[发明专利]固化淤泥及其工艺

说明书

本发明涉及对河浜淤泥等软基用结合材料处理、并由此生产的固化淤泥，及其工艺。

上海地处长江三角洲，面临东海、背靠苏南平原与杭嘉湖平原，北依长江、南涉杭州湾，除西南部少数低丘外，其余地势平坦，大部分地区浅层土是比较典型的近海沉积物，亦通称“上海软土”。上海软土具有一般软土所共有的特性：高含水量(最大近70％)；大孔隙比(最大超过1.6)；高压缩性(压缩系数达1.5Mpa)；低强度。上海软土的主要组成土层为淤泥质粘土、亚粘土夹有粉沙质薄层。在这样的软土基上筑路、建工厂、仓库、堆场及各种建筑物都需要先进行地基加固才能满足工程对地基的强度、变形和稳定性要求。近年来，地基处理技术发展很快，地基处理的基本方法无非是置换、夯实、挤密、排水、胶缩、加筋、及化学加固或热力学加固。对于上海地区广泛分布的淤泥质粘土层和大大小小的河浜、暗塘中的淤泥处理的最可靠的办法是清淤后换填其他材料的垫层。清淤工程的巨大土方量提高了工程造价，增加了环境污染。目前有一种固化土的地基加固技术，即将结合料与软土在地基中原位搅拌均匀，使软土形成足够的强度和刚度，而达到地基加固的目的。现有结合料如粉煤灰、水泥、石膏，但粉煤灰和水泥对地基土质有要求，即：不能粘结含有机质土，石膏对土质无要求，但粘结强度较低。

本发明的目的在于：提供一种软土层地基加固结合料、用结合料制成的固化淤泥，将淤泥固化代替稳定土及其制作建材的生产工艺，它能大规模、低成本地将淤泥转变为资源，将淤泥就地处理、回填利用或制成建材。

本发明的目的可通过下述技术方案实现：一种固化淤泥用固化剂，用水调节，特点是：固化剂由轻烧镁、卤片或卤粉、水和调整剂组成，其中各组份的重量百分比为：轻烧镁52-58％、卤片或卤粉20-25％、调整剂0.1-1.0％、余量为水。

在上述技术方案基础上，所述轻烧镁粉中MgO含量为70-90％、卤片或卤粉中MgCl₂含量为42-46％。

在上述技术方案基础上，所述调整剂为硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸镁、高锰酸钾、脲醛树脂、氯化铵、盐酸、磷酸、乳化硅油中的一种或一种以上的组合物。

用上述固化剂制成固化淤泥，主要成份为淤泥，淤泥与固化剂混合之重量百分比为：淤泥50-95％、固化剂50-5％。

一种固化淤泥的制备工艺可按下述步骤，第一步，用固化剂中重量百分比为20-25％的水将20-30％卤片或卤粉溶解至波美度成为23-29度的溶液；第二步，加入0.1-1.0％的调整剂；第三步，将调配好的溶液加入至52-58％的轻烧镁中搅拌均匀制成固化剂；第四步，在淤泥中加入固化剂混合搅拌均匀，淤泥与固化剂的重量百分比为淤泥50-95％、固化剂为50-5％。将淤泥固化代替稳定土及其制作建材的生产工艺，能大规模、低成本地将淤泥转变为资源，将淤泥就地处理、回填利用或制成建材。

固化淤泥也可通过下述工艺制备：第一步，在化浆池内用固化剂中重量百分比为20-25％的水将20-25％卤片或卤粉溶解至波美度为23-30度的溶液，倒入原浆池后加入0.1-1.0％的调整剂；第二步，按在固化剂中占重量百分比为52-58％的轻烧镁与调配好的溶液搅拌均匀制成固化剂；第三步，将淤泥与固化剂混合，按重量百分比为50-95％的淤泥与50-5％的固化剂搅拌、混合均匀；第四步，将第三步混合物料倒入模具内成型。将固化淤泥制成建材或直接运至工地回填利用。不仅节约基建费用，而且避免环境污染。

淤泥固化的固化剂主要选用价格便宜的矿原料轻烧镁粉及盐副产品卤片或卤粉，不仅结合好，而且价格便宜，生产工艺简便易行，根据固化剂和淤泥的不同配比，它可广泛用于填浜、制成粘土砖、铺筑路基、假山等，为实现低成本、大规模的处理淤泥提供了一条新的途径。

固化剂是一种稳定材料，养护条件简单。固结后具有很高的物理力学强度和稳定的化学性能，并有良好的防水性，在一定的水环境中能保持其强度。它的另一个特点是有消毒杀菌作用。

淤泥质粘土，特别是河浜淤泥都含有较高的有机质，因此工程地基中碰到淤泥层一殷采用的办法是清淤换填，使工程造价提高、工期延长，并造成一定的环境污染。

本发明的优越性在于：固化剂较好地解决了含有机质土的问题，能粘结任何土质，可直接利用淤泥原位固化，大大节约了成本，保护了环境，为软基加固提供了新的方法。用于地基加固的结合料常用的还有粉煤灰、水泥和石膏，与它们相比固化剂有着明显的优势，见下表：