[發明專利]一種偏高嶺土復合物及其在制備路面修復材料中的應用

在審

• 申請號: 202011386911.4
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112573890A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 金漫彤;趙培森;王卓輝
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;C04B18/04;C04B111/72;C04B111/23
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;李世玉

本發明公開了一種偏高嶺土復合物及其在制備路面修復材料中的應用，所述復合物由如下重量配比的原料組成：偏高嶺土47～59份，制革污泥3～7份，硅酸鈉28～33份，氫氧化鈉10～14份。本發明通過偏高嶺土和制革污泥合成路面修補材料的1天抗壓強度高于20MPa，初凝時間60min左右，終凝時間100min左右。7天的抗壓強度強度接近50MPa。合成1天后制革污泥中總鉻的浸出濃度均低于8mg/L，7天后制革污泥中總鉻的浸出濃度在2mg/L左右，遠低于《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》的規定。

(一)技術領域

本發明涉及一種偏高嶺土復合物及其在制備路面修復材料中的應用。

(二)背景技術

混凝土路面由于長期受壓、磨損和腐蝕等原因而損壞，在進行局部路面修補時應盡量避免中斷交通，修補后能快速開放交通，因此早干快強是路面修補材料最重要的指標之一。對于修補的材料的要求主要有(1)早期強度高，凝結硬化快，后期性能穩定；(2)界面結合性能好；(3)收縮小；(4)施工和易性好；(5)具有良好的耐久性和耐磨性；(6)修補面的顏色與舊混凝土相一致六個方面。目前，水泥路面快速修補材料主要有有機類和無機類修補材料，常用的有機類修補材料有環氧樹脂類修補材料、聚氨酯類灌漿材料、烯類裂縫修補材料和橡膠瀝青嵌縫材料。無機類快速修補材料主要有快硬硅酸鹽水泥混凝土、硫鋁酸鹽水泥混凝土、磷鎂水泥混凝土、硅灰水泥混凝土和聚合物改性水泥砂漿及混凝土，這些修補材料所面臨的問題主要包括工藝復雜，修補后早期強度低、保養時間偏長、粘結性和耐久性較差等方面。在眾多修補材料中，由于早期強度高，后期強度穩定的特點，地質聚合物被寄予厚望。

地聚合物是一種環境友好型材料，并且具有早干快強，較高機械強度，優異的固化/穩定化性能以及良好的化學長期穩定性等特性，這些特性使其成為修補材料中頗具潛力的存在。相比普通硅酸鹽水泥合成需要生料在1400℃～1500℃左右的高溫下鍛燒，生產過程消耗大量能源，排放大量的污染物和二氧化碳；地質聚合物常常使用固體廢棄物在常溫下合成，二氧化碳排放量也減少80％。通常情況下，地質聚合物在20℃注模4h后的抗壓強度可以達到最終抗壓強度65％。

皮革在鞣制階段會大量使用三價鉻鹽，其中40％會排放入污水中，廢水中的三價鉻通常通過投加石灰和絮凝劑而沉淀分離，形成鉻含量極高的含鉻污泥，《國家危險廢物名錄》中明確指出這部分富含鉻的污泥為危險廢物(廢物代碼193-001-21)，禁止直接填埋。收集各個污水處理單元產生的污泥至污泥濃縮池，經板框壓濾后得到較干的制革污泥，根據國家《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB 5085.3-2007)的規定，該制革污泥是具有浸出毒性特征的危險廢物。

如果沒有行之有效的處理方式，制革污泥中的三價鉻會轉化成毒性較強的六價鉻，對周圍水體、地下水系和周圍土壤造成環境污染。同時，制革污泥中含有大量的油脂物質和蛋白質，在堆放過程中會產生大量的細菌、病毒和病原微生物。填埋法存在巨大安全隱患，焚燒法需要投入大量資本，焚燒過程中會引起重金屬的遷移。固化/穩定化技術可以作為一種預處理手段將制革污泥固化后進行填埋處理，也可以作為一種資源化處理手段將固化后的固化體進行資源化利用。本技術即是利用固化法將制革污泥制成早期強度高、抗腐蝕、養護方便的路面修補材料，實現了固體廢物的資源化利用。

(三)發明內容

本發明目的是提供一種偏高嶺土復合物及其在制備路面修復材料中的應用，早期強度高，后期性能優良，制備過程簡單、節能，不需要經歷煅燒，而且能夠很好地固化制革污泥中的污染物，可用于水泥混凝土路面修補。

本發明采用的技術方案是：

本發明提供一種偏高嶺土復合物，所述復合物由如下重量配比的原料組成：偏高嶺土47～59份，制革污泥3～7份，硅酸鈉28～33份，氫氧化鈉10～14份。

進一步，優選所述偏高嶺土復合物由如下重量配比的原料組成：偏高嶺土52～54份，制革污泥3～6份，硅酸鈉32～33份，氫氧化鈉10份。