本發明涉及建筑材料，尤其是一種紅層泥巖預拌流態固化土生產技術。

背景技術：

1、當前，固化土的施工方法主要采用原位拌合和機械夯實，但是原位拌合和機械夯實容易受到建筑場地的限制。在面臨基坑回填空間狹窄、地下綜合管廊體型復雜、施工面多個狹小獨立回填段的情況時，原位拌合便受到施工限制，壓實機械也無法使用，采用人工夯實的方式容易造成回填土密實度不足的問題。流態固化土是一種新型環保的回填材料，其將土、固化劑和水等按照配比進行拌合形成的一種大流動性、高密實度的建筑材料。

2、紅層泥巖是一種分布廣泛的特殊土質，具有高孔隙比、高液限、高塑性、低壓實度、失水易收縮等不良工程特性。特殊的工程特性導致在施工過程中極易引起路基塌陷、地面開裂、邊坡失穩等工程問題。因此需對紅層泥巖進行改良或者降低標準使用，預拌流態固化土的需求得到大幅提升。

3、但是，目前紅層泥巖的預拌流態固化土的施工及應用存在以下問題：

4、（1）紅層泥巖的預拌流態固化土流動性較差，施工過程中需要人工進行攤鋪、振搗。

5、（2）為實現較高的流動性，只能降低漿體濃度，導致固化土的凝結時間長，早期強度較低，施工工期長，往往需要至少24小時才可以進行下一步的施工操作。

6、（3）紅層泥巖中含有大量的蒙脫石等膨脹性黏土礦物，具有遇水易軟化、崩解、擴容膨脹、風化速度快等特點，作為預拌流態固化土時嚴重影響早期強度、流動性和且后期更易收縮開裂。而傳統的改良方法對紅層泥巖的預拌流態固化土的改良容易出現干縮開裂的現象。

7、因此，基于上述問題，本發明重點針對紅層泥巖易于軟化、崩解、擴容膨脹的難點，采用有機與無機相結合的方式制備固化劑，充分發揮各類材料相互之間的協同作用，制備干縮應變低，早強強度高的紅層泥巖預拌流態固化土。

技術實現思路

1、為實現在保證紅層泥巖預拌流態固化土流動性和早期強度滿足預拌流態固化土施工要求的前提下降低其干縮應變，本發明提供了一種紅層泥巖預拌流態固化土和固化劑及其制備方法。

2、本發明所采用的技術方案是：紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑的制備方法，生產原料配方包括如下質量份數比例的各組分：普通硅酸鹽水泥30份，硫鋁酸鹽水泥3～15份，堿渣粉3～15份，復合礦物摻和料18～90份，表面活性劑5～8份，高分子聚合物2～5份；所述復合礦物摻和料包括如下質量份數比例的各組分：鋰渣粉20份，鎂渣粉3～20份，高爐鎳鐵渣粉5～15份。

3、部分組分的說明：

4、本發明中所述“堿渣粉”為氨堿法制純堿蒸餾回收氨和鹽水精制過程產生的廢渣經粉碎所得。

5、本發明中所述“鋰渣粉”為鋰輝石礦石提鋰后產生的廢渣，經干燥、粉磨達到一定細度的粉體材料。

6、本發明中所述“鎂渣粉”為金屬鎂廠冶煉鎂排出的廢渣，經粉磨達到一定細度的粉體材料。

7、本發明中所述“高爐鎳鐵渣粉”為工業生產鎳鐵合金時排出的熔融物水淬急冷所得的渣，經粉磨達到一定細度的粉體材料。

8、作為本發明的進一步改進，所述鋰渣粉滿足：密度≥2.4g/cm3，比表面積≥400m2/kg，三氧化硫質量百分比含量≤8%，28d活性指數≥95%。

9、作為本發明的進一步改進，所述鎂渣粉滿足：氧化鎂質量百分比含量≤6%，28d活性指數≥70%。

10、作為本發明的進一步改進，所述高爐鎳鐵渣粉滿足：密度≥2.8g/cm3，比表面積≥400m2/kg，28d活性指數≥80%，sio2、al2o3和cao總的質量百分比含量≥70%。

11、作為本發明的進一步改進，所述堿渣粉滿足：氧化鈣質量百分比含量≥40%。更佳的，所述普通硅酸鹽水泥滿足：c3s質量分數≥50%，c3s與c2s總的質量百分比含量≥66%，3d抗壓強度≥26.0mpa，28d抗壓強度≥52.5mpa；所述硫鋁酸鹽水泥滿足：比表面積≥350?m2/kg，初凝時間≤25min，終凝時間≥180min，3d抗壓強度≥42.5mpa，28d抗壓強度≥45mpa。

12、容易理解的，表面活性劑可以從常用的表面活性劑中選擇，例如本發明提供了一種優選方案，所述表面活性劑選自木質素磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、月桂酰胺丙基氧化胺中的一種或任意幾種；所述高分子聚合物包括聚乙烯醇（pva）。更佳的，所述木質素磺酸鈉中，木質素質量百分比含量≥50%，ph（10%水溶液）為4.0～7.0；所述十二烷基苯磺酸鈉活性物含量70%±2%，表面張力≤35mn/m，含水量≤1%；上述月桂酰胺丙基氧化胺的表面張力≤35mn/m，ph（1%溶液）為6.0～8.0，泡沫高度≤20?mm；上述聚乙烯醇的純度＞95%，分子量為50000～200000，溶解性＞95%。

13、本發明還公開了一種紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑，其即是由本發明的紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑的制備方法所制得。

14、本發明還公開了一種紅層泥巖預拌流態固化土的制備方法，其特點是在制備過程中使用了本發明的紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑。

15、上述紅層泥巖預拌流態固化土的制備方法具體可以按照如下步驟實施：

16、s1、按照所述生產原料配方量取固化劑的各原料，各原料質量總和即為固化劑用量；

17、s2、將所述普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、堿渣粉和復合礦物摻和料預混合均勻，得到預混料；

18、s3、將所述表面活性劑加入攪拌裝置中加水攪拌至發泡，然后加入所述高分子聚合物攪拌均勻；

19、s4、將紅層泥巖過30～50mm篩后加入所述攪拌裝置中，攪拌均勻后加入所述預混料再次攪拌均勻即得；所述固化劑用量為所述紅層泥巖質量的5%～15%。

20、本發明的有益效果是：實現在保證紅層泥巖預拌流態固化土流動性和早期強度滿足預拌流態固化土施工要求的前提下降低其干縮應變，從而極大改善了紅層泥巖的工程應用性能；解決了在面臨基坑回填空間狹窄、地下綜合管廊體型復雜、施工面多個狹小獨立回填段的情況時，原位拌合易受到施工限制，壓實機械也無法使用，采用人工夯實的方式容易造成回填土密實度不足的問題。

技術特征：

1.紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑的制備方法，其特征在于，生產原料配方包括如下質量份數比例的各組分：普通硅酸鹽水泥30份，硫鋁酸鹽水泥3～15份，堿渣粉3～15份，復合礦物摻和料18～90份，表面活性劑5～8份，高分子聚合物2～5份；所述復合礦物摻和料包括如下質量份數比例的各組分：鋰渣粉20份，鎂渣粉3～20份，高爐鎳鐵渣粉5～15份。

2.根據權利要求1所述的紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑的制備方法，其特征在于，所述鋰渣粉滿足：密度≥2.4g/cm3，比表面積≥400m2/kg，三氧化硫質量百分比含量≤8%，28d活性指數≥95%。

3.根據權利要求1所述的紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑的制備方法，其特征在于，所述鎂渣粉滿足：氧化鎂質量百分比含量≤6%，28d活性指數≥70%。

4.根據權利要求1所述的紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑的制備方法，其特征在于，所述高爐鎳鐵渣粉滿足：密度≥2.8g/cm3，比表面積≥400m2/kg，28d活性指數≥80%，sio2、al2o3和cao總的質量百分比含量≥70%。

5.根據權利要求1～4中任一所述的紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑的制備方法，其特征在于，所述堿渣粉滿足：氧化鈣質量百分比含量≥40%。

6.根據權利要求5所述的紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑的制備方法，其特征在于，所述普通硅酸鹽水泥滿足：c3s質量分數≥50%，c3s與c2s總的質量百分比含量≥66%，3d抗壓強度≥26.0mpa，28d抗壓強度≥52.5mpa；所述硫鋁酸鹽水泥滿足：比表面積≥350?m2/kg，初凝時間≤25min，終凝時間≥180min，3d抗壓強度≥42.5mpa，28d抗壓強度≥45mpa。

7.根據權利要求1～4中任一所述的紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑的制備方法，其特征在于：所述表面活性劑選自木質素磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、月桂酰胺丙基氧化胺中的一種或任意幾種；所述高分子聚合物包括聚乙烯醇。

8.由權利要求1～7中任一權利要求所述的紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑的制備方法制得的紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑。

9.紅層泥巖預拌流態固化土的制備方法，其特征在于：包括在制備過程中使用權利要求8所述的紅層泥巖預拌流態固化土專用固化劑的步驟。

10.根據權利要求9所述的紅層泥巖預拌流態固化土的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術總結
本發明涉及建筑材料技術領域，具體公開了一種紅層泥巖預拌流態固化土和固化劑及其制備方法，其中固化劑生產原料配方包括如下質量份數比例的各組分：普通硅酸鹽水泥30份，硫鋁酸鹽水泥3～15份，堿渣粉3～15份，復合礦物摻和料18～90份，表面活性劑5～8份，高分子聚合物2～5份；所述復合礦物摻和料包括如下質量份數比例的各組分：鋰渣粉20份，鎂渣粉3～20份，高爐鎳鐵渣粉5～15份。其優點是：實現在保證紅層泥巖預拌流態固化土流動性和早期強度滿足預拌流態固化土施工要求的前提下降低其干縮應變，極大改善了紅層泥巖的工程應用性能。

技術研發人員：劉洋,孫吉林,杜玉會,徐創霞,張林濤,馮全祥
受保護的技術使用者：四川省建筑科學研究院有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28