[发明专利]一种废旧陶瓷膨胀土改良剂及其使用方法

说明书

本发明涉及一种废旧陶瓷膨胀土改良剂，所述废旧陶瓷膨胀土改良剂包括：(a)废旧陶瓷；(b)硅酸钠；以及(c)磁性离子液体。本发明还涉及一种使用上述废旧陶瓷膨胀土改良剂来改良膨胀土的方法。本发明的有益效果在于：(1)通过废旧陶瓷的填充作用、硅酸钠的粘结作用以及磁性离子液体与膨胀土之间的离子交换作用，实现永久且显著地降低膨胀土的膨胀率，提高膨胀土的抗剪切强度；以及(2)制备和施工方法简单，所用原料来自回收材料。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域。具体来说，本发明涉及一种废旧陶瓷膨胀土改良剂，以及使用废旧陶瓷膨胀土改良剂来改良膨胀土的方法。

背景技术

膨胀土是一种具有较多裂隙和较大胀缩性质的地质体。膨胀土粘土成分主要由强亲水性矿物蒙脱土与伊利石组成，它们吸水时膨胀，失水时收缩，使得膨胀土发生反复变形。膨胀土的这些性质对工程建筑物等有严重的破坏作用，因此需要改良膨胀土来降低膨胀土的膨胀性。

工业废旧陶瓷主要成分包括氧化铝和氧化硅。在现有报道中，可将废旧陶瓷用于制备陶瓷密封圈和耐磨材料等。但据发明人所知，尚未有报道将废旧陶瓷用于改良膨胀土。

为此，本领域仍然需要开发一种基于废旧陶瓷的膨胀土改良剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废旧陶瓷膨胀土改良剂。所述废旧陶瓷膨胀土改良剂可包括废旧陶瓷、硅酸钠和磁性离子液体。废旧陶瓷可填充膨胀土晶层之间的空隙，且废旧陶瓷中的某些组分甚至能与膨胀土发生离子交换，由此降低膨胀土的膨胀率、提高膨胀土的抗剪切强度。硅酸钠可在吸水后形成凝胶来粘结膨胀土颗粒和废旧陶瓷颗粒。磁性离子液体则可与膨胀土发生离子交换，永久改变膨胀土的晶层结构，由此进一步降低膨胀土的膨胀率、提高膨胀土的抗剪切强度。

本发明的目的还在于提供一种使用废旧陶瓷膨胀土改良剂来改良膨胀土的方法。

为了实现上述目的，本发明提供下述技术方案。

在第一方面中，本发明提供一种废旧陶瓷膨胀土改良剂，所述废旧陶瓷膨胀 土改良剂可包括：

(a)废旧陶瓷；

(b)硅酸钠；以及

(c)磁性离子液体，

其中，(c)磁性离子液体的结构如下述结构式(I)所示：

在式(I)中，n＝1-15，X为Cl或Br。

在第一方面的一种实施方式中，以重量为基准计，所述(a)废旧陶瓷可含有以下组分：Al₂O₃ 50-70％；SiO₂ 20-30％，MgO 5-10％，Fe₂O₃ 1-2％，ZnO 1-2％，Na₂O 1-2％；以及K₂O 1-2％。

在第一方面的另一种实施方式中，所述废旧陶瓷可包括粒度为80目-100目的废旧陶瓷粉末。

在第一方面的另一种实施方式中，硅酸钠的模数是1.5-2.5。

在第一方面的另一种实施方式中，在结构式(I)中，n＝6。

在第二方面中，本发明提供一种使用如第一方面所述的废旧陶瓷膨胀土改良剂来改良膨胀土的方法，所述方法可包括下述步骤：

(1)按照所需比例混合(a)废旧陶瓷；(b)硅酸钠；以及(c)磁性离子液体，得到废旧陶瓷膨胀土改良剂浆料；

(2)按照废旧陶瓷膨胀土改良剂浆料重量：待改良膨胀土干土重量＝1:8-1:6的比例，将废旧陶瓷膨胀土改良剂浆料与待改良膨胀土混合均匀；