘土浆，所得结果如下表所示。

表1 采用水泥与本发明中的固化剂固化粘土浆所得强度

实施例2

A：配制粘土浆，浆液密度为1.30g/cm³，含砂量为7%，粘土中以粉质粘土为主。

B：固化剂配比：水泥:矿粉:激发剂:助剂=1:1:0.02: 0.01。

矿粉选用高炉水淬矿渣，激发剂选用硫酸钙，助剂选用焦磷酸钠。

采用水泥与上述固化剂质量均为300g，在同样条件下，分别固化1200g粘土浆，所得结果如下表2所示。

表2 采用水泥与本发明中的固化剂固化粘土浆所得强度

实施例3

A：配制粘土浆，浆液密度为1.50g/cm³，含砂量为2%，粘土中以粉质粘土为主。

B：固化剂配比：水泥:矿粉:激发剂:助剂=1:10:0.1:0.01。

矿粉选用高炉水淬矿渣、沸腾炉渣（质量比1:1），激发剂选用硫酸钠，助剂选用萘磺酸盐甲醛缩合物。

采用水泥与上述固化剂质量均为300g，在同样条件下，分别固化1200g粘土浆，所得结果如下表3所示。