CN114524659A - 一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用 - Google Patents

一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，包括轻烧氧化镁粉100‑150份，氯化镁溶液50‑260份，增韧纤维0.1‑1.0份，增强抗水剂0.3‑1.0份，抗返卤剂0.3‑0.7份，其特征在于：所述的增强抗水剂为六偏磷酸钠；所述的抗返卤剂为氯偏乳液。该氯氧镁基土壤固化剂及其应用，本发明将制盐的副产品进行有效利用，所使用的原材料氯化镁来源于制盐的末端产品，是海水浓缩后提取NaCI、KCI和溴素之后的副产品，利用该液体作原材料，生产新型建筑材料，即实现了可循环利用，又减少了对土壤、大气环境的危害，本发明利用MgO、MgCI2、H2O增强抗水剂四元体系的固结胶凝作用，达到本发明利废固废的目的，本发明的固化原理为：MgO+MgCI2+H2O→5Mg(OH)2·MgCI2·8H2O(5·1·8)结晶相。

Description

一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用
技术领域
本发明涉及土壤固化技术领域，具体为一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用。
背景技术
随着建筑工程技术的高速发展，高层建筑、大跨度桥梁、轨道交通等基础设施不断兴建，产生了大量的建筑垃圾及工业废渣，建筑垃圾的无序堆放，不但造成了土地资源的浪费，且伴随着产生各类环境污染及社会公害，将建筑废弃物进行回收利用，作为新型建筑材料中原材料的一部分，实现建筑业的可持续发展，具有良好的社会、经济和环境综合效益，因此，建筑废弃物，尤其是建筑基础开挖所产生的大量土方的无序堆放造成的危害，已成为全社会关注的焦点，土壤固化再利用成为各界人士关心的问题。
传统的土壤固化剂大多采用水泥、石灰、石膏、硅酸钠等无机胶凝材料，也有用聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等有机材料作土壤固化剂的，水泥、石灰生产过程中能耗高、污染大而且固化的生土材料强度低，耐水性差，用石膏作固化剂，固化的土壤强度低，耐水性差，抗冻性不佳，用聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等高分子材料作土壤固化剂固化的土壤存在着原材料成本高，环保性能差，固化效果有限等问题，现有的氯氧镁基土壤固化剂，除了使用氧化镁和氯化镁以外，一般还需要添加多种改性材料及辅助性助剂等，如氯化钙、氧化钙、氯化钠、氯化钾等多种化工材料，除了增加成本以外，还降低了环保性，申请号为201910027848.6的专利，公开了一种氯氧镁基生土固化剂、其制备方法及应用，使用了轻烧氧化镁粉、氯化镁溶液、增韧抗裂纤维、增强助剂、耐水助剂五种材料，虽然原材料的种类少，但是，增强剂和耐水剂的掺加量较大，而且聚丙烯酰胺、聚乙烯醇或苯丙乳液这些化工材料一般价格都偏高，不环保，固化效果又差，所以，现在需要一种成本低、环保性能好、原材料用量少、固化性能优异的土壤固化剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，以解决上述背景技术中提出的增强剂和耐水剂的掺加量较大，而且聚丙烯酰胺、聚乙烯醇或苯丙乳液这些化工材料一般价格都偏高，不环保，固化效果又差问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，包括轻烧氧化镁粉100-150份，氯化镁溶液50-260份，增韧纤维0.1-1.0份，增强抗水剂0.3-1.0份，抗返卤剂0.3-0.7份，其特征在于：所述的增强抗水剂为六偏磷酸钠；所述的抗返卤剂为氯偏乳液。
