一種石粉材料固化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及砂石粉粒材料【技術領域】，具體公開了一種石粉材料固化劑及其制備方法；包括：粉煤灰、水泥、礦粉、石灰、石膏和激發(fā)劑，其重量百分比為：粉煤灰25%～55%；水泥10%～30%；礦粉10%～25%；石灰5%～20%；石膏1%～5%；激發(fā)劑0.3%～1%；制備方法是將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和80千克～150千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；石粉材料固化劑與石粉混合后的含水率范圍為7%～30%。本發(fā)明能夠有效地固結各種石粉材料，以符合工程建設中對建設材料的要求，如強度要求較高的路面面層材料等，提高了對石粉材料的利用效率，節(jié)約資源的同時，降低了工程建設的成本。
【專利說明】一種石粉材料固化劑及其制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及砂石粉粒材料【技術領域】，尤其是涉及一種砂石粉粒改良材料中的石粉材料固化劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]石粉是通稱，石頭的粉末，石頭的種類很多，根據礦物成分劃分有很多品種，并不一定是碳酸鈣。碳酸鈣是石灰石，只是石粉中的一種，石粉中還有滑石粉，用作制作膩子。還有石英粉，用作制作玻璃。還有很多礦物成分的巖石，都可以磨成粉末，用作不同的工藝及用途。石粉用途廣泛，用其制造的產品在我們的生活中無處不見，例如:塑料、鈣片、化妝品、衣服、牙膏等等。石粉也是一種重要的建筑改良材料。
[0003]目前石粉材料主要用于作為填充材料，因石粉本身為散狀粉體材料，結合性能差，而無法直接通過固化成為一種高性能環(huán)保性的基礎建筑用材料，對此還沒有有效的方案來解決上述問題。

【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明所解決的技術問題是提供一種石粉材料固化劑及其制備方法，本發(fā)明能夠有效地固結各種石粉材料，以符合工程建設中對建設材料的要求，如強度要求較高的路面面層材料等，提高了對石粉材料的利用效率，節(jié)約資源的同時，降低了工程建設的成本。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種石粉材料固化劑，包括:粉煤灰、水泥、礦粉、石灰、石膏和激發(fā)劑，其重量百分比為:粉煤灰25%~55% ;水泥10%~30% ;礦粉10%~25% ;石灰5%~20% ;石膏1%~5% ;激發(fā)劑0.3%~1%。
[0006]優(yōu)選的，所述石灰中:Ca0.MgO的重量百分比≤70%，細度0.125mm ≤ 15%。
[0007]更加優(yōu)選的，所述粉煤灰中:邊長0.045mm方孔篩的篩上余量≤45%,燒失量(15%。
[0008]更加優(yōu)選的，所述激發(fā)劑為:堿類激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物，或者硅酸鹽類激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物，或者堿類激發(fā)劑中的一種或兩種以上與硅酸鹽類激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物。
[0009]更加優(yōu)選的，所述激發(fā)劑為:氫氧化鉀、氫氧化鈉、硅酸鈉或硅酸鉀中的一種或兩種以上的混合物。
[0010]更加優(yōu)選的，一種石粉材料固化劑的制備方法，包括:將上述配比的所述石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和80千克~150千克混合后的所述石粉材料固化劑并攪拌均勻。
[0011]更加優(yōu)選的，一種石粉材料固化劑的制備方法，所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率范圍為7%~30%。
[0012]本發(fā)明固化劑中各組分的作用是:
[0013]本發(fā)明中粉煤灰是一種燃煤過程中產生的粉塵，其中含有大量的活性硅、鋁等物質，當粉煤灰遇到石灰時，會發(fā)生火山灰反映，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等膠結物。
[0014]從不同種類石粉材料的成分和粒徑來看，固化劑中膠凝反應的是主要反應，膠凝物質與摻加的水分發(fā)生強烈的水解和水化反應，同時在不斷攪拌過程中使石粉顆粒相互膠結形成一個良好的剛性整體。同時石粉材料本身又含有許多活性成分，這些活性成分可參與到整個膠結固化反應當中，為石粉更好的固化起到了重要的作用。
[0015]本發(fā)明不但能對顆粒較大，較難膠結的花崗巖石粉材料進行固化，固化效果較好；而且，對石灰石石粉材料和花崗巖石粉材料混合后進行固化，其固化效果更佳。作為固化材料的選擇，更好的控制了固化劑成本。
[0016]本發(fā)明與現有技術相比，具有如下有益效果:
[0017]本發(fā)明提供了一種石粉材料固化劑及其制備方法，本發(fā)明能夠有效地固結各種石粉材料，以符合工程建設中對建設材料的要求；本發(fā)明提高了對石粉材料的利用效率，固化材料性能優(yōu)越，固化效果好，減少了固化作業(yè)的費用，節(jié)約了資源，從而降低了工程建設的成本。[0018]本發(fā)明適用于包括石灰石石粉、花崗巖石粉、玄武巖石粉在內的各種石粉的固化改良，同時也適用于各種石粉混合料的固化改良，其中以細度在0.08_~5_范圍內石粉固化利用效果尤佳。
【具體實施方式】
[0019]為了更好的理解本發(fā)明所解決的技術問題、所提供的技術方案，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明的實施，但并不用于限定本發(fā)明。
[0020]以下實施例所涉及的石粉均為級配石粉，實施例1-9中所涉及的細度限制均表示該實施例中所采用的固化劑中80%重量分數的石粉的細度。
[0021]在優(yōu)選的實施例中，一種石粉材料固化劑，包括:粉煤灰、水泥、礦粉、石灰、石膏和激發(fā)劑，其重量百分比為:粉煤灰25%~55% ;水泥10%~30% ;礦粉10%~25% ;石灰5%~20% ;石膏1%~5% ;激發(fā)劑0.3%~1%。
