一种黏土固化剂及其在膜袋护坡上的应用

本发明属于固化剂领域，具体涉及一种黏土固化剂及其膜袋护坡使用方法。

背景技术：

1、河道护岸工程施工具有水上、水下作业及大面积施工等特点，常规施工中采用钢板桩止水围堰干施工，存在工序多、投入大、工期长等不利因素。模袋混凝土具有大面积作业，水上、水下同时施工，施工组织便利，工期短，快速形成等优点，但是混凝土的大规模使用导致碳排放量增加，并且在坡面开挖及平整过程中产生大量的废弃土，土的运输堆积浪费了很大的资源，因此可以通过研制高性能环保型固化剂，继而将原状土资源化有效利用，以达到“以废治废，变废为宝”的目的，实现重要的社会与经济效益。

2、中国专利cn 116081965 a公开了一种可泵送粉质黏土混凝土的配方及制备方法，通过设计的固化剂提供酸根阴离子与土体中的碱金属离子发生胶结作用以达到将粉土基料原位进行固化，实现了施工现场产生的粉质黏土有效地实施再利用。但是其配合多，黏土用量少，其原料还需要高温处理，不利于现场实际应用。

技术实现思路

1、针对现阶段河道护岸工程施工存在的黏土资源的综合利用存在的问题，本发明提供一种针对河道黏土的固化剂，替代传统高能耗、高污染的水泥，在保证降低碱金属掺量的同时，实现加水即可反应、强度高、耐久性好等目标。可以使原状土在干湿循环、冻融循环和侵蚀溶液作用等复杂环境影响下正常固化。并将去应用在膜袋护坡上，为坡面开挖及平整过程中产生大量的废弃土，取材方面，就地取材，实现真正意义上的固废资源化利用。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种黏土固化剂，包括以下重量份的原料：

4、

5、

6、优选地，所述的微硅粉为800-1250目，si含量在60％以上；和/或，所述生石灰中氧化钙含量为70％以上。

7、优选地，还包括氧化铝，加入量为0-3份。

8、本发明的另一个目的，保护一种河道护岸工程中护坡的膜袋，所述的膜袋，包括以下重量份的原料：上述黏土固化剂10-40份、河道黏土100份。

9、本发明的另一个目的，保护膜袋的制备方法，将上述黏土固化剂混合均匀，然后加入河道黏土，混合均匀后，加水后混合均匀，装袋成型。

10、本申请的原料之间存在相互作用，硅酸盐水泥中的硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙与水反应的过程，水泥与废弃尾矿混合后经过上述反应迅速生成大量胶体混合物，释放大量热量，同时将土体中的水固化。随着反应的进行，一些生成的胶体物质会发生硬化，当硬化的胶体逐渐增多则会形成一种空间网状结构，提高黏土强度。石膏可提供硫酸根离子与ca-h反应生成钙矾石，填补试样中的孔隙，提高试样的致密度；碳酸锂、硅酸钠提供碱性环境，碱性激发剂可以快速的激发土活性，在与熟料激发剂合理搭配可以达到凝结时间可控可调的目的；硅灰一方面因其粒径很小，增加了浆液稠度，且其活性成分可在碱性环境下生成水化硅酸钙凝胶来增强浆体结构；苯乙烯-丙烯酸酯乳液在注浆材料浆体中起到成膜、粘结等作用，均匀分布在浆液基体中，可提高对浆体裂缝扩展过程的耗能能力，此外，可在水化后期可形成丝状胶体物质，类似纤维镶嵌在浆体内，所以可以大大增加注浆结石体的韧性和抗震性能。

11、本发明的有益效果

12、(1)生产成本低：本发明固化剂生产的膜袋护坡材料主要为坡面开挖及平整过程中产生大量的废弃土，取材方面，就地取材，实现真正意义上的固废资源化利用；制备时，只需要将各种粉末状材料均匀即可，并不需要特殊的温度和压力；施工时，只需按照现场要求，黏土中掺入一定比例的固化剂混合搅拌即可，施工简单方便。

13、(2)养护时间短，硬化快，抗压强度高，抗冻融效果好，性能稳定，无机物固化剂改良土寿命长；标准养护条件下，按照固化剂：河道黏土＝4:6的质量比混合，3小时无侧限抗压强度可以达到5-8mpa，28天无侧限抗压强度可达到26-32mpa，满足小清河复航工程中膜袋护坡c25混凝土强度要求。

14、(3)本发明黏土固化剂，替代传统高能耗、高污染的水泥，在保证降低碱金属掺量的同时，实现加水即可反应、强度高、耐久性好等目标。可以使原状土在干湿循环、冻融循环和侵蚀溶液作用等复杂环境影响下正常固化。

技术特征：

1.一种黏土固化剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：

2.根据权利要求1所述的黏土固化剂，其特征在于，所述的微硅粉为800-1250目，si含量在60％以上；和/或，所述生石灰中氧化钙含量为70％以上。

3.根据权利要求1或2所述的黏土固化剂，其特征在于，还包括氧化铝，加入量为0-3份。

4.一种河道护岸工程中护坡的膜袋，其特征在于，所述的膜袋，包括以下重量份的原料：权利要求1-3任一所述的黏土固化剂10-40份、河道黏土100份。

5.权利要求3所述的膜袋的制备方法，其特征在于，将权利要求1-3任一所述的黏土固化剂混合均匀，然后加入河道黏土，混合均匀后，加水后混合均匀，装袋成型。

技术总结
本发明属于固化剂领域，具体涉及一种黏土固化剂及其膜袋护坡使用方法。一种黏土固化剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥40‑50份；微硅粉6‑10份；生石灰20‑30份；氢氧化钾0.2‑1.2份；硫酸钠0.1‑1份；石膏5‑10份；硅酸钠0.3‑1份；碳酸锂0.5‑1份；苯乙烯‑丙烯酸酯乳液0.02‑0.1份。替代传统高能耗、高污染的水泥，在保证降低碱金属掺量的同时，实现加水即可反应、强度高、耐久性好等目标。可以使原状土在干湿循环、冻融循环和侵蚀溶液作用等复杂环境影响下正常固化。

技术研发人员：杨忠年,张莹莹,武晓洋,秦夕朋,刘明宇,凌贤长,刘佳,王奕翔
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8