优选的，所述的轻烧氧化镁粉的活性氧化镁含量大于50％。
优选的，所述的氯化镁溶液为制盐副产品，其密度为1.18g/cm3-1.30g/cm3。
优选的，所述的增强增韧纤维选自聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维中的一种或多种。
优选的，所述的增韧纤维长度为0.3mm-22mm。
优选的，所述的氯氧镁基土壤固化剂的制备方法，制备方法如下：
按质量份数称取原料，先将氯化镁溶液、增韧纤维、抗水增强剂于搅拌机搅拌混合，再依次加入轻烧氧化镁粉和抗返卤剂进行搅拌，搅拌完成，得到氯氧镁基土壤固化剂。
优选的，所述的氯氧镁基土壤固化剂，在利用含有土壤的建筑垃圾制备新型建筑材料中的应用，将含有土壤的建筑垃圾与权利要求1-5任何一项所述的氯氧镁基土壤固化剂混合得到固化浆料，将固化浆料注入模具内，振动后静置养护，得到新型建筑材料。
优选的，所述的氯氧镁基土壤固化剂中氯化镁溶液的添加量与含有土壤的建筑垃圾的重量比为0.6-2.6：1。
优选的，所述的养护温度为35-65℃，相对湿度为55％-95％。
优选的，所述的振动时间为45S-60S。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该氯氧镁基土壤固化剂及其应用，相对于传统技术，具有以下优点：
本发明将制盐的副产品进行有效利用，所使用的原材料氯化镁来源于制盐的末端产品，是海水浓缩后提取NaCI、KCI和溴素之后的副产品，利用该液体作原材料，生产新型建筑材料，即实现了可循环利用，又减少了对土壤、大气环境的危害。
本发明利用MgO、MgCI2、H2O增强抗水剂四元体系的固结胶凝作用，达到本发明利废固废的目的，本发明的固化原理为：MgO+MgCI2+H2O→5Mg(OH)2·MgCI2·8H2O(5·1·8)结晶相。
本发明通过添加增强抗水剂和抗返卤剂后的硬化体强度高、不返卤，特别是其主要硬化产物5Mg(OH)2·MgCI2·8H2O(5·1·8)结晶相，具有强度高、耐水性好、耐高低温、抗腐蚀、性能稳定，从而解决了现有技术的强度低，耐水性差，不环保等问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，包括轻烧氧化镁粉100-150份，氯化镁溶液50-260份，增韧纤维0.1-1.0份，增强抗水剂0.3-1.0份，抗返卤剂0.3-0.7份，所述的增强抗水剂为六偏磷酸钠；所述的抗返卤剂为氯偏乳液，所述的轻烧氧化镁粉的活性氧化镁含量大于50％，所述的氯化镁溶液为制盐副产品，其密度为1.18g/cm3-1.30g/cm3，所述的增强增韧纤维选自聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维中的一种或多种，所述的增韧纤维长度为0.3mm-22mm，所述的氯氧镁基土壤固化剂的制备方法，制备方法如下，按质量份数称取原料，先将氯化镁溶液、增韧纤维、抗水增强剂于搅拌机搅拌混合，再依次加入轻烧氧化镁粉和抗返卤剂进行搅拌，搅拌完成，得到氯氧镁基土壤固化剂，所述的氯氧镁基土壤固化剂，在利用含有土壤的建筑垃圾制备新型建筑材料中的应用，将含有土壤的建筑垃圾与权利要求1-5任何一项所述的氯氧镁基土壤固化剂混合得到固化浆料，将固化浆料注入模具内，振动后静置养护，得到新型建筑材料，所述的氯氧镁基土壤固化剂中氯化镁溶液的添加量与含有土壤的建筑垃圾的重量比为0.6-2.6：1，所述的养护温度为35-65℃，相对湿度为55％-95％，所述的振动时间为45S-60S。
本发明的第二方面，提供氯氧镁基土壤固化剂的制备方法，制备步骤如下：按质量分数称取原材料，先将氯化镁溶液、增韧纤维及增强抗水剂混合后加入搅拌机，再依次加入轻烧氧化镁粉和抗返卤剂进行搅拌，得到氯氧镁基土壤固化剂。
