一種石粉材料固化劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及砂石粉粒材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開(kāi)了一種石粉材料固化劑及其制備方法；包括：粉煤灰、水泥、礦粉、石灰、石膏和激發(fā)劑，其重量百分比為：粉煤灰25%～55%；水泥10%～30%；礦粉10%～25%；石灰5%～20%；石膏1%～5%；激發(fā)劑0.3%～1%；制備方法是將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和80千克～150千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；石粉材料固化劑與石粉混合后的含水率范圍為7%～30%。本發(fā)明能夠有效地固結(jié)各種石粉材料，以符合工程建設(shè)中對(duì)建設(shè)材料的要求，如強(qiáng)度要求較高的路面面層材料等，提高了對(duì)石粉材料的利用效率，節(jié)約資源的同時(shí)，降低了工程建設(shè)的成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種石粉材料固化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及砂石粉粒材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種砂石粉粒改良材料中的石粉材料固化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石粉是通稱(chēng)，石頭的粉末，石頭的種類(lèi)很多，根據(jù)礦物成分劃分有很多品種，并不一定是碳酸鈣。碳酸鈣是石灰石，只是石粉中的一種，石粉中還有滑石粉，用作制作膩?zhàn)印＿€有石英粉，用作制作玻璃。還有很多礦物成分的巖石，都可以磨成粉末，用作不同的工藝及用途。石粉用途廣泛，用其制造的產(chǎn)品在我們的生活中無(wú)處不見(jiàn)，例如:塑料、鈣片、化妝品、衣服、牙膏等等。石粉也是一種重要的建筑改良材料。
[0003]目前石粉材料主要用于作為填充材料，因石粉本身為散狀粉體材料，結(jié)合性能差，而無(wú)法直接通過(guò)固化成為一種高性能環(huán)保性的基礎(chǔ)建筑用材料，對(duì)此還沒(méi)有有效的方案來(lái)解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種石粉材料固化劑及其制備方法，本發(fā)明能夠有效地固結(jié)各種石粉材料，以符合工程建設(shè)中對(duì)建設(shè)材料的要求，如強(qiáng)度要求較高的路面面層材料等，提高了對(duì)石粉材料的利用效率，節(jié)約資源的同時(shí)，降低了工程建設(shè)的成本。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種石粉材料固化劑，包括:粉煤灰、水泥、礦粉、石灰、石膏和激發(fā)劑，其重量百分比為:粉煤灰25%~55% ;水泥10%~30% ;礦粉10%~25% ;石灰5%~20% ;石膏1%~5% ;激發(fā)劑0.3%~1%。
[0006]優(yōu)選的，所述石灰中:Ca0.MgO的重量百分比≤70%，細(xì)度0.125mm ≤ 15%。
[0007]更加優(yōu)選的，所述粉煤灰中:邊長(zhǎng)0.045mm方孔篩的篩上余量≤45%,燒失量(15%。
[0008]更加優(yōu)選的，所述激發(fā)劑為:堿類(lèi)激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物，或者硅酸鹽類(lèi)激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物，或者堿類(lèi)激發(fā)劑中的一種或兩種以上與硅酸鹽類(lèi)激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物。
[0009]更加優(yōu)選的，所述激發(fā)劑為:氫氧化鉀、氫氧化鈉、硅酸鈉或硅酸鉀中的一種或兩種以上的混合物。
[0010]更加優(yōu)選的，一種石粉材料固化劑的制備方法，包括:將上述配比的所述石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和80千克~150千克混合后的所述石粉材料固化劑并攪拌均勻。
[0011]更加優(yōu)選的，一種石粉材料固化劑的制備方法，所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率范圍為7%~30%。
[0012]本發(fā)明固化劑中各組分的作用是:
[0013]本發(fā)明中粉煤灰是一種燃煤過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵，其中含有大量的活性硅、鋁等物質(zhì)，當(dāng)粉煤灰遇到石灰時(shí)，會(huì)發(fā)生火山灰反映，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等膠結(jié)物。
[0014]從不同種類(lèi)石粉材料的成分和粒徑來(lái)看，固化劑中膠凝反應(yīng)的是主要反應(yīng)，膠凝物質(zhì)與摻加的水分發(fā)生強(qiáng)烈的水解和水化反應(yīng)，同時(shí)在不斷攪拌過(guò)程中使石粉顆粒相互膠結(jié)形成一個(gè)良好的剛性整體。同時(shí)石粉材料本身又含有許多活性成分，這些活性成分可參與到整個(gè)膠結(jié)固化反應(yīng)當(dāng)中，為石粉更好的固化起到了重要的作用。
[0015]本發(fā)明不但能對(duì)顆粒較大，較難膠結(jié)的花崗巖石粉材料進(jìn)行固化，固化效果較好；而且，對(duì)石灰石石粉材料和花崗巖石粉材料混合后進(jìn)行固化，其固化效果更佳。作為固化材料的選擇，更好的控制了固化劑成本。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0017]本發(fā)明提供了一種石粉材料固化劑及其制備方法，本發(fā)明能夠有效地固結(jié)各種石粉材料，以符合工程建設(shè)中對(duì)建設(shè)材料的要求；本發(fā)明提高了對(duì)石粉材料的利用效率，固化材料性能優(yōu)越，固化效果好，減少了固化作業(yè)的費(fèi)用，節(jié)約了資源，從而降低了工程建設(shè)的成本。[0018]本發(fā)明適用于包括石灰石石粉、花崗巖石粉、玄武巖石粉在內(nèi)的各種石粉的固化改良，同時(shí)也適用于各種石粉混合料的固化改良，其中以細(xì)度在0.08_~5_范圍內(nèi)石粉固化利用效果尤佳。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了更好的理解本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、所提供的技術(shù)方案，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明的實(shí)施，但并不用于限定本發(fā)明。
[0020]以下實(shí)施例所涉及的石粉均為級(jí)配石粉，實(shí)施例1-9中所涉及的細(xì)度限制均表示該實(shí)施例中所采用的固化劑中80%重量分?jǐn)?shù)的石粉的細(xì)度。
[0021]在優(yōu)選的實(shí)施例中，一種石粉材料固化劑，包括:粉煤灰、水泥、礦粉、石灰、石膏和激發(fā)劑，其重量百分比為:粉煤灰25%~55% ;水泥10%~30% ;礦粉10%~25% ;石灰5%~20% ;石膏1%~5% ;激發(fā)劑0.3%~1%。
[0022]在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，所述石灰中:Ca0.MgO的重量百分≥70%,細(xì)度
0.125mm《15%。
