CN110981126A - 废弃灰渣固化剂、制备方法及其在淤泥固化中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废弃灰渣固化剂、制备方法及其在淤泥固化中的应用，所述废弃灰渣固化剂由下述重量份的原料制备而成：改性废弃灰渣50‑60份、改性粉煤灰25‑35份、熟石灰5‑10份、木质素磺酸钠3‑8份、活性激发剂1‑3份。本发明一种废弃灰渣固化剂、制备方法及其在淤泥固化中的应用，对废弃灰渣进行改性，并利用改性废弃灰渣制备固化剂，得到的固化剂具有显著的固化淤泥的效果，固化的淤泥抗冻融性能好，内摩擦角大，能够满足建筑碾压的工程土测定需求。
Description
技术领域
本发明涉及工程技术领域，具体涉及一种废弃灰渣固化剂、制备方法及其在淤泥固化中的应用。
背景技术
火力发电厂的Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰已经得到广泛应用，但仍有大量品质较差的灰渣没有利用，大量囤积不仅占用土地，干燥天气还会产生严重扬尘。所以，它们是影响城市环境的两大污染源，利用它们生产生态环境材料符合循环经济的发展方向。合理利用粉煤灰、灰渣等固体废弃物资源，提高废弃灰渣的附加值，不仅能变废为宝、减少占地、降低污染，还能为社会和企业带来巨大的经济效益，能极大调动企业对废弃灰渣深度利用的积极性，促进废弃灰渣的深度资源化。
目前，城市的许多地块或河道因未及时疏通导致大量淤泥的沉积，同时这些淤泥处于饱和流塑状、含水率高和高压缩性软弱状况，这种地质条件易造成地块上层建筑物的施工困难和地块的不均匀沉降，需要对其进行处理。传统解决的方法是将淤泥挖出后就近弃埋，这样虽然能够解决淤泥沉积的问题，但淤泥中还含有有毒化学物质、病原生物等一些有害成分，直接弃埋不仅会占用大量耕地，而且会污染环境。在淤泥固化处理特别是吹填淤泥软基上进行工程建设时，需要大量的山皮土、水泥或砂石料资源。但随环保力度的加大，自然资源日趋紧张，山皮土及砂石料供不应求，尤其是水泥生产，需要大量的能源，并造成一定的环境污染。
在淤泥中加入固化剂进行固化处理，淤泥含水量高，固化剂应具有较好的吸水性能，从而提高淤泥强度。现有技术中的固化剂，吸水效果较差，固化后淤泥强度差。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种废弃灰渣固化剂、制备方法及其在淤泥固化中的应用，对废弃灰渣进行改性，并利用改性废弃灰渣制备固化剂，得到的固化剂具有显著的固化淤泥的效果，固化的淤泥抗冻融性能好，内摩擦角大，能够满足建筑碾压的工程土测定需求。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种废弃灰渣固化剂，由下述重量份的原料制备而成：改性废弃灰渣50-60份、改性粉煤灰25-35份、熟石灰5-10份、木质素磺酸钠3-8份、活性激发剂1-3份。
所述活性剂激发剂为碳酸钠、碳酸钾、氯化钠、氯化钙中的一种或多种混合物。
所述改性废弃灰渣的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将电厂废弃灰渣研磨，过200目筛，在95-105℃干燥至恒重，得到预处理灰渣；
(2)活化：将预处理灰渣和碳酸钠按质量比为100：(0.5-1.5)混合，以60-100转/分球磨60-90分钟，再在500-800℃煅烧1-3小时，自然冷却至20-30℃，加入预处理灰渣质量4-8％活化剂，再加入预处理灰渣质量6-10倍的水，在60-70℃以100-300转/分搅拌6-10小时，以3000-6000转/分离心8-12分钟，沉淀在95-105℃干燥至恒重，得到活化灰渣；
(3)改性：将改性剂加入到去离子水中得到质量分数为0.8-1.2％的改性剂水溶液，再将活化灰渣和改性剂水溶液按质量比为(0.08-0.12)：1混合，在20-30℃以100-300转/分搅拌2-4小时，以3000-6000转/分离心8-12分钟，沉淀在95-105℃保温40-60分钟，再在500-800℃煅烧60-90分钟，自然冷却至20-30℃，研磨，过200目筛，得到改性废弃灰渣。
优选地，所述改性废弃灰渣的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将电厂废弃灰渣研磨，过200目筛，在95-105℃干燥至恒重，得到磨细灰渣，将磨细灰渣和10-15wt％盐酸按固液比为1g：(5-10)mL混合，在60-70℃以100-300转/分搅拌60-90分钟，以3000-6000转/分离心8-12分钟，沉淀用去离子水洗涤至洗液为中性，在95-105℃干燥至恒重，得到预处理灰渣；
