【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及土木工程材料制備，具體涉及一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁及其制備方法。
技術介紹
1、鋼渣是煉鋼過程中產生的固體廢棄物，具有產量巨大、化學組成復雜等特點，其產生量約占粗鋼產量12%左右，而鋼渣的資源化利用率低于30%。
2、炭黑是一種重要的工業原料，主要由不完全燃燒的碳質材料制成，具有高表面積、高導電性、低的成本和優異的環境穩定性。炭黑主要從廢舊輪胎中通過裂解過程中分離出來，形成一種黑色粉末，具有廣泛的應用前景，其高值化利用有利于推動廢輪胎裂解行業健康發展與解決資源浪費和環境污染等問題。
3、本專利技術中將經過一定處理的炭黑加入水泥土，能夠為水泥土提供良好的導電性能。鋼渣的主要成分是鐵的氧化物，本身具有較好的耐磨性、耐久性、較高的活性以及金屬導電性，能夠為水泥土提供一定的導電性能和力學性能，提高其耐用性，同時可實現提升鋼渣的資源化利用率，助力“雙碳”目標的實現。因此，利用炭黑和鋼渣的特性制備復相導電水泥土，不僅提升水泥土的力學與導電性能，而且可以通過電阻率測試技術對水泥土進行無損檢測等；本專利技術將工業廢物摻入水泥土生成一種新的改性水泥土——基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，可以實現工業廢棄物的二次利用、加固軟土地基、提升水泥土攪拌樁的力學和電學性能。
技術實現思路
1、鑒于現有技術的狀況及存在的不足，本專利技術的目的是具體涉及一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁及其制備方法，將鋼渣與少量炭黑相結合可以增強水泥土的導電性能，并提升水泥土的力學性
2、本專利技術為實現上述目的，所采用的技術方案如下：
3、一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，制備原料包括：炭黑預處理液、改性多粒徑鋼渣粉、淤泥土、水泥；其中，炭黑預處理液中炭黑占淤泥土質量3~9wt%，改性多粒徑鋼渣粉、水泥分別占淤泥土質量的15~25wt%、10~30wt%。
4、進一步地，炭黑預處理液的制備包括：將炭黑、聚氧乙烯醚分散劑和水充分攪拌后，再經過超聲分散處理，超聲時間設置為1h，溫度為25℃，功率為80w，頻率為40khz。
5、進一步地，所述炭黑的粒徑為10~50nm，比表面積為254m2/g，電阻率1.7~2.1ω·cm，密度264kg/m3。
6、進一步地，所述聚氧乙烯醚分散劑的有效含量為50.5%，ph值為6.6，使用摻量為炭黑質量的5wt%。
7、進一步地，所述改性多粒徑鋼渣粉的制備包括：原料鋼渣需經過碳化處理，受控注入99.9?vol%?純度的co2氣體，碳化過程溫度500℃，碳化持續時間3h，碳化結束后，將鋼渣放置在105°c烘箱中烘干，通過球磨機對碳化后的鋼渣進行研磨處理，分別過80目、200目和325目篩，按1:2:1的質量比例配置成多粒徑鋼渣粉，然后將多粒徑鋼渣粉與酸處理液按1：5g/ml的固液比混合攪拌2h后，離心烘干得到改性多粒徑鋼渣粉。
8、進一步地，酸處理液為磷酸鎂和過硫酸鉀的混合溶液，磷酸鎂和過硫酸鉀的質量比為1：0.5-2，磷酸鎂純度為98%，過硫酸鉀的濃度為40g/l。
9、進一步地，所述淤泥土需烘箱烘干，然后通過研磨過5mm篩網，天然含水量在40%-70%，其sio2、al2o3、fe2o3含量分別為61.81%、23.70%、6.00%。
10、進一步地，所述水泥為p.o?42.5的普通硅酸鹽水泥sio2、al2o3、fe2o3和cao含量分別
11、為20.90%、4.76%、3.41%和65.41%。
12、一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁的制備方法，包括以下步驟：
13、步驟一：將水泥、改性多粒徑鋼渣粉、炭黑預處理液和適量水混合，經140r/min低速攪拌2min后再經285r/min高速攪拌3min，得到導電漿液；
14、步驟二：啟動深層攪拌機，下沉攪拌頭進行淤泥土攪拌，從設計標高開始上提，將步驟一中制備好的導電漿液加入到淤泥土中，進行二噴四攪的攪拌工序，得到所述基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁。
15、與現有技術相比，本專利技術的顯著優點在于：
16、本專利技術實現了對炭黑、鋼渣的規模化利用，解決了環境污染問題。基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁具有優良的力學性能和電學性能，且制備成本低廉，可以實現淤泥土地基加固、工業廢棄物的二次利用以及社會可持續發展，有效避免了資源的大量浪費和環境污染等問題。
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1.一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁的制備原料包括：炭黑預處理液、改性多粒徑鋼渣粉、淤泥土、水泥。
2.根據權利要求1所述的一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：炭黑預處理液中炭黑占淤泥土質量3~9?wt%，改性多粒徑鋼渣粉和水泥分別占淤泥土質量的15~25wt%和10~30wt%。
3.根據權利要求1所述的一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：炭黑預處理液的制備包括：將炭黑、聚氧乙烯醚分散劑和水充分攪拌后，再經過超聲分散處理，超聲時間設置為1h，溫度為25℃，功率為80W，頻率為40KHz。
4.根據權利要求3所述的一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：所用炭黑的粒徑為10~50nm，比表面積為254m2/g，電阻率1.7~2.1Ω·cm，密度264kg/m3。
5.根據權利要求3所述的一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：聚氧乙烯醚分散劑的有效含量為50.5%，pH值為6.6，使用量為炭黑質量的5wt%。
6.根據權利要求1所述的一
7.根據權利要求6所述的一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：酸處理液為磷酸鎂和過硫酸鉀的混合溶液，磷酸鎂和過硫酸鉀的質量比為1：0.5-2，過硫酸鉀的濃度為40g/L。
8.根據權利要求1所述的一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：所述淤泥土經烘干研磨處理后通過5mm篩網，天然含水量在40%-70%，SiO2、Al2O3和Fe2O3含量分別為61.81%、23.70%和6.00%。
9.根據權利要求1所述的一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：所述水泥為P.O?42.5的普通硅酸鹽水泥。
10.根據權利要求1-9任一項所述的一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁的制備原料包括：炭黑預處理液、改性多粒徑鋼渣粉、淤泥土、水泥。
2.根據權利要求1所述的一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：炭黑預處理液中炭黑占淤泥土質量3~9?wt%，改性多粒徑鋼渣粉和水泥分別占淤泥土質量的15~25wt%和10~30wt%。
3.根據權利要求1所述的一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：炭黑預處理液的制備包括：將炭黑、聚氧乙烯醚分散劑和水充分攪拌后，再經過超聲分散處理，超聲時間設置為1h，溫度為25℃，功率為80w，頻率為40khz。
4.根據權利要求3所述的一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：所用炭黑的粒徑為10~50nm，比表面積為254m2/g，電阻率1.7~2.1ω·cm，密度264kg/m3。
5.根據權利要求3所述的一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：聚氧乙烯醚分散劑的有效含量為50.5%，ph值為6.6，使用量為炭黑質量的5wt%。
6.根據權利要求1所述的一種基于工業廢物的導電水泥土攪拌樁，其特征在于：改性多粒徑鋼渣粉的制備...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姜紹飛，連錦康，陳澤宇，樂雪雅，潘錦，
申請(專利權)人：福州大學，
類型：發明
國別省市：
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