本發(fā)明涉及建筑，尤其是涉及一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著固化技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)硅酸鹽水泥一直作為軟土處理領(lǐng)域應(yīng)用最多的固化劑之一，它具有強(qiáng)度高，耐熱性和耐久性好且容易獲取等優(yōu)點(diǎn)，但是由于水泥固化劑在生產(chǎn)過程中會(huì)造成資源與能源的嚴(yán)重消耗，并伴隨著大量?co2的生成，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

2、目前常采用礦渣、粉煤灰、石膏等工業(yè)廢渣，對(duì)傳統(tǒng)硅酸鹽水泥進(jìn)行替代或部分替代。由于粉煤灰是通過電廠燃燒煤炭發(fā)電所形成的一種工業(yè)廢渣且產(chǎn)量巨大。因此采用工業(yè)廢渣粉煤灰用作制備固化劑的主要原材料，具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。但是由于粉煤灰自身性質(zhì)，它的主要晶體相為石英、莫來石、赤鐵礦、磁鐵礦和石膏，缺少鈣的活性晶體化合物，所以粉煤灰基固化劑往往活性較低，其改性土通常具有早期強(qiáng)度較低的缺點(diǎn)。應(yīng)用此類固化劑將導(dǎo)致改性土強(qiáng)度增長緩慢，增長項(xiàng)目工期，從而增加工程時(shí)間成本。

3、因此有必要提供一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑，既能夠充分利用工業(yè)廢渣粉煤灰，又能夠?qū)崿F(xiàn)土體固化的早期強(qiáng)度的提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑及其制備方法和應(yīng)用，以粉煤灰等工業(yè)廢渣被用作替代或部分替代水泥固化劑，達(dá)到充分利用工業(yè)廢渣，提高工業(yè)利用率，且能夠?qū)崿F(xiàn)土體固化的早期強(qiáng)度的提升，解決傳統(tǒng)硅酸鹽水泥固化劑容易造成嚴(yán)重的資源消耗以及co2排放問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑，粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑含有以下質(zhì)量百分含量的組分：低鈣粉煤灰55%~65%，水泥?8%~10%，礦渣?3%~5%，石灰3%~5%，磷石膏?3%~6%，強(qiáng)氧化劑?2%~4%以及堿激發(fā)劑?8%~10%。

3、優(yōu)選的，所述低鈣粉煤灰為煙道灰、煤渣、銅渣、鐵渣和磷渣的混合物，煙道灰、煤渣、銅渣、鐵渣和磷渣的重量百分比為60％：10％：20％：10％，所述低鈣粉煤灰的比表面積為250~350m2/kg，細(xì)度為45μm篩余量≤10%。

4、優(yōu)選的，所述水泥為32.5或42.5等級(jí)的普通硅酸鹽水泥，水泥的細(xì)度為80μm篩余量≤10%，水泥的比表面積為300~400m2/kg。

5、優(yōu)選的，所述礦渣的細(xì)度為45μm篩余量≤10%，比表面積為350~400m2/kg，7d活性指數(shù)≥70%。

6、優(yōu)選的，所述石灰中氧化鈣的含量在85%以上，石灰的細(xì)度為45μm篩余量≤10%。

7、優(yōu)選的，所述磷石膏為濕法磷酸工藝產(chǎn)生的固體廢棄物經(jīng)煅燒、碾磨后得到，煅燒后磷石膏含量大于等于55％，粒徑≤70μm，比表面積為300~400?m2/kg。

8、優(yōu)選的，所述強(qiáng)氧化劑為高錳酸鉀，所述堿激發(fā)劑為硫酸鈉。

9、本發(fā)明提供了一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑的制備方法，將低鈣粉煤灰、水泥、礦渣、石灰、磷石膏、強(qiáng)氧化劑以及堿激發(fā)劑按比例混合制得。

10、本發(fā)明還提供了一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑的應(yīng)用，粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑用于基坑工程中的土體加固。

11、優(yōu)選的，粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑采用深層攪拌樁加固技術(shù)，將粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑通過噴漿的方式與待加固土壤充分拌合，以待加固土壤的重量為基準(zhǔn)，早強(qiáng)型固化劑摻雜重量為待加固土壤的5％～20％，早強(qiáng)型固化劑的水灰比為0.4～1.0。

