[发明专利]高性能的砂土固结材料及其制备方法和使用方法

说明书

技术领域

本发明是一种高性能的砂土固结材料及其制备方法和使用方法。属于砂浆组合物。 

背景技术

砂土固结材料在矿区洞穴填充加固，建筑物基础基坑填充，水利工程中的坝体、护坡加固填充，以及货场基础、路面基础、露天运动场的基础建设等诸多领域得到广泛使用。 

现有技术中的砂土固结材料，常采用石灰和水泥作为固化砂土的固结材料。虽然能达到设计要求的强度，但其耐水、防渗、抗腐蚀性能差，固化慢、早期强度低，尤其耐地下无机盐水侵蚀性能不好，强度低，难以满足港口货场基础、湿地路面基础在强度、耐蚀、耐水、防渗等技术指标的苛刻要求；而且消耗大量水泥资源，生产成本较高。 

另外，随着岁月的流逝、矿产资源的开发和工农业生产的发展，矿山尾砂、自然风化砂、粉煤灰、碎石、石屑、石粉、土壤、淤泥、建筑垃圾、煤矸石等废弃物不断增加，占用土地，污染环境，有待开发利用。将其固结，加以利用，变废为宝，节约资源，保护环境是人们所期待的。 

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种操作简单，便于施工，耐水性好、固结快、早期强度高、后期强度稳定提高，耐地下无机盐水侵蚀、防渗性能优异，生产成本低的高性能的砂土固结材料及其制备方法和使用方法。 

本发明的目的还在于将本发明的高性能的砂土固结材料，用于将矿山尾砂、自然风化砂、粉煤灰、碎石、石屑、石粉、土壤、淤泥、建筑垃圾、煤矸石等废弃物固结，然后，再将其用于路基铺设，墙体建造和场地基础建设，部分替代水泥材料。变废为宝，节约资源，保护环境。 

本发明的目的可以通过如下措施来达到： 

本发明的高性能的砂土固结材料，其特征在于由如下以重量份数计的原料组成： 

其中： 

所述水泥熟料是硫酸盐水泥熟料、铁铝酸盐水泥熟料、氟铝酸盐水泥熟料、高铝酸盐水泥熟料和硅酸盐水泥熟料中的一种； 

所述石膏是硬石膏、磷石膏、电厂脱硫回收石膏和工业品石膏中的任意一种或其任意两种以上组合； 

所述碱性添加剂是生石灰、硅酸钠或氢氧化钠； 

所述化合物激发剂是KCl、NaCl、CaCl₂、MgCl₂、ZnCl₂、Na₂CO₃、K₂CO₃、Li₂O₃、Na₂SO₄、K₂SO₄、Al₂(SO₃)₃、Na₂SO₄、NaF、Na₃PO₄、NaNO₃、KNO₃中的一种或其任意两种以上组合； 

所述早强剂是氯化钙、氯化钠、氯化钾、氯化铝、三乙醇胺、三乙丙醇胺、二乙醇胺、硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸钙、硫酸铝、硫酸钾铝中的任意一种，或其任意两种以上组合； 

所述矿物激发剂是高钙石灰石粉、粉煤灰、明矾石、硅灰、铝矾土粉中的任意一种，或其任意两种以上组合； 

所述膨胀剂是硫铝酸钙、氯化钙、氯化镁、氯化铁、铝粉中的一种，或其任意两种以上组合。 

本发明的高性能的砂土固结材料，用作全砂土固结剂作胶凝剂将黄土固结为渠道防渗材料做了配比试验，成型压力试验和抗冻性试验，试验结果表明成型压力试验达到3.5MPa，全砂土固结剂固结黄土作渠道防渗材料完全满足北方严寒地区抗冻要求，传统固化技术和方法中，常采用石灰和水泥作为固化土体的胶凝材料等。采用石灰和水泥虽然能达到设计要求的强度，但其水稳定性很差，用本发明的高性能砂土固结剂代替传统的水泥和石灰，仍采用传统的施工方法，即可使土体固结体的耐水性稳定。由于本发明的高性能砂土固土体具有早期强度高、后期强度稳定发展，且水稳定性好尤其是就地取材，大量有效的利用地方性材料，可使工程造价下降20～30％。高性能砂土固结剂与水泥价格相当，但配比量可大大低于水泥掺加量而不降低固结强度，从而大大降低工程造价。 

本发明的目的还可以通过如下措施来达到： 

本发明的高性能的砂土固结材料，其特征在于由如下以重量份数计的原料组成：