專利名稱：砂土固化劑及生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明的砂土固化劑及生產(chǎn)方法屬于非金屬復合材料領域。
背景技術：
新疆塔克拉瑪干沙漠是世界第二大流動沙漠，地下蘊藏著豐富的油氣資源，是我國石油開發(fā)的戰(zhàn)略接替區(qū)和“西氣東輸”的氣源地所在。為了勘探開發(fā)該地域，首先要解決修筑沙漠公路的問題。采用常規(guī)筑路技術，不僅筑路材料嚴重缺乏，而且運輸量巨大，投資費用高昂，建設速度慢，遠不能滿足油氣田開發(fā)建設的需要。目前筑路使用的其它砂土固化劑，摻比量大，早期強度低，沙漠公路的耐久性較差，很多固化工程已較早的出現(xiàn)了膨脹、開裂、隆起、沉降和強度損失等破壞現(xiàn)象，致使固化工程壽命大大縮短，公路養(yǎng)護費用也相應增加。在我國內(nèi)蒙、河北、陜西、寧夏、甘肅等地的沙漠地區(qū)也同樣存在修筑沙漠公路的技術難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種替代傳統(tǒng)外運天然砂礫石料的常規(guī)筑路技術，以達到固化工程耐久性好，綜合費用低的砂土固化劑及生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的①利用提高各種無機原料微粉的比表面積，提高其活性、加快反應速度、提高其凝膠性能，起到填充孔隙，增強顆粒之間粘結力的作用，以達到增強耐久之目的；②硅微粉28天強度的水泥等效系數(shù)為2～5倍。因此，摻入少量的硅微粉替代硫鋁酸鹽水泥，以達到摻比量少、運輸量少、高強、抗?jié)B的作用；③選擇硫鋁酸鹽水泥和石膏為膠凝材料，控制好Al2O3與SO3之間的比例達到最佳值，生成低溶解度，高結合力的針狀晶體鈣礬石，是固化工程早強、高強、不收縮開裂和抗腐蝕性好的關鍵；④利用廢鋰渣加工成微粉作為固化材料。鋰渣微粉含有稀有金屬元素鋰，鋰元素可以抑制堿硅酸反應。作為摻合料用于水泥混凝土時，其明顯的特點是低水化熱，二次水化反應，保水性好、和易性好。控制好一定比例可使固化工程的溫度收縮率小，后期強度不斷提高；⑤利用蒙皂石微粉作為添加劑，以達到保水性好、粘結強度高、微脹補縮，形成半剛性基層的關鍵；⑥將石膏微粉、硫鋁酸鹽水泥、硅微粉、鋰渣微粉和蒙皂石微粉五種原料經(jīng)原料精選、成分分析、微機計量、按重量百分比混合攪拌15分鐘即制得成品。
由于實行上述方案，本砂土固化劑可達到如下效果①7天無側限抗壓強度為7.65MPa，高于同類產(chǎn)品50％左右，使固化工程的耐久性提高一個檔次。
②干縮率僅為0.01％，小于同類產(chǎn)品的50％左右，沙漠公路不收縮開裂，抗腐蝕性好，開放交通同比快3天。
③當沙漠公路其基層厚度為200mm時，9天的回彈模量達524MPa，彎沉代表值為65。
④每修筑長1000m，寬10m，后0.15m的沙漠公路，與采用天然砂礫石料的傳統(tǒng)筑路技術相比，施工材料運輸量僅為其6.33％，固化劑使用量僅為他種固化劑的50％左右，筑路造價大大降低，每公里節(jié)省投資約10萬元。
具體實施例方式實施例1原料及重量百分比石膏微粉0.5～2％ 硫鋁酸鹽水泥0.5～4％ 硅微粉0.3～2％鋰渣微粉0.2～2％ 蒙皂石微粉0.1～1％生產(chǎn)方法將石膏微粉、硫鋁酸鹽水泥、硅微粉、鋰渣微粉和蒙皂石微粉五種原料經(jīng)原料精選、成分分析、微機計量、混合攪拌15分鐘即制得成品。
實施例2原料及重量百分比石膏微粉0.5～1.8％ 硫鋁酸鹽水泥1～4％ 硅微粉0.5～1.8％鋰渣微粉1～2％ 蒙皂石微粉0.5～1.5％生產(chǎn)方法同實施例1實施例1、2所述的原料中，石膏微粉比表面積≥500m2/kg，成分中SO3＞42％，CaO＞30％。硫鋁酸鹽水泥為525#標號。硅微粉為石英砂粉磨而成，其＜1μmm的顆粒應＞90％，成分中SiO2＞92％。鋰渣微粉比表面積≥500m2/kg，成分中SiO2＞47％，Al2O3＞17％，Li2O＞0.5％。蒙皂石微粉比表面積≥500m2/kg，成分中SiO2＞52％，Al2O3＞5％，MgO＞25％。
在沙漠地區(qū)修筑公路時，取砂土固化劑7％，利用就地的沙漠砂93％，現(xiàn)場加水8％攪拌均勻，然后壓實、養(yǎng)護即可。
權利要求
1.一種砂土固化劑及生產(chǎn)方法，其特征在于原料及重量百分比為石膏微粉 0.5～2％硫鋁酸鹽水泥 0.5～4％硅微粉 0.3～2％鋰渣微粉 0.2～2％蒙皂石微粉 0.1～1％
2.如權利要求1所述的砂土固化劑及生產(chǎn)方法，其特征在于原料及重量百分比為石膏微粉 0.5～1.8％ 硫鋁酸鹽水泥 1～4％ 硅微粉 0.5～1.8％鋰渣微粉 1～2％ 蒙皂石微粉 0.5～1.5％
3.如權利要求1、2所述的砂土固化劑及生產(chǎn)方法，其特征在于生產(chǎn)方法為將石膏微粉、硫鋁酸鹽水泥、硅微粉、鋰渣微粉和蒙皂石微粉五種原料經(jīng)原料精選、成分分析、微機計量、混合攪拌15分鐘即制得成品。
4.如權利要求1、2所述的一種砂土固化劑，其特征在于所述的五種原料中，石膏微粉比表面積≥500m2/kg，成分中SO3＞42％，CaO＞30％；硫鋁酸鹽水泥為525#標號；硅微粉為石英砂粉磨而成，其＜1μmm的顆粒應＞90％，成分中SiO2＞92％；鋰渣微粉比表面積≥500m2/kg，成分中SiO2＞47％，Al2O3＞17％，Li2O＞0.5％；蒙皂石微粉比表面積≥500m2/kg，成分中SiO2＞52％，Al2O3＞5％，MgO＞25％。
全文摘要
本發(fā)明的砂土固化劑及生產(chǎn)方法屬于非金屬復合材料領域。將石膏微粉、硫鋁酸鹽水泥、硅微粉、鋰渣微粉和蒙皂石微粉五種原料經(jīng)原料精選、成分分析、微機計量、按重量百分比混合攪拌15分鐘即制得成品。使用本砂土固化劑修筑的沙漠公路，7天無側限抗壓強度為7.65MPa，高于同類產(chǎn)品50％左右。干縮率僅為0.01％，小于同類產(chǎn)品50％左右。路面不收縮開裂，抗腐蝕性好，開放交通同比快3天。當公路基層厚度為200mm時，9天的回彈模量高達524MPa，彎沉代表值為65。與采用天然砂礫石料的傳統(tǒng)筑路技術相比，施工材料運輸量僅為其6.33％，固化劑使用量僅為他種固化劑的50％左右，筑路造價大大降低，每公里節(jié)省投資約10萬元。
文檔編號E02D3/00GK1721627SQ200410069259
公開日2006年1月18日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權日2004年7月16日
發(fā)明者王宇輝, 秦夢菊 申請人:王宇輝