12、本發(fā)明可用于“地下復(fù)合支撐”體系，采用本發(fā)明固化后的土層和坑底工程樁作為“地下復(fù)合支撐”在開挖之前發(fā)揮支撐作用，形成雙向復(fù)合受力體。設(shè)置圍護(hù)結(jié)構(gòu)開挖面以下與固化土層嵌固達(dá)到剛性連接，起到防止“踢腳破壞”作用。

13、因此，本發(fā)明采用上述的一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑及其制備方法和應(yīng)用，具備以下有益效果：

14、（1）本發(fā)明充分利用工業(yè)廢渣粉煤灰，降低環(huán)境污染，推動(dòng)資源的循環(huán)利用。

15、（2）能夠在短時(shí)間內(nèi)顯著提高土體的早期強(qiáng)度，滿足工程快速施工的要求，縮短施工周期。

16、（3）粉煤灰作為廉價(jià)的工業(yè)廢料，利用其作為土體固化劑，可以顯著降低材料成本，進(jìn)而減少工程的造價(jià)。

17、下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

技術(shù)特征：

1.一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑，其特征在于，粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑含有以下質(zhì)量百分含量的組分：低鈣粉煤灰55%~65%，水泥?8%~10%，礦渣?3%~5%，石灰?3%~5%，磷石膏?3%~6%，強(qiáng)氧化劑?2%~4%以及堿激發(fā)劑?8%~10%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑，其特征在于，所述低鈣粉煤灰為煙道灰、煤渣、銅渣、鐵渣和磷渣的混合物，煙道灰、煤渣、銅渣、鐵渣和磷渣的重量百分比為60％：10％：20％：10％，所述低鈣粉煤灰的比表面積為250~350m2/kg，細(xì)度為45μm篩余量≤10%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑，其特征在于，所述水泥為32.5或42.5等級(jí)的普通硅酸鹽水泥，水泥的細(xì)度為80μm篩余量≤10%，水泥的比表面積為300~400m2/kg。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑，其特征在于，所述礦渣的細(xì)度為45μm篩余量≤10%，比表面積為350~400m2/kg，7d活性指數(shù)≥70%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑，其特征在于，所述石灰中氧化鈣的含量在85%以上，石灰的細(xì)度為45μm篩余量≤10%。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑，其特征在于，所述磷石膏為濕法磷酸工藝產(chǎn)生的固體廢棄物經(jīng)煅燒、碾磨后得到，煅燒后磷石膏含量大于等于55％，粒徑≤70μm，比表面積為300~400?m2/kg。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑，其特征在于，所述強(qiáng)氧化劑為高錳酸鉀，所述堿激發(fā)劑為硫酸鈉。

8.一種如權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑的制備方法，其特征在于，將低鈣粉煤灰、水泥、礦渣、石灰、磷石膏、強(qiáng)氧化劑以及堿激發(fā)劑按比例混合制得。

9.一種如權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑的應(yīng)用，其特征在于，粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑用于基坑工程中的土體加固。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑的應(yīng)用，其特征在于，粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑采用深層攪拌樁加固技術(shù)，將粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑通過噴漿的方式與待加固土壤充分拌合，以待加固土壤的重量為基準(zhǔn)，早強(qiáng)型固化劑摻雜重量為待加固土壤的5％～20％，早強(qiáng)型固化劑的水灰比為0.4～1.0。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑含有以下質(zhì)量百分含量的組分：低鈣粉煤灰55%~65%，水泥8%~10%，礦渣3%~5%，石灰3%~5%，磷石膏3%~6%，強(qiáng)氧化劑2%~4%以及堿激發(fā)劑8%~10%。粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑用于基坑工程中的土體加固。粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑采用深層攪拌樁加固技術(shù)，將粉煤灰基早強(qiáng)型固化劑通過噴漿的方式與待加固土壤充分拌合，早強(qiáng)型固化劑摻雜重量為待加固土壤的5％～20％。本發(fā)明提供的制備方法，以粉煤灰等工業(yè)廢渣被用作替代或部分替代水泥固化劑，達(dá)到充分利用工業(yè)廢渣，提高工業(yè)利用率，能夠?qū)崿F(xiàn)土體固化的早期強(qiáng)度的提升，解決傳統(tǒng)硅酸鹽水泥固化劑容易造成嚴(yán)重的資源消耗以及CO<subgt;2</subgt;排放問題。

技術(shù)研發(fā)人員：潘春宇,劉恒,英旭,嚴(yán)溪浩,范磊,陳少波,徐銘潔,周游,奚蓬,王正蔚,郭磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中建安裝集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9