(2)活化：将预处理灰渣和碳酸钠按质量比为100：(0.5-1.5)混合，以60-100转/分球磨60-90分钟，再在500-800℃煅烧1-3小时，自然冷却至20-30℃，加入预处理灰渣质量4-8％活化剂，再加入预处理灰渣质量6-10倍的水，在60-70℃以100-300转/分搅拌6-10小时，以3000-6000转/分离心8-12分钟，沉淀在95-105℃干燥至恒重，得到活化灰渣；
(3)改性：将改性剂加入到去离子水中得到质量分数为0.8-1.2％的改性剂水溶液，再将活化灰渣和改性剂水溶液按质量比为(0.1-0.2)：1混合，在20-30℃以100-300转/分搅拌2-4小时，以3000-6000转/分离心8-12分钟，沉淀在95-105℃保温40-60分钟，再在500-800℃煅烧60-90分钟，自然冷却至20-30℃，研磨，过200目筛，得到改性废弃灰渣。
所述活化剂为氢氧化钙和/或硅酸钠。
所述活化剂为氢氧化钙和硅酸钠的混合物，所述氢氧化钙和硅酸钠的质量比为1：(2-4)。
所述改性剂为硝酸铁和/或氯化镁。
优选地，所述改性剂为硝酸铁和氯化镁的混合物，所述硝酸铁和氯化镁的质量比为(2-5)：1。
所述改性粉煤灰采用下述方法制备而成：将粉煤灰和4-8wt％氢氧化钠水溶液按固液比为1g：(5-10)mL混合，在20-30℃以100-300转/分搅拌20-40分钟，以3000-6000转/分离心8-12分钟，沉淀在600-800℃煅烧60-90分钟，自然冷却至20-30℃，研磨，过200目筛，得到改性粉煤灰。
本发明还提供了所述废弃灰渣固化剂的制备方法，包括以下步骤：将改性废弃灰渣、改性粉煤灰、熟石灰、木质素磺酸钠、活性激发剂混合，以300-500转/分搅拌20-40分钟，即得废弃灰渣固化剂。
本发明另提供所述废弃灰渣固化剂在淤泥固化中的应用。
所述废弃灰渣固化剂在淤泥固化中的应用方法，包括以下步骤：淤泥中加入淤泥质量8-20％的固化剂，拌合均匀，进行碾压，形成密实性土体结构，所述淤泥含水率为40-85％。
本发明一种废弃灰渣固化剂、制备方法及其在淤泥固化中的应用，对废弃灰渣进行改性，并利用改性废弃灰渣制备固化剂，得到的固化剂具有显著的固化淤泥的效果，固化的淤泥抗冻融性能好，内摩擦角大，能够满足建筑碾压的工程土测定需求。
具体实施方式
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
废弃灰渣，既可以采用市售的脱硫脱硝灰渣，也可以参考现有的技术规范自行制备，例如参考《火电厂烟气脱硫脱硝技术标准应用手册》。实施例中的废弃灰渣由南昌市火力发电厂提供，主要化学成分见下表：
电厂灰渣主要化学成分表％
| 项目 | SiO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | CaO | MgO | Na<sub>2</sub>O | K<sub>2</sub>O | Ti<sub>2</sub>O | LOI |
| 电厂灰渣 | 56.21 | 25.37 | 3.22 | 1.36 | 1.39 | 0.25 | 1.68 | 0.14 | 10.32 |
粉煤灰，绥中电厂提供，符合GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中的F类、Ⅱ级标准。
实施例中淤泥的基本物理指标：含水率73.6％，塑限28.1％，液限62.9％，pH 6.4，有机质含量1.6％。
熟石灰，购买自武汉荆隆化工有限公司，工业级，400目。
木质素磺酸钠，购买上海云哲新材料科技有限公司。
碳酸钾，青海盐湖工业股份有限公司化工分公司生产。
碳酸钠，购买自苏州顶呈化工科技有限公司。
氢氧化钙，购买自上海麦克林生化科技有限公司。
硅酸钠，采用九水合硅酸钠，购买自大连美仑生物技术有限公司。
硝酸铁，购买自上海赫寰化工有限公司。
氯化镁，购买自上海麦克林生化科技有限公司。
木质素磺酸钠，购自天津中津化工有限公司。
熟石灰，苏州常昆钙业有限公司提供，氢氧化钙含量90％以上，粒度100目，白度75。
球磨机，具体采用长沙中晶化工机械有限公司提供的型号为PBM-2A的行星式球磨机，采用为直径0.2mm的氧化锆球进行球磨。