本发明的第三方面，提供氯氧镁基土壤固化剂利用含土壤的建筑垃圾制备新型建筑材料的应用。将含有土壤的建筑垃圾与权利要求1～5中任何一项所述的氯氧镁基土壤固化剂混合，得到土壤固化料浆，再将固化料浆注入模具内，振动后，静置养护，得到新型建筑材料。
应该指出，以下详细说明是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明，除非另有说明，本文所使用的技术和技术术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同。
正如背景技术部分介绍的，现有的氯氧镁基土壤固化剂不环保，废物利用率低，而且不同的配方其固化机理不同。基于此，本发明的目的是提供一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用及其应用。利用MgO、MgCI2、H2O、增强剂四元体系的固化原理为MgO+MgCI2+H2O→5Mg(OH)2·MgCI2·8H2O(5·1·8)结晶相。本发明通过添加适量的增韧材料、增强抗水材料、抗返卤材料制成氯氧镁基土壤固化剂，发明人通过探索发现，当使用六偏磷酸钠为增强抗水剂；以氯偏乳液为抗返卤剂时，不仅可以降低上述原材料的使用量，能够很好的控制固化剂的成本，使用该土壤固化剂对土壤固化后，其固化性能优异。本发明利用制盐副产物氯化镁溶液作为生产新型建筑材料的原料，即可实现循环利用，又减少对土地和大气环境的污染。具有较好的节能、利废和环境友好性，并且能够大幅降低土壤固化剂的成本。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所使用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
实施例1
原材料准备：将符合质量指标要求的各种原材料按质量比称取，质量比为：轻烧氧化镁粉：氯化镁溶液(密度为1.18g/cm3)：聚丙烯纤维：六偏磷酸钠：氯偏乳液：生土材料＝100：67：0.50：1.0：0.7：30。
浆料制备：将定量的氯化镁溶液注入搅拌机内，再加入计量好的增韧聚丙烯纤维及六偏磷酸钠，启动搅拌机，搅拌3min，再加入轻烧氧化镁粉，搅拌2min，再加入氯偏乳液，搅拌3min，制得氯氧镁基土壤固化剂，再加入生土材料，搅拌3-4min，得到氯氧镁基土壤固化剂固化土壤的固化样浆料。
土壤固化样浆料的试块成型与养护：将固化样浆料注入40mm×40mm×160mm三联试模内，振动60S，试模表面刮平，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在35℃～60℃，相对湿度90％的环境中静置养护。
试块测试：对养护7d、14d、21d、28d的试块进行抗压强度测试，其抗压强度分别为40.53MPa、50.72MPa、54.67MPa、58.12MPa，浸水28d的抗压强度为52.30MPa，抗压软化系数为0.90。
实施例2
原材料准备：将符合质量指标要求的各种原材料，按质量比称取，质量比为：轻烧氧化镁粉：氯化镁溶液(密度为1.20g/cm3)：聚乙烯醇纤维：六偏磷酸钠：氯偏乳液：生土材料＝100：79.5：0.60：0.90:0.60:60。
浆料制备：将定量的氯化镁溶液注入搅拌机，再加入计量好的增韧聚乙烯醇纤维及六偏磷酸钠，启动搅拌机，搅拌1-2min，再加入轻烧氧化镁粉，搅拌2min，再加入氯偏乳液，搅拌2min，制得氯氧镁基土壤固化剂，再加入生土材料，搅拌5min，得到氯氧镁基土壤固化剂固化土壤的固化样浆料。
土壤固化样浆料试块的成型与养护：将土壤固化样浆料注入40mm×40mm×160mm三联试模内，振动60S，试模表面刮平，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在25℃～55℃，相对湿度85％的环境中静置养护。