[0023]在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，所述粉煤灰中:邊長(zhǎng)0.045mm方孔篩的篩上余量< 45%,燒失量≤15%。
[0024]在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，所述激發(fā)劑為:堿類(lèi)激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物，或者硅酸鹽類(lèi)激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物，或者堿類(lèi)激發(fā)劑中的一種或兩種以上與硅酸鹽類(lèi)激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物。
[0025]在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，所述激發(fā)劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、硅酸鈉或硅酸鉀中的一種或兩種以上的混合物。
[0026]在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，一種石粉材料固化劑的制備方法，包括:將上述配比的所述石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和80千克~150千克混合后的所述石粉材料固化劑并攪拌均勻。
[0027]在更加優(yōu)選的實(shí)施例中，一種石粉材料固化劑的制備方法，所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率范圍為7%~30%。
[0028]具體實(shí)施例:
[0029]以下實(shí)施例中各種石粉的細(xì)度均在0.08_~5_范圍內(nèi)，激發(fā)劑為堿類(lèi)激發(fā)劑或者硅酸鹽類(lèi)激發(fā)劑的一種或者幾種的混合物，而不限于其中一種或者幾種的應(yīng)用，包括氫氧化鉀、氫氧化鈉、硅酸鈉、硅酸鉀中的一種或者幾種的混合物。
[0030]實(shí)施例1:
[0031]本實(shí)施例中各組分的重量百分比為粉煤灰40% ;水泥15% ;礦粉20% ;石灰20% ;石膏4% ;激發(fā)劑硅酸鈉1%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和134千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在15%±1%。本實(shí)施案例所涉及的石粉為石灰石石粉，細(xì)度均在
0.08mm~1.5mm范圍內(nèi)，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)2.4IMPa, 14d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)2.95MPa，28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為3.38MPa，同時(shí)石粉固化產(chǎn)品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0032]實(shí)施例2:
[0033]本實(shí)施例中各組分的重量百分比為粉煤灰35% ;水泥20% ;礦粉23.7% ;石灰18% ；石膏3% ;激發(fā)劑氫氧化鈉0.3%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和143千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在11%土 1%。本實(shí)施案例所涉及的石粉為石灰石石粉，細(xì)度均在1.5_~2_范圍內(nèi)，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)2.65MPa，14d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)3.21MPa，28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為3.63MPa，同時(shí)石粉固化產(chǎn)品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0034]實(shí)施例3:
[0035]本實(shí)施例中各組分的重量百分比為粉煤灰50% ;水泥28% ;礦粉14% ;石灰6% ;石膏
1.5% ;激發(fā)劑氫氧化鉀0.5%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和116千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在12%土 1%。本實(shí)施案例所涉及的石粉為花崗巖石粉，細(xì)度均在2_~2.5mm范圍內(nèi)，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)1.79MPa，14d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)2.55MPa，28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為3.02MPa,同時(shí)石粉固化產(chǎn)品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0036]實(shí)施例4:
[0037]本實(shí)施例中各組分的重量百分比為粉煤灰45% ;水泥15% ;礦粉21% ;石灰15% ;石膏3.2% ;激發(fā)劑0.8%。激發(fā)劑為氫氧化鉀與硅酸鉀的質(zhì)量比1:5的混合物，將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和89千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在9%±1%。本實(shí)施案例所涉及的石粉為玄武巖石粉，細(xì)度均在2.5_~3_范圍內(nèi)，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)1.02MPa, 14d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)1.36MPa，28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為1.88MPa，同時(shí)石粉固化產(chǎn)品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0038]實(shí)施例5:
[0039]本實(shí)施例中各組分的重量百分比為粉煤灰55% ;水泥20% ;礦粉10% ;石灰13% ;石膏1%;激發(fā)劑硅酸鉀1%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和98千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在21%土 1%。本實(shí)施案例所涉及的石粉為玄武巖石粉，細(xì)度均在3mm~3.7mm范圍內(nèi)，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)1.46MPa，14d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)1.98MPa，28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為2.43MPa，同時(shí)石粉固化產(chǎn)品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0040]實(shí)施例6:
[0041]本實(shí)施例中各組分的重量百分比為粉煤灰25% ;水泥30% ;礦粉22.7% ;石灰19% ；石膏3% ;激發(fā)劑氫氧化鉀0.3%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和125千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在18%土 1%。本實(shí)施案例所涉及的石粉為花崗巖石粉，細(xì)度均在3.7mm~4.5mm范圍內(nèi)，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)1.82MPa, 14d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)2.36MPa，28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為3.18MPa，同時(shí)石粉固化產(chǎn)品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0042]實(shí)施例7:
[0043]本實(shí)施例中各組分的重量百分比為粉煤灰54% ;水泥10% ;礦粉25% ;石灰5% ;石膏5% ;激發(fā)劑燒堿1%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和107千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在24%±1%。本實(shí)施案例所涉及的石粉為石灰石石粉，細(xì)度均在
4.5mm~5mm范圍內(nèi)，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)
1.52MPa，14d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)1.96MPa，28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為2.38MPa，同時(shí)石粉固化產(chǎn)品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0044]實(shí)施例8:
[0045]本實(shí)施例中各組分的重量百分比為粉煤灰34% ;水泥26% ;礦粉17% ;石灰19% ;石膏3.5% ;激發(fā)劑0.5%。激發(fā)劑為氫氧化鉀與硅酸鉀的質(zhì)量比1:5的混合物，將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和80千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在7%。本實(shí)施案例所涉及的石粉為玄武巖石粉，細(xì)度均在2.5mm~3_范圍內(nèi)，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)1.13MPa，14d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)1.40MPa，28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為1.94MPa，同時(shí)石粉固化產(chǎn)品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0046]實(shí)施例9:
[0047]本實(shí)施例中各組分的重量百分比為粉煤灰47% ;水泥28% ;礦粉17% ;石灰6% ;石膏1.2% ;激發(fā)劑硅酸鉀0.8%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和150千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在30%。本實(shí)施案例所涉及的石粉為玄武巖石粉，細(xì)度均在3mm~3.7mm范圍內(nèi) ，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)
1.27MPa，14d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)1.59MPa，28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為2.16MPa，同時(shí)石粉固化產(chǎn)品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0048]本發(fā)明公開(kāi)的固化劑在工程應(yīng)用中固化劑的添加量越大，則對(duì)淤泥固化的效果越好，其產(chǎn)品淤泥固化土在強(qiáng)度方面的工程性能越好，在實(shí)施厚度15~20cm的情況下，其強(qiáng)度足以作為對(duì)工程建筑材料性能要求較高的基礎(chǔ)性材料，例如路面封層材料或者臨時(shí)路面材料。
[0049]以上通過(guò)具體的和優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)的描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實(shí)施例，凡在本發(fā)明的基本原理之內(nèi)，所作的任何修改、組合及等同替換等，均包 含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種石粉材料固化劑，其特征在于，包括:粉煤灰、水泥、礦粉、石灰、石膏和激發(fā)劑，其重量百分比為:粉煤灰25%~55% ;水泥10%~30% ;礦粉10%~25% ;石灰5%~20% ;石膏1%~5% ;激發(fā)劑0.3%~1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石粉材料固化劑，其特征在于，所述石灰中:CaO-MgO的重量百分比≤70%，細(xì)度0.125mm ( 15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石粉材料固化劑，其特征在于，所述粉煤灰中:邊長(zhǎng)0.045mm方孔篩的篩上余量< 45%，燒失量< 15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石粉材料固化劑，其特征在于，所述激發(fā)劑為:堿類(lèi)激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物，或者硅酸鹽類(lèi)激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物，或者堿類(lèi)激發(fā)劑中的一種或兩種以上與硅酸鹽類(lèi)激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石粉材料固化劑，其特征在于，所述激發(fā)劑為:氫氧化鉀、氫氧化鈉、硅酸鈉或娃酸鉀中的一種或兩種以上的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5之一所述的石粉材料固化劑的制備方法，其特征在于，包括:將上述配比的所述石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和80千克~150千克混合后的所述石粉材料固化劑并攪拌均勻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石粉材料固化劑的制備方法，其特征在于，所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含 水率范圍為7%~30%。
【文檔編號(hào)】C04B7/26GK103880308SQ201410056858
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】鐘天雪, 汪瀟 申請(qǐng)人:江蘇坤澤科技股份有限公司