实施例1
一种废弃灰渣固化剂，由下述重量份的原料制备而成：改性废弃灰渣55份、改性粉煤灰30份、熟石灰8份、木质素磺酸钠5份、活性激发剂2份。
所述活性剂激发剂为碳酸钾。
所述改性废弃灰渣的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将电厂废弃灰渣研磨，过200目筛，在100℃干燥至恒重，得到预处理灰渣；
(2)活化：将预处理灰渣和碳酸钠按质量比为100：1混合，得到球磨原料，球磨原料和氧化锆球的质量比是1：2，以80转/分球磨80分钟，再在650℃煅烧2小时，自然冷却至25℃，加入预处理灰渣质量6％活化剂，再加入预处理灰渣质量8倍的水，在65℃以200转/分搅拌8小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃干燥至恒重，得到活化灰渣；
(3)改性：将改性剂加入到去离子水中得到质量分数为1％的改性剂水溶液，再将活化灰渣和改性剂水溶液按质量比为0.15：1混合，在25℃以200转/分搅拌3小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃保温50分钟，再在650℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性废弃灰渣。
所述活化剂为氢氧化钙。
所述改性剂为硝酸铁。
所述改性粉煤灰采用下述方法制备而成：将粉煤灰和6wt％氢氧化钠水溶液按固液比为1g：8mL混合，在25℃以200转/分搅拌30分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀在700℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性粉煤灰。
所述废弃灰渣固化剂的制备方法，包括以下步骤：将改性废弃灰渣、改性粉煤灰、熟石灰、木质素磺酸钠、活性激发剂混合，以400转/分搅拌30分钟，即得废弃灰渣固化剂。
所述废弃灰渣固化剂在淤泥固化中的应用方法，包括以下步骤：淤泥中加入淤泥质量13％的固化剂，拌合均匀，进行碾压，形成密实性土体结构。
实施例2
一种废弃灰渣固化剂，由下述重量份的原料制备而成：改性废弃灰渣55份、改性粉煤灰30份、熟石灰8份、木质素磺酸钠5份、活性激发剂2份。
所述活性剂激发剂为碳酸钾。
所述改性废弃灰渣的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将电厂废弃灰渣研磨，过200目筛，在100℃干燥至恒重，得到磨细灰渣，将磨细灰渣和12wt％盐酸按固液比为1g：8mL混合，在65℃以200转/分搅拌80分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀用去离子水洗涤至洗液为中性，在100℃干燥至恒重，得到预处理灰渣；
(2)活化：将预处理灰渣和碳酸钠按质量比为100：1混合，得到球磨原料，球磨原料和氧化锆球的质量比是1：2，以80转/分球磨80分钟，再在650℃煅烧2小时，自然冷却至25℃，加入预处理灰渣质量6％活化剂，再加入预处理灰渣质量8倍的水，在65℃以200转/分搅拌8小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃干燥至恒重，得到活化灰渣；
(3)改性：将改性剂加入到去离子水中得到质量分数为1％的改性剂水溶液，再将活化灰渣和改性剂水溶液按质量比为0.15：1混合，在25℃以200转/分搅拌3小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃保温50分钟，再在650℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性废弃灰渣。
所述活化剂为氢氧化钙。
所述改性剂为硝酸铁。
所述改性粉煤灰采用下述方法制备而成：将粉煤灰和6wt％氢氧化钠水溶液按固液比为1g：8mL混合，在25℃以200转/分搅拌30分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀在700℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性粉煤灰。
所述废弃灰渣固化剂的制备方法，包括以下步骤：将改性废弃灰渣、改性粉煤灰、熟石灰、木质素磺酸钠、活性激发剂混合，以400转/分搅拌30分钟，即得废弃灰渣固化剂。
所述废弃灰渣固化剂在淤泥固化中的应用方法，包括以下步骤：淤泥中加入淤泥质量13％的固化剂，拌合均匀，进行碾压，形成密实性土体结构。
实施例3
一种废弃灰渣固化剂，由下述重量份的原料制备而成：改性废弃灰渣55份、改性粉煤灰30份、熟石灰8份、木质素磺酸钠5份、活性激发剂2份。
所述活性剂激发剂为碳酸钾。
所述改性废弃灰渣的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将电厂废弃灰渣研磨，过200目筛，在100℃干燥至恒重，得到磨细灰渣，将磨细灰渣和12wt％盐酸按固液比为1g：8mL混合，在65℃以200转/分搅拌80分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀用去离子水洗涤至洗液为中性，在100℃干燥至恒重，得到预处理灰渣；
(2)改性：将改性剂加入到去离子水中得到质量分数为1％的改性剂水溶液，再将预处理灰渣和改性剂水溶液按质量比为0.15：1混合，在25℃以200转/分搅拌3小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃保温50分钟，再在650℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性废弃灰渣。
所述改性剂为硝酸铁。
所述改性粉煤灰采用下述方法制备而成：将粉煤灰和6wt％氢氧化钠水溶液按固液比为1g：8mL混合，在25℃以200转/分搅拌30分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀在700℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性粉煤灰。
所述废弃灰渣固化剂的制备方法，包括以下步骤：将改性废弃灰渣、改性粉煤灰、熟石灰、木质素磺酸钠、活性激发剂混合，以400转/分搅拌30分钟，即得废弃灰渣固化剂。
所述废弃灰渣固化剂在淤泥固化中的应用方法，包括以下步骤：淤泥中加入淤泥质量13％的固化剂，拌合均匀，进行碾压，形成密实性土体结构。
实施例4
一种废弃灰渣固化剂，由下述重量份的原料制备而成：改性废弃灰渣55份、改性粉煤灰30份、熟石灰8份、木质素磺酸钠5份、活性激发剂2份。
所述活性剂激发剂为碳酸钾。
所述改性废弃灰渣的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将电厂废弃灰渣研磨，过200目筛，在100℃干燥至恒重，得到磨细灰渣，将磨细灰渣和12wt％盐酸按固液比为1g：8mL混合，在65℃以200转/分搅拌80分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀用去离子水洗涤至洗液为中性，在100℃干燥至恒重，得到预处理灰渣；
(2)活化：将预处理灰渣和碳酸钠按质量比为100：1混合，得到球磨原料，球磨原料和氧化锆球的质量比是1：2，以80转/分球磨80分钟，再在650℃煅烧2小时，自然冷却至25℃，加入预处理灰渣质量6％活化剂，再加入预处理灰渣质量8倍的水，在65℃以200转/分搅拌8小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃干燥至恒重，研磨，过200目筛，得到改性废弃灰渣。
所述活化剂为氢氧化钙。
所述改性粉煤灰采用下述方法制备而成：将粉煤灰和6wt％氢氧化钠水溶液按固液比为1g：8mL混合，在25℃以200转/分搅拌30分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀在700℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性粉煤灰。
所述废弃灰渣固化剂的制备方法，包括以下步骤：将改性废弃灰渣、改性粉煤灰、熟石灰、木质素磺酸钠、活性激发剂混合，以400转/分搅拌30分钟，即得废弃灰渣固化剂。
所述废弃灰渣固化剂在淤泥固化中的应用方法，包括以下步骤：淤泥中加入淤泥质量13％的固化剂，拌合均匀，进行碾压，形成密实性土体结构。
实施例5
一种废弃灰渣固化剂，由下述重量份的原料制备而成：改性废弃灰渣55份、改性粉煤灰30份、熟石灰8份、木质素磺酸钠5份、活性激发剂2份。
所述活性剂激发剂为碳酸钾。
