[发明专利]一种城市建设开挖塑性淤泥改良固化材料及其应用

说明书

本发明涉及滨海城市轨道交通工程领域，具体涉及到一种城市建设开挖塑性淤泥改良固化材料及其应用。

背景技术

在滨海城市轨道交通工程将开挖出大量的淤泥，这些淤泥为海相、冲湖相的粘土、淤泥质粘土、淤泥、粉质粘土、粉质粘土夹粉砂，呈流塑或软塑状态，并且具有含水率高、粘粒含量高、有机质含量高、压缩性大的特点，其工程特性恶劣、无法作为工程填料直接使用，不得不弃置，大量的淤泥因无法安全处置或有效地资源化利用而成为公害，与此同时城市轨道交通工程又需要外购大量的填料填筑路基及站场等。

如果能将这些开挖淤泥进行改良改性再资源化重新利用到城市轨道交通工程中具将有重大的意义。目前，大规模资源化、工程化利用这些淤泥又受制于现有的技术能力，现有的固化剂对此类淤泥固化技术存在着产量低、污染环境、改良土性能不佳、造价高等诸多不足，致使本工程开挖出来的淤泥的工程化利用难以实现。

这些淤泥大致可以分为两大类：其一为C组料，可以作为铁路填料，但因其含水率太高，不利于碾压密实，所以必须降低含水率得以合理利用；其二为D组料，需要改良后才能用于铁路填筑。这类D组料含水率很高，即使惨入胶凝固化材料其含水率仍然高于最优含水率而无法碾压，若直接浇筑成型其固化体将严重开裂而失去试用价值。所以对于这类高含水率的D组料的改良应用一般是惨入改良固化材料后翻晒一段时间待混合料的含水率接近其最优含水率时碾压以获得高的密实度，相应的提高固化体的强度、K₃₀等性能。现有的改良固化材料改良此类D组料时，在混合料翻晒降低含水率的过程中，改良固结材料的活性将丧失，碾压密实后的固化体的基本无强度，难以满足相关标准的技术要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就在于针对上述现有技术的不足，提供一种城市建设开挖塑性淤泥改良固化材料，添加到淤泥中，经过配套研制的装备、工艺处理后的淤泥可以实现工程化利用--将淤泥改良固化用于城市轨道交通工程填筑路基、基床底层及站场填料。

本发明公开一种城市建设开挖塑性淤泥改良固化材料，所述的城市建设开挖塑性淤泥改良固化材料配方中各组分的质量百分比为：

所述的水泥为42.5级以上普通硅酸盐水泥。

所述的所述的活性氧化铝为粉状物。

所述的矿渣为粒化高炉矿渣。

所述的添加剂为硫酸盐、碳酸盐、碱中一种或二种以上组合后的混合物。

将塑性淤泥改良固化材料按占淤泥干质量15%～25%的比例加入淤泥中搅拌均匀，固化3天～14天后的淤泥直接作为铁路填筑路基或基床底层的填料。

本发明公开的一种城市建设开挖塑性淤泥改良固化材料中的石灰组分的主要作用是：一是具有强吸水性，可以显著降低淤泥改良固化初期的含水率；二是氧化钙吸收淤泥中自由水生成氢氧化钙，为淤泥的固化反应提供一个碱性的反应环境，有利于固化反应的发生。

本发明公开的一种城市建设开挖塑性淤泥改良固化材料中的水泥组分的作用：是经水化反应生成水化硅酸钙，对淤泥颗粒产生胶结作用，使淤泥产生强度。

本发明公开的一种城市建设开挖塑性淤泥改良固化材料的活性氧化铝组分的作用是快速凝固作用，提高淤泥改良固化早期的强度。

本发明公开的一种城市建设开挖塑性淤泥改良固化材料中的石膏组分的作用是和活性氧化铝、石灰共同作用与淤泥生成高含结晶水矿物晶体，通过水化反应快速降低混合料当时的含水率并使其砂化、颗粒化，便于后续的风干，降低含水率，便于碾压密实，同时其胶结作用使改良固化后的淤泥具有稳定的强度。

本发明公开的一种城市建设开挖塑性淤泥改良固化材料中的添加剂的作用为能激发改良固化剂其他组分中的活性成分。

本发明公开的一种城市建设开挖塑性淤泥改良固化材料中的矿渣具有低活性、前期无强度的特点。若塑性淤泥改良固化材料混合后成型早，则矿渣可以继续提高固化强度；如果因为混合料需要翻晒降低含水率或其它施工原因（没有填筑部位或者下雨无法施工等），混合料需延迟较长时间才能碾压成型，则其会在其他组分生成的环境中继续水化形成胶结物，使固化体具有较高的后期强度及耐水性，为前期提供较为宽裕的施工时间。

本发明公开的一种城市建设开挖塑性淤泥改良固化材料及其应用，本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、淤泥与塑性淤泥改良固化材料容易拌和均匀；

2、淤泥与塑性淤泥改良固化材料的混合料能迅速砂化、颗粒化、含水率能快速降低至最优含水率附近而利于碾压密实；