试块测试：对养护7d、14d、21d、28d的试块进行抗压强度测试，其抗压强度分别为32.55MPa、37.81MPa、39.02MPa和41.25MPa，浸水21d的抗压强度为36.30MPa，抗压软化系数为0.88。
实施例3
原材料准备：将符合质量指标要求的各种原材料按质量比称取，其质量比为轻烧氧化镁粉：氯化镁溶液(密度为1.22g/cm3)：聚乙烯醇纤维：六偏磷酸钠：氯偏乳液：生土材料＝110：94：0.7：0.8:0.5:90。
料浆制备：将定量的氯化镁溶液注入搅拌机内，再加入增韧聚乙烯醇纤维及六偏磷酸钠，启动搅拌机，搅拌2min，再加入轻烧氧化镁粉，搅拌2min，再加入氯偏乳液搅拌2min，得到氯氧镁基土壤固化剂，再加入生土材料，制得氯氧镁基土壤固化剂固化土壤的固化样浆料。
土壤固化样浆料的试块成型与养护：将土壤固化样浆料注入40mm×40mm×160mm三联试模内，振动60S，试模表面刮平，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在25℃～50℃，相对湿度为83％的环境中静置养护。
试块测试：将养护7d、14d、21d、35d的试块进行抗压强度测试，其抗压强度分别为26.32MPa、32.54MPa、35.41MPa和39.02MPa，浸水28d的抗压强度为33.95MPa，抗压软化系数为0.87。
实施例4
原材料准备：将符合质量指标要求的各种原材料按质量比称取，其质量比为：轻烧氧化镁粉：氯化镁溶液(密度为1.24g/cm3)：增韧玻璃纤维：六偏磷酸钠：氯偏乳液：生土材料＝120：153：0.80：0.70：0.40：120。
浆料制备：将定量的氯化镁溶液注入搅拌机内，再加入定量的增韧玻璃纤维及增强抗水剂六偏磷酸钠，启动搅拌机，搅拌2min，再加入轻烧氧化镁粉，搅拌3min，再加入氯偏乳液，搅拌2min，制得氯氧镁基土壤固化剂，再加入生土材料搅拌5min，得到氯氧镁基土壤固化剂固化土壤样浆料。
土壤固化样浆料试块的成型与养护：将土壤固化样浆料注入40mm×40mm×160mm三联试模内，振动60S，刮平试模表面，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在25℃～48℃，相对湿度为81％的环境中静置养护。
试块测试：对养护7d、14d、21d、28d的试块进行抗压强度测试，其抗压强度分别为22.02MPa、25.17MPa、28.38MPa和31.04MPa，浸水21d的抗压强度为26.38MPa，抗压软化系数为0.85。
实施例5
原材料准备：将符合质量指标要求的各种原材料按质量比称取，其质量比为：轻烧氧化镁粉：氯化镁溶液(密度为1.26g/cm3):玄武岩纤维：磷酸加六偏磷酸钠：氯偏乳液：生土材料＝120：187：1.0：0.6：0.3：130。
土壤固化剂浆料制备：将定量的氯化镁溶液注入搅拌机内，再加入定量的增韧玄武岩纤维及增强抗水剂磷酸加六偏磷酸钠(质量比为1：1)，启动搅拌机，搅拌2min，再加入轻烧氧化镁粉，搅拌3min，再加入抗返卤剂氯偏乳液，搅拌2min，制得氯氧镁基土壤固化剂，再加入生土材料，搅拌6min，得到氯氧镁基土壤固化剂固化土壤的固化样浆料。
土壤固化样浆料试块的成型与养护：将土壤固化样浆料注入40mm×40mm×160mm三联试模内，振动60S，试模表面刮平，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在25℃～45℃，相对湿度80％的环境中静置养护。
试块测试：对养护7d、14d、21d、35d的试块进行抗压强度测试，其抗压强度分别为24.96MPa、27.81MPa、28.30MPa、和30.62MPa，浸水28d的抗压强度为26.06MPa，抗压软化系数为0.85。
实施例6