所述改性废弃灰渣的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将电厂废弃灰渣研磨，过200目筛，在100℃干燥至恒重，得到磨细灰渣，将磨细灰渣和12wt％盐酸按固液比为1g：8mL混合，在65℃以200转/分搅拌80分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀用去离子水洗涤至洗液为中性，在100℃干燥至恒重，得到预处理灰渣；
(2)活化：将预处理灰渣和碳酸钠按质量比为100：1混合，得到球磨原料，球磨原料和氧化锆球的质量比是1：2，以80转/分球磨80分钟，再在650℃煅烧2小时，自然冷却至25℃，加入预处理灰渣质量6％活化剂，再加入预处理灰渣质量8倍的水，在65℃以200转/分搅拌8小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃干燥至恒重，得到活化灰渣；
(3)改性：将改性剂加入到去离子水中得到质量分数为1％的改性剂水溶液，再将活化灰渣和改性剂水溶液按质量比为0.15：1混合，在25℃以200转/分搅拌3小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃保温50分钟，再在650℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性废弃灰渣。
所述活化剂为硅酸钠。
所述改性剂为硝酸铁。
所述改性粉煤灰采用下述方法制备而成：将粉煤灰和6wt％氢氧化钠水溶液按固液比为1g：8mL混合，在25℃以200转/分搅拌30分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀在700℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性粉煤灰。
所述废弃灰渣固化剂的制备方法，包括以下步骤：将改性废弃灰渣、改性粉煤灰、熟石灰、木质素磺酸钠、活性激发剂混合，以400转/分搅拌30分钟，即得废弃灰渣固化剂。
所述废弃灰渣固化剂在淤泥固化中的应用方法，包括以下步骤：淤泥中加入淤泥质量13％的固化剂，拌合均匀，进行碾压，形成密实性土体结构。
实施例6
一种废弃灰渣固化剂，由下述重量份的原料制备而成：改性废弃灰渣55份、改性粉煤灰30份、熟石灰8份、木质素磺酸钠5份、活性激发剂2份。
所述活性剂激发剂为碳酸钾。
所述改性废弃灰渣的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将电厂废弃灰渣研磨，过200目筛，在100℃干燥至恒重，得到磨细灰渣，将磨细灰渣和12wt％盐酸按固液比为1g：8mL混合，在65℃以200转/分搅拌80分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀用去离子水洗涤至洗液为中性，在100℃干燥至恒重，得到预处理灰渣；
(2)活化：将预处理灰渣和碳酸钠按质量比为100：1混合，得到球磨原料，球磨原料和氧化锆球的质量比是1：2，以80转/分球磨80分钟，再在650℃煅烧2小时，自然冷却至25℃，加入预处理灰渣质量6％活化剂，再加入预处理灰渣质量8倍的水，在65℃以200转/分搅拌8小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃干燥至恒重，得到活化灰渣；
(3)改性：将改性剂加入到去离子水中得到质量分数为1％的改性剂水溶液，再将活化灰渣和改性剂水溶液按质量比为0.15：1混合，在25℃以200转/分搅拌3小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃保温50分钟，再在650℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性废弃灰渣。
所述活化剂为氢氧化钙和硅酸钠的混合物，所述氢氧化钙和硅酸钠的质量比为1：3。
所述改性剂为硝酸铁。
所述改性粉煤灰采用下述方法制备而成：将粉煤灰和6wt％氢氧化钠水溶液按固液比为1g：8mL混合，在25℃以200转/分搅拌30分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀在700℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性粉煤灰。
所述废弃灰渣固化剂的制备方法，包括以下步骤：将改性废弃灰渣、改性粉煤灰、熟石灰、木质素磺酸钠、活性激发剂混合，以400转/分搅拌30分钟，即得废弃灰渣固化剂。
所述废弃灰渣固化剂在淤泥固化中的应用方法，包括以下步骤：淤泥中加入淤泥质量13％的固化剂，拌合均匀，进行碾压，形成密实性土体结构。
实施例7
一种废弃灰渣固化剂，由下述重量份的原料制备而成：改性废弃灰渣55份、改性粉煤灰30份、熟石灰8份、木质素磺酸钠5份、活性激发剂2份。
所述活性剂激发剂为碳酸钾。
所述改性废弃灰渣的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将电厂废弃灰渣研磨，过200目筛，在100℃干燥至恒重，得到磨细灰渣，将磨细灰渣和12wt％盐酸按固液比为1g：8mL混合，在65℃以200转/分搅拌80分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀用去离子水洗涤至洗液为中性，在100℃干燥至恒重，得到预处理灰渣；
(2)活化：将预处理灰渣和碳酸钠按质量比为100：1混合，得到球磨原料，球磨原料和氧化锆球的质量比是1：2，以80转/分球磨80分钟，再在650℃煅烧2小时，自然冷却至25℃，加入预处理灰渣质量6％活化剂，再加入预处理灰渣质量8倍的水，在65℃以200转/分搅拌8小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃干燥至恒重，得到活化灰渣；
(3)改性：将改性剂加入到去离子水中得到质量分数为1％的改性剂水溶液，再将活化灰渣和改性剂水溶液按质量比为0.15：1混合，在25℃以200转/分搅拌3小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃保温50分钟，再在650℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性废弃灰渣。
所述活化剂为氢氧化钙和硅酸钠的混合物，所述氢氧化钙和硅酸钠的质量比为1：3。
所述改性剂为氯化镁。
所述改性粉煤灰采用下述方法制备而成：将粉煤灰和6wt％氢氧化钠水溶液按固液比为1g：8mL混合，在25℃以200转/分搅拌30分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀在700℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性粉煤灰。
所述废弃灰渣固化剂的制备方法，包括以下步骤：将改性废弃灰渣、改性粉煤灰、熟石灰、木质素磺酸钠、活性激发剂混合，以400转/分搅拌30分钟，即得废弃灰渣固化剂。
所述废弃灰渣固化剂在淤泥固化中的应用方法，包括以下步骤：淤泥中加入淤泥质量13％的固化剂，拌合均匀，进行碾压，形成密实性土体结构。
实施例8
一种废弃灰渣固化剂，由下述重量份的原料制备而成：改性废弃灰渣55份、改性粉煤灰30份、熟石灰8份、木质素磺酸钠5份、活性激发剂2份。
所述活性剂激发剂为碳酸钾。
所述改性废弃灰渣的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将电厂废弃灰渣研磨，过200目筛，在100℃干燥至恒重，得到预处理灰渣；
(2)活化：将预处理灰渣和碳酸钠按质量比为100：1混合，得到球磨原料，球磨原料和氧化锆球的质量比是1：2，以80转/分球磨80分钟，再在650℃煅烧2小时，自然冷却至25℃，加入预处理灰渣质量6％活化剂，再加入预处理灰渣质量8倍的水，在65℃以200转/分搅拌8小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃干燥至恒重，得到活化灰渣；
(3)改性：将改性剂加入到去离子水中得到质量分数为1％的改性剂水溶液，再将活化灰渣和改性剂水溶液按质量比为0.15：1混合，在25℃以200转/分搅拌3小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃保温50分钟，再在650℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性废弃灰渣。
