[发明专利]一种淤泥固化剂

说明书

技术领域

本发明涉及淤泥或高含水率的淤泥质粘土固化处理用的一种淤泥固化剂，属于土工材料领域。

背景技术

我国目前大规模的湖泊清淤、河岸疏浚中产生了大量的清淤淤泥，这些淤泥具有高含水率、高有机质含量、弱酸性等特点，其力学性质差，难以实现资源化利用。目前对于这类淤泥，往往外运丢弃或者用专门的堆场堆放，进而吹砂充填的方式进行利用，但这些处置和利用方式均存在占用场地，且处理时间长，且存在较大的运输费用，处理成本很高。如果能对这类淤泥进行就地固化，通过添加固化剂，在短期内实现降低含水率、提高抗压强度和剪切强度，使其能用作工程填土将非常有意义。但这类淤泥由于有机质含量高，且呈弱酸性，使得高钙型的胶凝材料如石灰或水泥固化效果不好，且水泥、石灰固化淤泥后的水稳定性较差，可逆反应强，遇到雨水浸泡，强度损失大，导致这类淤泥难以就地固化成土。

此外，在交通建设中经常遇到大量的淤泥质粘土所产生的软基，淤泥质粘土与淤泥具有相似的性质如含水率高，有机质含量高，弱酸性的特点，但其土力学性质较淤泥略好，目前在软基处理中，通常采用以水泥为胶结剂固结成桩处理，但由于此类淤泥质粘土具有上述特点，导致其成桩强度不高，软基处理效果差且成本高。

中国专利公开号CN03113373.8，公开日2003年10月15日，发明创造名称为《复合型淤泥固化材料》，该申请案公开了对疏浚淤泥的固化材料的配方，该配方以水泥、粉煤灰、石膏为主要原材料，按一定的配比通过混合均匀制成，该材料掺入粉煤灰后，其渗透系数有所提高，但对淤泥固化土的强度尤其是无侧限抗压强度有所损失，同时由于其产品制成采取混合工艺，而这些原材料细度存在差异，因此该固化材料在均匀性上存在不稳定性，导致其固化淤泥的效果不够稳定。

中国专利公开号CN98113594.3，公开日1999年12月22日，发明创造名称为《一种土壤固化剂》，该申请案公开了以矿渣或矿渣组合物为主体原料，配以适量的碱性激发剂和表面活性剂混合粉磨至勃氏比表面积400-900m²/kg所制成的一种土壤固化剂，该土壤固化剂固结范围广泛，但材料组成中缺乏石灰、石膏，因此对高含水率的淤泥固化效果较差，其固化后的淤泥固化土抗剪强度指标达不到固化要求。

发明内容

针对上述存在问题，本发明的目的在于提供一种能专门处理高含水率，高有机质含量的淤泥固化剂，其技术解决方案为：

固化剂的原材料按如下重量份数混合粉磨至勃氏比表面积400-600m²/kg，其中

矿渣                                            40-60％，

水泥熟料                                        10-20％，

石灰                                            12-20％，

石膏                                            15-25％，

木质磺酸钠和亚硫酸盐纸浆废液复合剂              0.05-0.15％，

无水硫酸钠和明矾复合剂                          3％-5％。

由于采用了以上技术方案，本发明的淤泥固化剂固化淤泥时，与传统的水泥固化淤泥原理存在不同，水泥、石灰属于高钙基固化剂，本固化剂主体原料是矿渣，其成分中硅铝基含量较高，因此本材料本质上属于硅铝基固化剂；传统的高钙体系水泥、石灰中，碱的含量很高，尤其是在水泥的水化过程中，会失去大量的Ca(OH)₂，当水泥和淤泥中的粘土接触，部分土壤中粘土矿物会和Ca(OH)₂反应，消耗了一部分的碱度，由于水泥水化产物必须在一定碱度下才能稳定存在，这会导致水泥水化产物的分解来产生Ca(OH)₂保证体系的稳定，结果影响了水泥固化淤泥土的强度。而本材料胶凝形成机理是硅铝基玻璃体在适度的碱性条件激发下，发生的晶格重排或重结晶，这个过程类似于火山熔岩在水热条件下形成的不同岩石矿物，这些矿物在常温下稳定存在，并且和淤泥土中的原生硅铝基矿物组成具有相似性，因此，硅铝基固化剂的水化成岩反应，在一定压力下就存在形成一定硅铝酸盐矿物和淤泥土颗粒同相或类同相接触。