CN105293962A - 一种岩土工程废泥浆高效固化剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩土工程废泥浆高效固化剂。它由以下组分按重量百分比配制而成：地聚物55~80%，碱性激发剂13~40%，高结合水材料0.8~4.5%，高吸水性聚合物0.3~2.6%，交联剂0.05~1.12%。且各组分的优选百分比为：地聚物72%，碱性激发剂26%，高结合水材料1.5%，高吸水性聚合物0.4%，交联剂0.1%。本发明大大提高了岩土工程废泥浆的固化效果，减少了水泥用量，降低了成本，减少环境污染，促进了废料的循环利用，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种岩土工程废泥浆高效固化剂

技术领域

本发明涉及土木建筑材料技术领域，具体是涉及一种岩土工程废泥浆高效固化剂。

背景技术

随着国民经济的快速发展，岩土工程施工的工程量成倍增长，因而工程施工中产生了大量的含水率极高的废泥浆。由于工程施工废泥浆产生的分散性、隐蔽性，其污染防治与综合治理一直没能引起人们的重视，目前岩土工程产生的废泥浆一般采用注入地层、稀释排放或自然晒干当作杂土外运等方法处理，该方法的处理周期太长。近年来，人们对施工废泥浆给环境造成污染和给工程施工带来的负面影响有了深刻的认识，其具体表现为：（1）工程施工产生的大量废泥浆造成施工环境恶化，增加施工难度，影响施工进度；（2）稀释排放一方面可能会造成污水管道的堵塞，同时废泥浆长期积累渗透到地下，造成地下水或河流的污染；（3）工程废泥浆当作杂土外运，会造成二次污染，因为在自然环境中泥浆处理剂很难降解，造成周边土壤板结、土地盐碱化，进而影响植物生长。

废泥浆一般含有高价金属盐、有机聚合物、油类等，把这些废泥浆排放到城市下水道、农田、河塘、海洋将会对土地和水资源造成极大污染。因此，合理地处理废泥浆是减少钻探工程、岩土工程对环境污染的重要问题之一，对工程废泥浆的治理是文明施工的一个亟待解决的迫切问题。

目前产生量最大的两类工程泥浆：一是石油钻井泥浆；二是岩土工程施工泥浆。石油钻井泥浆组分复杂，产生的废泥浆一般含有高价金属盐、有机聚合物、油类等，对环境的污染和破坏严重，因而钻井行业对废泥浆治理技术研究较早，也较深入，和钻井废泥浆比较，岩土工程废泥浆的组分相对单一，且含有一定的骨料，固结处理后的综合利用容易实现。从理论上讲，只要在工程废泥浆中加入固化剂，经固结处理后可以从根本上改变其性质，形成具备水泥浆特征的材料。工程废泥浆固化处理的核心问题是低成本高效固化剂的选择和开发。水泥是很好的固化剂，但成本过高。目前利用工业废弃物或副产品作为固化剂进行废泥浆固化处理得到广泛关注，这种利用工业废弃物治理环境污染的研究，具有重要的环境效益、经济效益和社会效益，但是因为原料本身没有活性，因此，固结泥浆硬化后的强度偏低，单位固化剂的使用量偏大。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种岩土工程废泥浆高效固化剂。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种岩土工程废泥浆高效固化剂，由以下组分按重量百分比配制而成：

地聚物55~80%

碱性激发剂13~40%

高结合水材料0.8~4.5%

高吸水性聚合物0.3~2.6%

交联剂0.05~1.12%。

优选的，各组分的优选重量百分比为：

地聚物72%

碱性激发剂26%

高结合水材料1.5%

高吸水性聚合物0.4%

交联剂0.1%。

优选的，地聚物包括偏高领土和工业废渣，且偏高领土与工业废渣的重量比为2:1，工业废渣为铁尾矿渣微粉、煤矸石微粉、粉煤灰或三者的混合物。

优选的，碱性激发剂包括水玻璃、氢氧化钠和富含碱的工业渣微粉，且水玻璃、氢氧化钠以及工业渣微粉的重量比为4:1:2，工业渣微粉为高炉矿渣微粉、电石渣微粉或两者的混合物。