所述改性废弃灰渣的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将电厂废弃灰渣研磨，过200目筛，在100℃干燥至恒重，得到磨细灰渣，将磨细灰渣和12wt％盐酸按固液比为1g：8mL混合，在65℃以200转/分搅拌80分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀用去离子水洗涤至洗液为中性，在100℃干燥至恒重，得到预处理灰渣；
(2)活化：将预处理灰渣和碳酸钠按质量比为100：1混合，以80转/分球磨80分钟，再在650℃煅烧2小时，自然冷却至25℃，加入预处理灰渣质量6％活化剂，再加入预处理灰渣质量8倍的水，在65℃以200转/分搅拌8小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃干燥至恒重，得到活化灰渣；
(3)改性：将改性剂加入到去离子水中得到质量分数为1％的改性剂水溶液，再将活化灰渣和改性剂水溶液按质量比为0.15：1混合，在25℃以200转/分搅拌3小时，以4000转/分离心10分钟，沉淀在100℃保温50分钟，再在650℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性废弃灰渣。
所述活化剂为氢氧化钙和硅酸钠的混合物，所述氢氧化钙和硅酸钠的质量比为1：3。
所述改性剂为硝酸铁和氯化镁的混合物，所述硝酸铁和氯化镁的质量比为4：1。
所述改性粉煤灰采用下述方法制备而成：将粉煤灰和6wt％氢氧化钠水溶液按固液比为1g：8mL混合，在25℃以200转/分搅拌30分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀在700℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性粉煤灰。
所述废弃灰渣固化剂的制备方法，包括以下步骤：将改性废弃灰渣、改性粉煤灰、熟石灰、木质素磺酸钠、活性激发剂混合，以400转/分搅拌30分钟，即得废弃灰渣固化剂。
所述废弃灰渣固化剂在淤泥固化中的应用方法，包括以下步骤：淤泥中加入淤泥质量13％的固化剂，拌合均匀，进行碾压，形成密实性土体结构。
对比例1
一种废弃灰渣固化剂，由下述重量份的原料制备而成：废弃灰渣55份、改性粉煤灰30份、熟石灰8份、木质素磺酸钠5份、活性激发剂2份。
所述活性剂激发剂为碳酸钾。
所述改性粉煤灰采用下述方法制备而成：将粉煤灰和6wt％氢氧化钠水溶液按固液比为1g：8mL混合，在25℃以200转/分搅拌30分钟，以4000转/分离心10分钟，沉淀在700℃煅烧80分钟，自然冷却至25℃，研磨，过200目筛，得到改性粉煤灰。
所述废弃灰渣固化剂的制备方法，包括以下步骤：将废弃灰渣、改性粉煤灰、熟石灰、木质素磺酸钠、活性激发剂混合，以400转/分搅拌30分钟，即得废弃灰渣固化剂。
所述废弃灰渣固化剂在淤泥固化中的应用方法，包括以下步骤：淤泥中加入淤泥质量13％的固化剂，拌合均匀，进行碾压，形成密实性土体结构。
测试例1
淤泥中加入淤泥质量15％的对实施例和对比例中的固化剂搅拌均匀后，装入内径为装入钢制模具内，试膜内壁先涂上一层凡士林，以便脱模。土样装入模具用聚乙烯塑料袋包裹密封并置于(20±2)℃、湿度大于90％的养护箱中养护24h后进行脱模，脱膜后用塑料袋包裹密封试样继续养护28d龄期，制成100mm×100mm×100mm的试样，进行无侧限抗压强度试验，取28d固化土测定内摩擦角值。
所有试验均按照《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)进行，无侧限抗压强度试验仪器采用南京电力自动化设备厂生产的SJ-1A.G型应变式三轴剪力仪，压缩速率为0.83mm/min。每个实施例和对比例测试3个平行样，取其平均值作为该组试样的无侧限抗压强度，试样的测试值与平均值之差超过平均值的±20％时，则将该试样的测试值剔除，按余下试样的测试值计算平均值，具体测试结果见表1。
表1 28天无侧限抗压强度测试结果表
测试例2
对实施例中的固化后的淤泥作为道路路基填料进行模拟施工。采用无侧限压力仪(河北虹宇仪器设备有限公司，型号YYW-1)，根据JTG E51-2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中第T0858-2009规定测试模拟施工的道路路基正常养生和冻融循环条件下的无侧限抗压强度，BDR评价指标为冻融循环后试件的无侧限抗压强度与正常养生试件的强度比值，具体测试结果见表2。