[0022]在更加優(yōu)選的實施例中，所述石灰中:Ca0.MgO的重量百分≥70%,細度
0.125mm《15%。
[0023]在更加優(yōu)選的實施例中，所述粉煤灰中:邊長0.045mm方孔篩的篩上余量< 45%,燒失量≤15%。
[0024]在更加優(yōu)選的實施例中，所述激發(fā)劑為:堿類激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物，或者硅酸鹽類激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物，或者堿類激發(fā)劑中的一種或兩種以上與硅酸鹽類激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物。
[0025]在更加優(yōu)選的實施例中，所述激發(fā)劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、硅酸鈉或硅酸鉀中的一種或兩種以上的混合物。
[0026]在更加優(yōu)選的實施例中，一種石粉材料固化劑的制備方法，包括:將上述配比的所述石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和80千克~150千克混合后的所述石粉材料固化劑并攪拌均勻。
[0027]在更加優(yōu)選的實施例中，一種石粉材料固化劑的制備方法，所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率范圍為7%~30%。
[0028]具體實施例:
[0029]以下實施例中各種石粉的細度均在0.08_~5_范圍內，激發(fā)劑為堿類激發(fā)劑或者硅酸鹽類激發(fā)劑的一種或者幾種的混合物，而不限于其中一種或者幾種的應用，包括氫氧化鉀、氫氧化鈉、硅酸鈉、硅酸鉀中的一種或者幾種的混合物。
[0030]實施例1:
[0031]本實施例中各組分的重量百分比為粉煤灰40% ;水泥15% ;礦粉20% ;石灰20% ;石膏4% ;激發(fā)劑硅酸鈉1%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和134千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在15%±1%。本實施案例所涉及的石粉為石灰石石粉，細度均在
0.08mm~1.5mm范圍內，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無側限抗壓強度達2.4IMPa, 14d無側限抗壓強度達2.95MPa，28d無側限抗壓強度為3.38MPa，同時石粉固化產品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0032]實施例2:
[0033]本實施例中各組分的重量百分比為粉煤灰35% ;水泥20% ;礦粉23.7% ;石灰18% ；石膏3% ;激發(fā)劑氫氧化鈉0.3%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和143千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在11%土 1%。本實施案例所涉及的石粉為石灰石石粉，細度均在1.5_~2_范圍內，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無側限抗壓強度達2.65MPa，14d無側限抗壓強度達3.21MPa，28d無側限抗壓強度為3.63MPa，同時石粉固化產品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0034]實施例3:
[0035]本實施例中各組分的重量百分比為粉煤灰50% ;水泥28% ;礦粉14% ;石灰6% ;石膏
1.5% ;激發(fā)劑氫氧化鉀0.5%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和116千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在12%土 1%。本實施案例所涉及的石粉為花崗巖石粉，細度均在2_~2.5mm范圍內，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無側限抗壓強度達1.79MPa，14d無側限抗壓強度達2.55MPa，28d無側限抗壓強度為3.02MPa,同時石粉固化產品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0036]實施例4:
[0037]本實施例中各組分的重量百分比為粉煤灰45% ;水泥15% ;礦粉21% ;石灰15% ;石膏3.2% ;激發(fā)劑0.8%。激發(fā)劑為氫氧化鉀與硅酸鉀的質量比1:5的混合物，將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和89千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在9%±1%。本實施案例所涉及的石粉為玄武巖石粉，細度均在2.5_~3_范圍內，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無側限抗壓強度達1.02MPa, 14d無側限抗壓強度達1.36MPa，28d無側限抗壓強度為1.88MPa，同時石粉固化產品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0038]實施例5:
[0039]本實施例中各組分的重量百分比為粉煤灰55% ;水泥20% ;礦粉10% ;石灰13% ;石膏1%;激發(fā)劑硅酸鉀1%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和98千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在21%土 1%。本實施案例所涉及的石粉為玄武巖石粉，細度均在3mm~3.7mm范圍內，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無側限抗壓強度達1.46MPa，14d無側限抗壓強度達1.98MPa，28d無側限抗壓強度為2.43MPa，同時石粉固化產品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0040]實施例6:
[0041]本實施例中各組分的重量百分比為粉煤灰25% ;水泥30% ;礦粉22.7% ;石灰19% ；石膏3% ;激發(fā)劑氫氧化鉀0.3%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和125千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在18%土 1%。本實施案例所涉及的石粉為花崗巖石粉，細度均在3.7mm~4.5mm范圍內，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無側限抗壓強度達1.82MPa, 14d無側限抗壓強度達2.36MPa，28d無側限抗壓強度為3.18MPa，同時石粉固化產品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0042]實施例7:
[0043]本實施例中各組分的重量百分比為粉煤灰54% ;水泥10% ;礦粉25% ;石灰5% ;石膏5% ;激發(fā)劑燒堿1%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和107千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在24%±1%。本實施案例所涉及的石粉為石灰石石粉，細度均在
4.5mm~5mm范圍內，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無側限抗壓強度達
1.52MPa，14d無側限抗壓強度達1.96MPa，28d無側限抗壓強度為2.38MPa，同時石粉固化產品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0044]實施例8:
[0045]本實施例中各組分的重量百分比為粉煤灰34% ;水泥26% ;礦粉17% ;石灰19% ;石膏3.5% ;激發(fā)劑0.5%。激發(fā)劑為氫氧化鉀與硅酸鉀的質量比1:5的混合物，將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和80千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在7%。本實施案例所涉及的石粉為玄武巖石粉，細度均在2.5mm~3_范圍內，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無側限抗壓強度達1.13MPa，14d無側限抗壓強度達1.40MPa，28d無側限抗壓強度為1.94MPa，同時石粉固化產品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0046]實施例9:
[0047]本實施例中各組分的重量百分比為粉煤灰47% ;水泥28% ;礦粉17% ;石灰6% ;石膏1.2% ;激發(fā)劑硅酸鉀0.8%。將上述配比的石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和150千克混合后的石粉材料固化劑并攪拌均勻；所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含水率控制在30%。本實施案例所涉及的石粉為玄武巖石粉，細度均在3mm~3.7mm范圍內 ，并且粒徑分布較為均勻。石粉固化后，在齡期7d無側限抗壓強度達
1.27MPa，14d無側限抗壓強度達1.59MPa，28d無側限抗壓強度為2.16MPa，同時石粉固化產品的干濕循環(huán)性能基本趨向穩(wěn)定。
[0048]本發(fā)明公開的固化劑在工程應用中固化劑的添加量越大，則對淤泥固化的效果越好，其產品淤泥固化土在強度方面的工程性能越好，在實施厚度15~20cm的情況下，其強度足以作為對工程建筑材料性能要求較高的基礎性材料，例如路面封層材料或者臨時路面材料。
[0049]以上通過具體的和優(yōu)選的實施例詳細的描述了本發(fā)明，但本領域技術人員應該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實施例，凡在本發(fā)明的基本原理之內，所作的任何修改、組合及等同替換等，均包 含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種石粉材料固化劑，其特征在于，包括:粉煤灰、水泥、礦粉、石灰、石膏和激發(fā)劑，其重量百分比為:粉煤灰25%~55% ;水泥10%~30% ;礦粉10%~25% ;石灰5%~20% ;石膏1%~5% ;激發(fā)劑0.3%~1%。
2.根據權利要求1所述的石粉材料固化劑，其特征在于，所述石灰中:CaO-MgO的重量百分比≤70%，細度0.125mm ( 15%。
3.根據權利要求1所述的石粉材料固化劑，其特征在于，所述粉煤灰中:邊長0.045mm方孔篩的篩上余量< 45%，燒失量< 15%。
4.根據權利要求1所述的石粉材料固化劑，其特征在于，所述激發(fā)劑為:堿類激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物，或者硅酸鹽類激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物，或者堿類激發(fā)劑中的一種或兩種以上與硅酸鹽類激發(fā)劑中的一種或兩種以上的混合物。
5.根據權利要求4所述的石粉材料固化劑，其特征在于，所述激發(fā)劑為:氫氧化鉀、氫氧化鈉、硅酸鈉或娃酸鉀中的一種或兩種以上的混合物。
6.根據權利要求1~5之一所述的石粉材料固化劑的制備方法，其特征在于，包括:將上述配比的所述石粉材料固化劑的各組分充分混合均勻，向每立方米石粉中摻和80千克~150千克混合后的所述石粉材料固化劑并攪拌均勻。
7.根據權利要求6所述的石粉材料固化劑的制備方法，其特征在于，所述石粉材料固化劑與所述石粉混合后的含 水率范圍為7%~30%。
【文檔編號】C04B7/26GK103880308SQ201410056858
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月19日 優(yōu)先權日:2014年2月19日
【發(fā)明者】鐘天雪, 汪瀟 申請人:江蘇坤澤科技股份有限公司