[发明专利]一种用于河塘底泥的复合固化剂及固化方法

说明书

本发明涉及一种用于河塘底泥的复合固化剂及固化方法，属于土木工程和交通运输工程中地基处理的技术领域。用于河塘底泥的复合固化剂由淤泥、水泥、脱硫灰按照下述质量百分比配制而成，水泥掺入量为淤泥质量的6%~8%，脱硫灰掺入量为水泥质量的15%~20%。本发明首次将工业固体废弃物脱硫灰引用到淤泥固化工程中，提升水泥固化的效果，经济效益高，施工方法简易，不需要复杂的施工工艺和很多大型设备。

技术领域

本发明涉及一种用于河塘底泥的复合固化剂及固化方法，属于土木工程和交通运输工程中地基处理的技术领域。

背景技术

根据《江苏省高速公路网规划(2017-2035年)》，到2035年江苏省高速公路网预计规模为6000-7000公里，将总体上形成“十五射六纵十横”的布局形态。在道路建设过程中，通常对路线上的河塘采取清淤回填处理，不仅提高了工程造价，而且未处理的底泥弃土会侵占大量土地资源，对当地环境造成一定的压力。

河塘底泥一般呈浅棕或深褐色，略带臭味，其含水率高、亲水性强、孔隙大、强度低且富含有机质。前人研究表明，可对河塘底泥进行固化处理，将其利用在地基回填工程中。然而底泥孔隙较大，且富含的有机质(主要成为分富里酸和胡敏酸)会对水泥水化产生不利影响，导致单一水泥固化效果不佳，往往需要较高的水泥掺量才能满足回填土料的强度要求。

钢铁厂和火电厂使用烟气脱硫技术对污染废气进行脱硫排放，脱硫过程中产生大量的副产物——脱硫灰(主要成分为CaSO₃·1/2H₂O和Ca(OH)₂)，已成为钢铁行业继高炉渣和钢渣之后的第三大固体废弃物。由于脱硫灰自身性质不稳定，难以直接再生利用，国内多采用填埋和堆放处理，不仅占用了大量的土地，堆放过程中也对环境造成了二次污染，产生巨大的环境压力。

脱硫灰能够补充Ca²⁺并提高碱度，弥补淤泥中的有机质对Ca2+的消耗，从而使水泥水化及硬化等反应可以正常进行。脱硫灰中的CaSO₃·1/2H₂O能与水泥中的铝酸盐矿物反应，生成片状单硫型水化硫铝酸盐(AFm)，该反应固相体积增加115％，能够产生一定的膨胀，充填河塘底泥的孔隙，提高固化土强度。同时，脱硫灰中Ca(OH)₂的掺入能够降低河塘底泥的液限和塑性指数，降低黏土矿物的亲水性，改善河塘底泥的脱水性能，结合真空抽水工艺，对固化后的河塘底泥进行真空抽水，能够降低水泥固化土的水灰比，有效地提升水泥固化土的强度。

发明内容

本发明针对上述问题，采用CaSO₃·1/2H₂O能与水泥反应生成AFm并产生膨胀，填充淤泥孔隙，同时脱硫灰中的Ca(OH)₂能降低黏土矿物亲水性，让淤泥更易排水，现场施工配合真空抽水工艺，有利于固化土强度的增长，以废治废，实现脱硫固废和塘底淤泥的再生利用，具有重要的工程实用价值。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的用于河塘底泥的复合固化剂，由淤泥、水泥、脱硫灰按照下述质量百分比配制而成，水泥掺入量为淤泥质量的6％～8％，脱硫灰掺入量为水泥质量的15％～20％。

本发明所述的用于河塘底泥的复合固化剂，所述的水泥采用P.O42.5水泥，脱硫灰的化学成分为CaSO₃·1/2H₂O和Ca(OH)₂。

本发明所述的用于河塘底泥的复合固化剂的固化方法，步骤如下：

1)、将河塘内的明水抽干，清理塘内较大的植物根茎等杂物，对淤泥固化区域进行分块；

2)、将计算好用量的固化剂按比例混合，输送到搅拌头中，利用搅拌头将区块内的淤泥与固化剂垂直上下搅拌均匀；