原材料准备：将符合质量指标要求的各种原材料按质量比称取，其质量比为：轻烧氧化镁粉：氯化镁溶液(密度为1.28g/cm3)：聚丙烯纤维：六偏磷酸钠：氯偏乳液：生土材料＝130：212：0.85：0.50：0.30：150。
浆料制备：将定量的氯化镁溶液注入搅拌机内，再加入定量的增韧聚丙烯纤维及六偏磷酸钠，启动搅拌机，搅拌2min，再加入轻烧氧化镁粉，搅拌3min，再加入氯偏乳液，搅拌3min，制得氯氧镁基土壤固化剂，再加入生土材料，搅拌4min，得到氯氧镁基土壤固化剂固化土壤的固化样浆料。
土壤固化样浆料试块的成型及养护，将土壤固化样浆料注入40mm×40mm×160mm三联试模内，振动45S，试模表面刮平，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在25℃～45℃，相对湿度87％的环境中静置养护。
试块测试：对养护7d、14d、21d、28d的试块进行抗压强度测试，其抗压强度分别为19.22MPa、23.40MPa、25.18MPa和26.38MPa，浸水14d抗压强度为21.90MPa，抗压软化系数为0.83。
实施例7
原材料准备：将符合质量指标要求的各种原材料按质量比称取，其质量比为：轻烧氧化镁粉：氯化镁溶液(密度为1.30g/cm3)：玄武岩纤维：六偏磷酸钠：氯偏乳液：生土材料＝150：260：1.0：0.4：0.3:150。
土壤固化剂固化土壤样浆料制备：将定量的氯化镁溶液注入搅拌机内，再加入定量的玄武岩纤维及增强抗水剂六偏磷酸钠，启动搅拌机，搅拌1-2min，再加入轻烧氧化镁粉，搅拌2min，再加入抗返卤剂氯偏乳液，搅拌3min，制得氯氧镁基土壤固化剂。再加入生土材料，搅拌5min，得到氯氧镁基土壤固化剂固化土壤的固化样浆料。
土壤固化样浆料试块的成型与养护，将土壤固化样浆料注入40mm×40mm×160mm三联试模内，振动55S，刮平试模表面，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在28℃～47℃，相对湿度80％的环境中静置养护。
试块测试：对养护7d、14d、21d和35d的试块进行抗压强度测试，其抗压强度分别为：19.19MPa、23.03MPa、25.42MPa、和27.81MPa，浸水7d的抗压强度为24.19MPa，抗压软化系数为0.87。
对比例1
一种氯氧镁基生土固化剂，按重量计，该氯氧镁基生土固化剂质量比为：轻烧氧化镁粉：氯化镁溶液(密度为1.15g/cm3):聚乙烯醇纤维：磷酸及磷酸二氢钠(重量比为1：1)：硫酸亚铁＝100：67：0.5：1.5：1.5。
制备过程：按上述比例，将氯化镁溶液注入搅拌机内，加入聚乙烯醇纤维(增韧抗裂纤维)和磷酸及磷酸二氢钠(增强助剂)，搅拌3min，再加入轻烧氧化镁粉，搅拌3min，最后加入硫酸亚铁(耐水助剂)搅拌5min，得到氯氧镁基生土固化剂。
生土固化：按重量计，取20g生土以及170g上述氯氧镁基生土固化剂，加入到搅拌机内搅拌5min，得到固化样浆料；将固化样浆料注入40mm×40mm×160mm三联试模内，振动60S，表面刮平，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在58℃，相对湿度85％的环境中静置养护7d、14d、21d、28d。
试样测试：对生土固化样试块进行抗压强度测试，养护7d、14d、21d、28d四个龄期的抗压强度分别为46.42MPa、47.18MPa、49.23MPa、52.15MPa，对养护28d的试块浸水7d的抗压强度为39.12MPa，计算得抗压软化系数为0.75。
对比例2
一种氯氧镁基生土固化剂，按重量计，该生土固化剂质量比为：轻烧氧化镁粉：氯化镁溶液(密度为1.15g/cm3)：聚乙烯醇纤维：柠檬酸及磷酸二氢钠(重量比为1：1)：硫酸亚铁＝100：79.5：0.6：1.3：1.3。