表2冻循环试验测试结果表测试结果表
| BDR指标，％ | |
| 实施例1 | 62.3 |
| 实施例2 | 66.8 |
| 实施例3 | 52.4 |
| 实施例4 | 54.9 |
| 实施例5 | 67.3 |
| 实施例6 | 72.4 |
| 实施例7 | 71.9 |
| 实施例8 | 75.8 |
| 对比例1 | 48.4 |
Claims (10)
1.一种废弃灰渣固化剂，其特征在于，由下述重量份的原料制备而成：改性废弃灰渣50-60份、改性粉煤灰25-35份、熟石灰5-10份、木质素磺酸钠3-8份、活性激发剂1-3份。
2.如权利要求1所述废弃灰渣固化剂，其特征在于，包括以下步骤：所述活性剂激发剂为碳酸钠、碳酸钾、氯化钠、氯化钙中的一种或多种混合物。
3.如权利要求1所述废弃灰渣固化剂，其特征在于，所述改性废弃灰渣的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将电厂废弃灰渣研磨，过200目筛，在95-105℃干燥至恒重，得到预处理灰渣；
(2)活化：将预处理灰渣和碳酸钠按质量比为100：(0.5-1.5)混合，以60-100转/分球磨60-90分钟，再在500-800℃煅烧1-3小时，自然冷却至20-30℃，加入预处理灰渣质量4-8％活化剂，再加入预处理灰渣质量6-10倍的水，在60-70℃搅拌6-10小时，离心8-12分钟，沉淀在95-105℃干燥至恒重，得到活化灰渣；
(3)改性：将改性剂加入到去离子水中得到质量分数为0.8-1.2％的改性剂水溶液，再将活化灰渣和改性剂水溶液按质量比为(0.08-0.12)：1混合，在20-30℃搅拌2-4小时，离心8-12分钟，沉淀在95-105℃保温40-60分钟，再在500-800℃煅烧60-90分钟，自然冷却至20-30℃，研磨，得到改性废弃灰渣。
4.如权利要求1所述废弃灰渣固化剂，其特征在于，所述改性废弃灰渣的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将电厂废弃灰渣研磨，过200目筛，在95-105℃干燥至恒重，得到磨细灰渣，将磨细灰渣和10-15wt％盐酸按固液比为1g：(5-10)mL混合，在60-70℃搅拌60-90分钟，离心8-12分钟，沉淀用去离子水洗涤至洗液为中性，在95-105℃干燥至恒重，得到预处理灰渣；
(2)活化：将预处理灰渣和碳酸钠按质量比为100：(0.5-1.5)混合，以60-100转/分球磨60-90分钟，再在500-800℃煅烧1-3小时，自然冷却至20-30℃，加入预处理灰渣质量4-8％活化剂，再加入预处理灰渣质量6-10倍的水，在60-70℃搅拌6-10小时，离心8-12分钟，沉淀在95-105℃干燥至恒重，得到活化灰渣；
(3)改性：将改性剂加入到去离子水中得到质量分数为0.8-1.2％的改性剂水溶液，再将活化灰渣和改性剂水溶液按质量比为(0.1-0.2)：1混合，在20-30℃搅拌2-4小时，离心8-12分钟，沉淀在95-105℃保温40-60分钟，再在500-800℃煅烧60-90分钟，自然冷却至20-30℃，研磨，得到改性废弃灰渣。
5.如权利要求3或4所述废弃灰渣固化剂，其特征在于，所述活化剂为氢氧化钙和/或硅酸钠。
6.如权利要求3或4所述废弃灰渣固化剂，其特征在于，所述改性剂为硝酸铁和/或氯化镁。
7.如权利要求1所述废弃灰渣固化剂，其特征在于，所述改性粉煤灰采用下述方法制备而成：将粉煤灰和4-8wt％氢氧化钠水溶液按固液比为1g：(5-10)mL混合，在20-30℃搅拌20-40分钟，离心8-12分钟，沉淀在600-800℃煅烧60-90分钟，自然冷却至20-30℃，研磨，得到改性粉煤灰。
8.如权利要求1-7任一项所述废弃灰渣固化剂的制备方法，包括以下步骤：将改性废弃灰渣、改性粉煤灰、熟石灰、木质素磺酸钠、活性激发剂混合，搅拌20-40分钟，即得废弃灰渣固化剂。
9.权利要求1-7任一项所述的废弃灰渣固化剂在淤泥固化中的应用。
10.如权利要求8所述的废弃灰渣固化剂在淤泥固化中的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：淤泥中加入淤泥质量8-20％的固化剂，拌合均匀，进行碾压，形成密实性土体结构。
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