优选的，高结合水材料包括明矾和脱硫石膏，且明矾与脱硫石膏的重量比为1:3。

优选的，高吸水性聚合物为聚丙烯酸钠或聚丙烯腈。

优选的，交联剂为过氧化二异丙苯。

本发明的有益效果表现在：

（1）本发明可以减少工程中产生的泥浆处置对周围环境的影响，将废弃的泥浆处理为工程性质较好的土工材料，产生了再生资源。

（2）加入占废泥浆中固体1/5至1/10的固化剂后，可将含水率50%以上的废泥浆在1~3天内固化，固化体的7天无侧限抗压强度可达到0.2MPa以上，28天无侧限抗压强度可达到0.5MPa以上，且长期强度不倒缩。

（3）本发明不仅解决了岩土工程中产生的废泥浆，同时本身利用的又是工业中大量产生的废弃物，达到了以废治废的目的。

（4）本发明大部分原料为工业中废料，原料易得，产品价格便宜，且加工工艺简单。

（5）本发明中添加了工业废渣微粉等活性成分对提高泥浆固化体的强度，降低其渗透性，同时高吸水性聚合物和交联剂产生的交联物对加速泥浆凝固效果显著。

（6）本发明固化物浸出液pH值在6.5~8.5之间，满足《污水综合排放标准》（GB8978-2012）。

（7）本发明可以根据岩土工程废泥浆的含水量调整固化剂掺入百分比，达到调节泥浆固化体强度的目的，从而满足填海工程、道路工程和堤防工程等多种工程需要。

本发明大大提高了岩土工程废泥浆的固化效果，减少了水泥用量，降低了成本，减少环境污染，促进了废料的循环利用，具有良好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合实施例对其作进一步说明。

实施例1

地聚物72%

碱性激发剂26%

高结合水材料1.5%

高吸水性聚合物0.4%

交联剂0.1%。

以上配方组份，经过配料、混合和研磨成粉体后，获得具有对岩土工程废弃泥浆高效固化效果的无机固化材料，加入占废泥浆中固体1/5至1/10的固结材料后，可将含水率50%以上的废泥浆在1~3天内固化，固化体的7天无侧限抗压强度可达到0.2MPa以上，28天无侧限抗压强度可达到0.5MPa以上，且长期强度不倒缩。该固化剂加工工艺简单，原料易得，且固化后的泥浆土和耕地土壤土质接近，还可以填埋低洼场地，使其退耕返田，绿色无污染。

实施例2

地聚物55%

碱性激发剂36.78%

高结合水材料4.5%

高吸水性聚合物2.6%

交联剂1.12%。

实施例3

地聚物80%

碱性激发剂13%

高结合水材料4.5%

高吸水性聚合物1.38%

交联剂1.12%。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种岩土工程废泥浆高效固化剂，其特征在于，由以下组分按重量百分比配制而成：

地聚物55~80%

碱性激发剂13~40%

高结合水材料0.8~4.5%

高吸水性聚合物0.3~2.6%

交联剂0.05~1.12%。

2.根据权利要求1所述的岩土工程废泥浆高效固化剂，其特征在于，各组分的优选重量百分比为：

地聚物72%

碱性激发剂26%

高结合水材料1.5%

高吸水性聚合物0.4%

交联剂0.1%。

3.根据权利要求1或2所述的岩土工程废泥浆高效固化剂，其特征在于，所述地聚物包括偏高领土和工业废渣，且偏高领土与工业废渣的重量比为2:1，所述工业废渣为铁尾矿渣微粉、煤矸石微粉、粉煤灰或三者的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的岩土工程废泥浆高效固化剂，其特征在于，所述碱性激发剂包括水玻璃、氢氧化钠和富含碱的工业渣微粉，且水玻璃、氢氧化钠以及工业渣微粉的重量比为4:1:2，所述工业渣微粉为高炉矿渣微粉、电石渣微粉或两者的混合物。

5.根据权利要求1或2所述的岩土工程废泥浆高效固化剂，其特征在于，所述高结合水材料包括明矾和脱硫石膏，且明矾与脱硫石膏的重量比为1:3。

6.根据权利要求1或2所述的岩土工程废泥浆高效固化剂，其特征在于，所述高吸水性聚合物为聚丙烯酸钠或聚丙烯腈。

7.根据权利要求1或2所述的岩土工程废泥浆高效固化剂，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯。