一种石粉材料固化剂及其制备方法【技术领域】[0001 ] 本发明涉及砂石粉粒材料【技术领域】，尤其是涉及一种砂石粉粒改良材料中的石粉材料固化剂及其制备方法。[0002]石粉是通称，石头的粉末，石头的种类很多，根据矿物成分划分有很多品种，并不一定是碳酸钙。碳酸钙是石灰石，只是石粉中的一种，石粉中还有滑石粉，用作制作腻子。还有石英粉，用作制作玻璃。还有很多矿物成分的岩石，都可以磨成粉末，用作不同的工艺及用途。石粉用途广泛，用其制造的产品在我们的生活中无处不见，例如:塑料、钙片、化妆品、衣服、牙膏等等。石粉也是一种重要的建筑改良材料。[0003]目前石粉材料主要用于作为填充材料，因石粉本身为散状粉体材料，结合性能差，而无法直接通过固化成为一种高性能环保性的基础建筑用材料，对此还没有有效的方案来解决上述问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种石粉材料固化剂，包括:粉煤灰、水泥、矿粉、石灰、石膏和激发剂，其重量百分比为:粉煤灰25%~55% ;水泥10%~30% ;矿粉10%~25% ;石灰5%~20% ;石膏1%~5% ;激发剂0.3%~1%。[0006]优选的，所述石灰中:Ca0.MgO的重量百分比≤70%，细度0.125mm ≤ 15%。[0007]更加优选的，所述粉煤灰中:边长0.045mm方孔筛的筛上余量≤45%,烧失量(15%。
[0008]更加优选的，所述激发剂为:碱类激发剂中的一种或两种以上的混合物，或者硅酸盐类激发剂中的一种或两种以上的混合物，或者碱类激发剂中的一种或两种以上与硅酸盐类激发剂中的一种或两种以上的混合物。
[0009]更加优选的，所述激发剂为:氢氧化钾、氢氧化钠、硅酸钠或硅酸钾中的一种或两种以上的混合物。
[0010]更加优选的，一种石粉材料固化剂的制备方法，包括:将上述配比的所述石粉材料固化剂的各组分充分混合均匀，向每立方米石粉中掺和80千克~150千克混合后的所述石粉材料固化剂并搅拌均匀。
[0011]更加优选的，一种石粉材料固化剂的制备方法，所述石粉材料固化剂与所述石粉混合后的含水率范围为7%~30%。
[0012]本发明固化剂中各组分的作用是:
[0013]本发明中粉煤灰是一种燃煤过程中产生的粉尘，其中含有大量的活性硅、铝等物质，当粉煤灰遇到石灰时，会发生火山灰反映，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶结物。
[0014]从不同种类石粉材料的成分和粒径来看，固化剂中胶凝反应的是主要反应，胶凝物质与掺加的水分发生强烈的水解和水化反应，同时在不断搅拌过程中使石粉颗粒相互胶结形成一个良好的刚性整体。同时石粉材料本身又含有许多活性成分，这些活性成分可参与到整个胶结固化反应当中，为石粉更好的固化起到了重要的作用。
[0015]本发明不但能对颗粒较大，较难胶结的花岗岩石粉材料进行固化，固化效果较好；而且，对石灰石石粉材料和花岗岩石粉材料混合后进行固化，其固化效果更佳。作为固化材料的选择，更好的控制了固化剂成本。
[0016]本发明与现有技术相比，具有如下有益效果:
[0017]本发明提供了一种石粉材料固化剂及其制备方法，本发明能够有效地固结各种石粉材料，以符合工程建设中对建设材料的要求；本发明提高了对石粉材料的利用效率，固化材料性能优越，固化效果好，减少了固化作业的费用，节约了资源，从而降低了工程建设的成本。[0018]本发明适用于包括石灰石石粉、花岗岩石粉、玄武岩石粉在内的各种石粉的固化改良，同时也适用于各种石粉混合料的固化改良，其中以细度在0.08_~5_范围内石粉固化利用效果尤佳。

[0019]为了更好的理解本发明所解决的技术问题、所提供的技术方案，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明的实施，但并不用于限定本发明。
[0020]以下实施例所涉及的石粉均为级配石粉，实施例1-9中所涉及的细度限制均表示该实施例中所采用的固化剂中80%重量分数的石粉的细度。
[0021]在优选的实施例中，一种石粉材料固化剂，包括:粉煤灰、水泥、矿粉、石灰、石膏和激发剂，其重量百分比为:粉煤灰25%~55% ;水泥10%~30% ;矿粉10%~25% ;石灰5%~20% ;石膏1%~5% ;激发剂0.3%~1%。
[0022]在更加优选的实施例中，所述石灰中:Ca0.MgO的重量百分≥70%,细度
0.125mm《15%。
[0023]在更加优选的实施例中，所述粉煤灰中:边长0.045mm方孔筛的筛上余量< 45%,烧失量≤15%。
[0024]在更加优选的实施例中，所述激发剂为:碱类激发剂中的一种或两种以上的混合物，或者硅酸盐类激发剂中的一种或两种以上的混合物，或者碱类激发剂中的一种或两种以上与硅酸盐类激发剂中的一种或两种以上的混合物。
[0025]在更加优选的实施例中，所述激发剂为氢氧化钾、氢氧化钠、硅酸钠或硅酸钾中的一种或两种以上的混合物。
[0026]在更加优选的实施例中，一种石粉材料固化剂的制备方法，包括:将上述配比的所述石粉材料固化剂的各组分充分混合均匀，向每立方米石粉中掺和80千克~150千克混合后的所述石粉材料固化剂并搅拌均匀。
[0027]在更加优选的实施例中，一种石粉材料固化剂的制备方法，所述石粉材料固化剂与所述石粉混合后的含水率范围为7%~30%。
[0028]具体实施例:
[0029]以下实施例中各种石粉的细度均在0.08_~5_范围内，激发剂为碱类激发剂或者硅酸盐类激发剂的一种或者几种的混合物，而不限于其中一种或者几种的应用，包括氢氧化钾、氢氧化钠、硅酸钠、硅酸钾中的一种或者几种的混合物。
[0030]实施例1:
[0031]本实施例中各组分的重量百分比为粉煤灰40% ;水泥15% ;矿粉20% ;石灰20% ;石膏4% ;激发剂硅酸钠1%。将上述配比的石粉材料固化剂的各组分充分混合均匀，向每立方米石粉中掺和134千克混合后的石粉材料固化剂并搅拌均匀；所述石粉材料固化剂与所述石粉混合后的含水率控制在15%±1%。本实施案例所涉及的石粉为石灰石石粉，细度均在
0.08mm~1.5mm范围内，并且粒径分布较为均匀。石粉固化后，在龄期7d无侧限抗压强度达2.4IMPa, 14d无侧限抗压强度达2.95MPa，28d无侧限抗压强度为3.38MPa，同时石粉固化产品的干湿循环性能基本趋向稳定。
[0032]实施例2:
[0033]本实施例中各组分的重量百分比为粉煤灰35% ;水泥20% ;矿粉23.7% ;石灰18% ；石膏3% ;激发剂氢氧化钠0.3%。将上述配比的石粉材料固化剂的各组分充分混合均匀，向每立方米石粉中掺和143千克混合后的石粉材料固化剂并搅拌均匀；所述石粉材料固化剂与所述石粉混合后的含水率控制在11%土 1%。本实施案例所涉及的石粉为石灰石石粉，细度均在1.5_~2_范围内，并且粒径分布较为均匀。石粉固化后，在龄期7d无侧限抗压强度达2.65MPa，14d无侧限抗压强度达3.21MPa，28d无侧限抗压强度为3.63MPa，同时石粉固化产品的干湿循环性能基本趋向稳定。
[0034]实施例3:
[0035]本实施例中各组分的重量百分比为粉煤灰50% ;水泥28% ;矿粉14% ;石灰6% ;石膏
1.5% ;激发剂氢氧化钾0.5%。将上述配比的石粉材料固化剂的各组分充分混合均匀，向每立方米石粉中掺和116千克混合后的石粉材料固化剂并搅拌均匀；所述石粉材料固化剂与所述石粉混合后的含水率控制在12%土 1%。本实施案例所涉及的石粉为花岗岩石粉，细度均在2_~2.5mm范围内，并且粒径分布较为均匀。石粉固化后，在龄期7d无侧限抗压强度达1.79MPa，14d无侧限抗压强度达2.55MPa，28d无侧限抗压强度为3.02MPa,同时石粉固化产品的干湿循环性能基本趋向稳定。
[0036]实施例4:
[0037]本实施例中各组分的重量百分比为粉煤灰45% ;水泥15% ;矿粉21% ;石灰15% ;石膏3.2% ;激发剂0.8%。激发剂为氢氧化钾与硅酸钾的质量比1:5的混合物，将上述配比的石粉材料固化剂的各组分充分混合均匀，向每立方米石粉中掺和89千克混合后的石粉材料固化剂并搅拌均匀；所述石粉材料固化剂与所述石粉混合后的含水率控制在9%±1%。本实施案例所涉及的石粉为玄武岩石粉，细度均在2.5_~3_范围内，并且粒径分布较为均匀。石粉固化后，在龄期7d无侧限抗压强度达1.02MPa, 14d无侧限抗压强度达1.36MPa，28d无侧限抗压强度为1.88MPa，同时石粉固化产品的干湿循环性能基本趋向稳定。
[0038]实施例5:
[0039]本实施例中各组分的重量百分比为粉煤灰55% ;水泥20% ;矿粉10% ;石灰13% ;石膏1%;激发剂硅酸钾1%。将上述配比的石粉材料固化剂的各组分充分混合均匀，向每立方米石粉中掺和98千克混合后的石粉材料固化剂并搅拌均匀；所述石粉材料固化剂与所述石粉混合后的含水率控制在21%土 1%。本实施案例所涉及的石粉为玄武岩石粉，细度均在3mm~3.7mm范围内，并且粒径分布较为均匀。石粉固化后，在龄期7d无侧限抗压强度达1.46MPa，14d无侧限抗压强度达1.98MPa，28d无侧限抗压强度为2.43MPa，同时石粉固化产品的干湿循环性能基本趋向稳定。
[0040]实施例6:
[0041]本实施例中各组分的重量百分比为粉煤灰25% ;水泥30% ;矿粉22.7% ;石灰19% ；石膏3% ;激发剂氢氧化钾0.3%。将上述配比的石粉材料固化剂的各组分充分混合均匀，向每立方米石粉中掺和125千克混合后的石粉材料固化剂并搅拌均匀；所述石粉材料固化剂与所述石粉混合后的含水率控制在18%土 1%。本实施案例所涉及的石粉为花岗岩石粉，细度均在3.7mm~4.5mm范围内，并且粒径分布较为均匀。石粉固化后，在龄期7d无侧限抗压强度达1.82MPa, 14d无侧限抗压强度达2.36MPa，28d无侧限抗压强度为3.18MPa，同时石粉固化产品的干湿循环性能基本趋向稳定。
[0042]实施例7:
[0043]本实施例中各组分的重量百分比为粉煤灰54% ;水泥10% ;矿粉25% ;石灰5% ;石膏5% ;激发剂烧碱1%。将上述配比的石粉材料固化剂的各组分充分混合均匀，向每立方米石粉中掺和107千克混合后的石粉材料固化剂并搅拌均匀；所述石粉材料固化剂与所述石粉混合后的含水率控制在24%±1%。本实施案例所涉及的石粉为石灰石石粉，细度均在
4.5mm~5mm范围内，并且粒径分布较为均匀。石粉固化后，在龄期7d无侧限抗压强度达
1.52MPa，14d无侧限抗压强度达1.96MPa，28d无侧限抗压强度为2.38MPa，同时石粉固化产品的干湿循环性能基本趋向稳定。
[0044]实施例8:
[0045]本实施例中各组分的重量百分比为粉煤灰34% ;水泥26% ;矿粉17% ;石灰19% ;石膏3.5% ;激发剂0.5%。激发剂为氢氧化钾与硅酸钾的质量比1:5的混合物，将上述配比的石粉材料固化剂的各组分充分混合均匀，向每立方米石粉中掺和80千克混合后的石粉材料固化剂并搅拌均匀；所述石粉材料固化剂与所述石粉混合后的含水率控制在7%。本实施案例所涉及的石粉为玄武岩石粉，细度均在2.5mm~3_范围内，并且粒径分布较为均匀。石粉固化后，在龄期7d无侧限抗压强度达1.13MPa，14d无侧限抗压强度达1.40MPa，28d无侧限抗压强度为1.94MPa，同时石粉固化产品的干湿循环性能基本趋向稳定。
[0046]实施例9:
[0047]本实施例中各组分的重量百分比为粉煤灰47% ;水泥28% ;矿粉17% ;石灰6% ;石膏1.2% ;激发剂硅酸钾0.8%。将上述配比的石粉材料固化剂的各组分充分混合均匀，向每立方米石粉中掺和150千克混合后的石粉材料固化剂并搅拌均匀；所述石粉材料固化剂与所述石粉混合后的含水率控制在30%。本实施案例所涉及的石粉为玄武岩石粉，细度均在3mm~3.7mm范围内 ，并且粒径分布较为均匀。石粉固化后，在龄期7d无侧限抗压强度达
1.27MPa，14d无侧限抗压强度达1.59MPa，28d无侧限抗压强度为2.16MPa，同时石粉固化产品的干湿循环性能基本趋向稳定。
[0048]本发明公开的固化剂在工程应用中固化剂的添加量越大，则对淤泥固化的效果越好，其产品淤泥固化土在强度方面的工程性能越好，在实施厚度15~20cm的情况下，其强度足以作为对工程建筑材料性能要求较高的基础性材料，例如路面封层材料或者临时路面材料。
[0049]以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的基本原理之内，所作的任何修改、组合及等同替换等，均包 含在本发明的保护范围之内。