浆料制备过程：按上述比例配料，将氯化镁溶液注入搅拌机内，加入聚乙烯醇纤维(增韧纤维)和磷酸二氢钠及柠檬酸(增强助剂)，搅拌3min，再加入轻烧氧化镁粉，搅拌3min，最后加入硫酸亚铁(耐水助剂)，搅拌3min，即可得到氯氧镁基生土固化剂。
生土固化：按质量计，取60g生土材料以及183g上述氯氧镁基生土固化剂，加入搅拌机混合搅拌4min，得到生土固化剂固化样浆料，再将固化样料浆注入40mm×40mm×160mm三联试模内，振动60S，刮平试模表面，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在48℃，相对湿度70％的环境中静置养护1d、14d、21d。
试块测试：对生土固化剂固化样试块进行抗压强度测试，其1d、7d、21d三个龄期的抗压强度分别为25.42MPa、34.65MPa、39.34MPa，对养护21d的试块浸水14d，再次测试其抗压强度为27.88MPa，计算其抗压软化系数为0.71。
对比例3
一种氯氧镁基生土固化剂，按重量计，该氯氧镁基生土固化剂质量比为：轻烧氧化镁粉：氯化镁溶液(密度为1.15g/cm3)：聚乙烯醇纤维：柠檬酸及磷酸二氢钠(质量比为1：1)：硫酸亚铁(耐水助剂)＝100：94：0.7：2.0：2.0。
生土固化剂制备过程：按上述比例备料，将氯化镁溶液注入搅拌机内，加入聚乙烯醇纤维(增韧纤维)和柠檬酸及磷酸二氢钠(增强助剂)，搅拌3min，最后加入硫酸亚铁(耐水助剂)，搅拌3min，即可得到氯氧镁基生土固化剂。
生土固化：按重量份数计，取生土90份，加入198份上述氯氧镁基生土固化剂，在搅拌机内搅拌4min，得到生土固化样料浆，将料浆注入40mm×40m×160mm三联试模内，振动60S，刮平试模表面，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在38℃，相对湿度70％的环境中静置养护7d、14d、21d。
生土固化剂固化样浆料试块测试，对氯氧镁基生土固化剂固化样试块进行测试，其7d、14d、21d三个龄期的抗压强度分别为23.80MPa、28.22MPa、30.55MPa，对养护21d的试块浸水21d，其抗压强度为23.18MPa，计算得到其抗压软化系数为0.76。
对比例4
一种氯氧镁基生土固化剂，按重量计，该氯氧镁基生土固化剂其质量比为：轻烧氧化镁粉：氯化镁溶液(密度为1.15g/cm3)：聚乙烯醇纤维(增韧纤维)：柠檬酸及磷酸二氢钠(其质量比为1：1)，：硫酸亚铁＝100：1.06：0.80：1.80：1.80。
生土固化剂制备过程：按上述比例备料，将氯化镁溶液注入搅拌机内，再加入聚乙烯醇纤维(增韧纤维)和柠檬酸及磷酸二氢钠(增强助剂)，搅拌3min，再加入轻烧氧化镁粉，搅拌3nin，最后加入硫酸亚铁(耐水剂)，搅拌3min，即得到氯氧镁生土固化剂。
生土固化：按重量计，取生土120g，上述氯氧镁基生土固化剂210g倒入搅拌机内，搅拌6min，得到氯氧镁基生土固化剂固化样浆料，将固化样浆料注入40mm×40mm×160mm三联试模内，振动60S，刮平试模表面，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在30℃，相对湿度60％的环境中静置养护7d、14d、21d、28d。
固化样试块强度测试：对氯氧镁基生土固化剂固化样浆料试块进行抗压强度测试，其养护7d、14d、21d、28d的抗压强度分别为：20.42MPa、22.18MPa、24.52MPa、和25.19MPa，将其养护28d的试块浸水28d，再进行抗压强度测试，其抗压强度为21.22MPa，计算其抗压软化系数为0.84。
对比例5
一种氯氧镁基生土固化剂，按重量计，该氯氧镁基生土固化剂包括：轻烧氧化镁粉：氯化镁溶液(密度为1.15g/cm3)：聚乙烯醇纤维：柠檬酸加磷酸(重量比为1：1)：硫酸亚铁＝100：100.8：1.0：2.0：2.0。
生土固化剂制备过程：按上述比例备料，将氯化镁溶液注入搅拌机内，加入轻烧氧化镁粉和柠檬酸及磷酸(增强助剂)，搅拌3min，再加入聚乙烯醇纤维(增韧抗裂)和硫酸亚铁(耐水助剂)，搅拌6min，得到氯氧镁基生土固化剂。
生土固化：按重量计，取生土150g及215g上述氯氧镁基生土固化剂于搅拌机内，搅拌6min，得到氯氧镁基生土固化剂固化生土样浆料，再将氯氧镁基生土固化样浆料注入40mm×40mm×160mm三联试模内，振动60S，刮平试模表面，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在45℃，相对湿度67％的环境中静置养护7d、14d、21d、28d。
固化样浆料试块测试：将生土固化样浆料试块进行抗压强度测试，其养护7d、14d、21d、28d龄期的抗压强度分别为18.29MPa、20.05MPa、22.29MPa和23.34MPa，对养护28d试块的试块浸水28d，再进行抗压强度测试，其结果为19.22MPa，计算其抗压软化系数为0.82。
对比例6
一种氯氧镁基生土固化剂，按重量计，该生土固化剂包括轻烧氧化镁粉，氯化镁溶液(密度为1.15g/cm3)，聚丙烯纤维，柠檬酸及磷酸二氢钠(重量比为1：1)，丙烯酸乳液等材料，其比例依次为120:158：0.85：1.8：1.3。
生土固化剂制备过程:按上述比例配料，将氯化镁溶液注入搅拌机内，加入聚丙烯纤维(增强抗裂)和柠檬酸及磷酸二氢钠(增强助剂)，搅拌2min，再加入轻烧氧化镁粉，搅拌3min，最后加入丙烯酸乳液(耐水助剂)，搅拌2min，制得氯氧镁基生土固化剂。
生土固化：按重量计，取生土130g及上述生土固化剂282g于搅拌机内，搅拌6min，得到生土固化样浆料，将生土固化样浆料注入40mm×40mm×160mm三联试模内，振动60S，刮平试模表面，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在38℃，相对湿度63％的环境中静置养护7d、14d、21d、28d。
试块测试：对氯氧镁基生土固化剂固化样浆料试块进行抗压强度测试，其养护7d、14d、21d、28d的抗压强度分别为18.50MPa、20.77MPa、23.96MPa和24.64MPa，对养护28d的试块浸水28d，再进行抗压强度测试，其抗压强度为20.00MPa，计算得到浸水28d的抗压软化系数为0.81。
对比例7
一种氯氧镁基生土固化剂，按重量计，该氯氧镁基生土固化剂包括：轻烧氧化镁粉，氯化镁溶液(密度为1.15g/cm 3)，玄武岩纤维，柠檬酸钠及磷酸二氢钾(重量比为1：1)，聚丙烯酰胺等材料，其比例依次为：120：250：1.5：1.65：1.35。
生土固化剂制备过程：按上述比例配料，将氯化镁溶液注入搅拌机内，加入玄武岩纤维和柠檬酸钠及磷酸二氢钾(增强助剂)，搅拌2min，再加入轻烧氧化镁粉和聚丙烯酰胺(耐水助剂)，搅拌4min，即得到氯氧镁基生土固化剂。
生土固化：按重量计，取150g生土及274g上述氯氧镁基生土固化剂于搅拌机内，搅拌5min，得到氯氧镁基生土固剂生土固化样浆料，将固化样浆料注入40mm×40mm×160mm三联试模内，振动60S，刮平试模表面，覆盖塑料薄膜保潮，温度控制在35℃，相对湿度80％的环境中静置养护7d、14d、21d、50d。
氯氧镁基生土固化剂固化样试块测试：对氯氧镁基生土固化剂固化样试块进行抗压强度测试，其养护7d、14d、21d、50d的抗压强度分别为12.67MPa、15.29MPa、15.87MPa、19.96MPa，对养护50d的试块浸水50d，其抗压强度为13.50MPa，计算试块浸水50d的抗压软化系数为0.676。
实施例1与对比例1，实施例2与对比例2，实施例3与对比例3，实施例4与对比例4，实施例5与对比例5，实施例6与对比例6，实施例7与对比例7相比，实施例的抗压强度、抗压软化系数等指标都高于对比例。说明本发明氯氧镁基土壤固化剂对原材料及原材料配比的改进，利用不同对比例的固化原理，制备的土壤固化剂再制备得到新型建筑材料，其耐水性好，强度高，耐高、低温，抗腐蚀，性能稳定。
本发明公开了一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，包括以下质量份数的原料：轻烧氧化镁粉100-150份，氯化镁溶液50-260份，增韧纤维0.1-1.0份，增强抗水剂0.3-1.0份，抗返卤剂0.3-0.7份。所述的增强抗水剂为六偏硫酸钠，所述的抗返卤剂为氯偏乳液。本发明还公开了氯氧镁基土壤固化剂在利用建筑垃圾制备新型建筑材料中的应用。本发明利用MgO、MgCI2、H2O、增强抗水剂四元体系的固结胶凝作用，达到本发明利废、固废的目的。使本发明的土壤固化剂制备的新型建筑材料强度高，耐水性好，耐高、低温，抗腐蚀，性能稳定。从而解决了现有技术存在的强度低，耐水性差，不环保等问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，包括轻烧氧化镁粉100-150份，氯化镁溶液50-260份，增韧纤维0.1-1.0份，增强抗水剂0.3-1.0份，抗返卤剂0.3-0.7份，其特征在于：所述的增强抗水剂为六偏磷酸钠；所述的抗返卤剂为氯偏乳液。
2.根据权利要求1所述的一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，其特征在于：所述的轻烧氧化镁粉的活性氧化镁含量大于50％。
3.根据权利要求1所述的一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，其特征在于：所述的氯化镁溶液为制盐副产品，其密度为1.18g/cm3-1.30g/cm3。
4.根据权利要求1所述的一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，其特征在于：所述的增强增韧纤维选自聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，其特征在于：所述的增韧纤维长度为0.3mm-22mm。
6.根据权利要求1-5所述的一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，其特征在于：所述的氯氧镁基土壤固化剂的制备方法，制备方法如下：
按质量份数称取原料，先将氯化镁溶液、增韧纤维、抗水增强剂于搅拌机搅拌混合，再依次加入轻烧氧化镁粉和抗返卤剂进行搅拌，搅拌完成，得到氯氧镁基土壤固化剂。
7.根据权利要求1-5所述的一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，其特征在于：所述的氯氧镁基土壤固化剂，在利用含有土壤的建筑垃圾制备新型建筑材料中的应用，将含有土壤的建筑垃圾与权利要求1-5任何一项所述的氯氧镁基土壤固化剂混合得到固化浆料，将固化浆料注入模具内，振动后静置养护，得到新型建筑材料。
8.根据权利要求7所述的一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，其特征在于：所述的氯氧镁基土壤固化剂中氯化镁溶液的添加量与含有土壤的建筑垃圾的重量比为0.6-2.6：1。
9.根据权利要求7所述的一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，其特征在于：所述的养护温度为35-65℃，相对湿度为55％-95％。
10.根据权利要求7所述的一种氯氧镁基土壤固化剂及其应用，其特征在于：所述的振动时间为45S-60S。
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