吹填海積淤泥固化劑及其固化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種吹填海積淤泥固化劑及其固化方法，該固化劑由以下重量份數(shù)配比的原料組成：石灰8~23份，粉煤灰37~45份，三乙醇胺0.2~0.5份，生石膏18~23份，強(qiáng)堿2~5份，水玻璃10~16份。其固化方法包括以下步驟：在淤泥原狀樣上用絞吸泵將其含水量控制在80~90%，根據(jù)實際工程中土體所需承受的機(jī)械壓力，摻和該吹填海積淤泥固化劑，摻和完成后在自然養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)6~8天。本發(fā)明采用的主固化劑為石灰和粉煤灰，并添加副固化劑以改善石灰-粉煤灰固化土本身的開裂性能，主要針對塑性指數(shù)較高的粘土類，解決了石灰-粉煤灰固化土對塑性指數(shù)較高的土有較大的收縮的問題。
【專利說明】吹填海積淤泥固化劑及其固化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料科學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及一種吹填海積淤泥固化劑及其固化方法。【背景技術(shù)】
[0002]吹填海積淤泥固化劑主要用于海港地基加固、路基加固等大型工程。從90年代初開始，沿海港口“人多地少”、“寸土寸金”的問題越來越嚴(yán)重，而砂石填料極為緊缺，因此各領(lǐng)域?qū)＜议_始研究使用吹填土取代部分砂石填料以降低造陸成本。
[0003]但由于通過吸泥管吸取的海底泥漿具有含水含鹽量高，孔隙比大，可壓縮性高和排水固結(jié)時間漫長等不良工程地質(zhì)特征，這使得吹填淤泥處理成本昂貴，地基吹填完畢后需要經(jīng)過21年的時間晾曬才能進(jìn)行物理加固。要使吹填淤泥固結(jié)不受時間限制，且強(qiáng)度、穩(wěn)定性等滿足工程使用要求，還需進(jìn)行一系列的物理化學(xué)處理。為了節(jié)約時間成本，同時降低機(jī)械能耗，增強(qiáng)施工性能，一般采用在淤泥土中摻入固化劑(即淤泥固化劑)以形成膠凝物質(zhì)來改善土壤性質(zhì)，從而提高地基承載力，節(jié)約造價。
[0004]淤泥固化劑是指凡是在常溫下能夠直接膠結(jié)土體中顆粒表面或能夠與淤泥質(zhì)粘土礦物反應(yīng)生成膠凝物質(zhì),從而改善和提高土體力學(xué)性能的材料。
[0005]國內(nèi)外眾多學(xué)者對土壤固化劑的種類、配比、固化性能、固化機(jī)理及應(yīng)用領(lǐng)域等各方面都做了全面的研究。多年來，研究者們的工作主要集中在利用水泥、石灰、粉煤灰等無機(jī)材料對土體加固研究。研究表明，水泥土隨著摻量的增加其強(qiáng)度也有所增加，但水泥成本較高，且對塑性指數(shù)高的粘土、膨脹土、有機(jī)土及鹽浸土固化效果很不理想，加之水泥土干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)都比 較大，易開裂導(dǎo)致固化土的抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗沖刷性能降低。而石灰土雖然早期強(qiáng)度較高，但石灰固化體的強(qiáng)度與石灰的摻入量在一定范圍內(nèi)成正t匕，若摻量超出范圍，則固化體的強(qiáng)度反而會下降，并且石灰固化體干縮大、失水易開裂、浸水易軟化、水穩(wěn)性差、后期強(qiáng)度低，若消解不充分，會使地基面層產(chǎn)生膨脹。粉煤灰固化土雖然后期強(qiáng)度較高，但由于粉煤灰本身活性較低，導(dǎo)致其早期強(qiáng)度較低，影響施工的進(jìn)度和質(zhì)量。石灰-粉煤灰固化土雖然提高了早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度，但該固化土本身對塑性指數(shù)較高的土有較大的收縮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種吹填海積淤泥固化劑及其固化方法，采用的主固化劑為石灰和粉煤灰，并添加副固化劑以改善石灰-粉煤灰固化土本身的開裂性能，主要針對塑性指數(shù)較高的粘土類，解決了石灰-粉煤灰固化土對塑性指數(shù)較高的土有較大的收縮的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種吹填海積淤泥固化劑，它由以下重量份數(shù)配比的原料組成:
石灰18~23份，
粉煤灰37~45份，三乙醇胺 0.2~0.5份，
生石骨18~23份，
強(qiáng)堿2飛份，
水玻璃10-16份。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種吹填海積淤泥固化劑的固化方法，包括以下步驟:
用先進(jìn)技術(shù)絞吸泵吸取的淤泥原狀樣其含水量控制在80、0%，根據(jù)實際工程中土體所需承受的機(jī)械壓力，采用現(xiàn)場淤泥原狀樣，摻和上述吹填海積淤泥固化劑，摻和完成后在自然養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)61天。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的吹填海積淤泥固化劑與烘干淤泥土的質(zhì)量配比為:0.1~0.3:1。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明采用的主固化劑 為石灰和粉煤灰，并添加副固化劑以改善石灰-粉煤灰固化土本身的開裂性能，主要針對塑性指數(shù)較高的粘土類，解決了石灰-粉煤灰固化土對塑性指數(shù)較高的土有較大的收縮的問題；
(2)本發(fā)明使用的石灰和強(qiáng)堿能夠激發(fā)粉煤灰本身的活性，有效利用了粉煤灰的固化作用，在保證早期強(qiáng)度的同時，也保證了后期強(qiáng)度的增加；
(3)本發(fā)明對石灰和粉煤灰摻量較少，降低原料成本和運(yùn)輸成本，能夠有效提高土體強(qiáng)度，降低吹填淤泥含水量、壓縮性，縮短排水固結(jié)時間，改善土體施工性能。
【具體實施方式】
[0011]下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0012]實施例1
一種吹填海積淤泥固化劑，它由以下重量份數(shù)配比的原料組成:生石灰20.6份，二級粉煤灰41.3份，三乙醇胺0.3份，生石膏20.6份，氫氧化鈉3.4份，水玻璃13.8份；該吹填海積淤泥固化劑的制備按下述方法進(jìn)行:先將生石灰和二級粉煤灰按上述配比加入攪拌機(jī)中攪拌5分鐘，再將三乙醇胺、生石膏、氫氧化鈉和水玻璃按上述配比加入攪拌機(jī)中攪拌均勻即可。
[0013]該吹填海積淤泥固化劑的固化方法，包括以下步驟:在淤泥原狀樣上用絞吸泵將其含水量控制在85%，根據(jù)實際工程中土體所需承受的機(jī)械壓力，摻和上述吹填海積淤泥固化劑，摻和完成后在自然養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)7天，所述的吹填海積淤泥固化劑與淤泥原狀樣的質(zhì)量配比為:0.15:1ο
[0014]實施例2
一種吹填海積淤泥固化劑，它由以下重量份數(shù)配比的原料組成:生石灰18.5份，二級粉煤灰37份，三乙醇胺0.5份，生石膏23份，氫氧化鈉5份，水玻璃16份；該吹填海積淤泥固化劑的制備按下述方法進(jìn)行:先將生石灰和二級粉煤灰按上述配比加入攪拌機(jī)中攪拌5分鐘，再將三乙醇胺、生石膏、氫氧化鈉和水玻璃按上述配比加入攪拌機(jī)中攪拌均勻即可。
[0015]該吹填海積淤泥固化劑的固化方法，包括以下步驟:在淤泥原狀樣上用絞吸泵將其含水量控制在80%，根據(jù)實際工程中土體所需承受的機(jī)械壓力，摻和上述吹填海積淤泥固化劑，摻和完成后在自然養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)7天，所述的吹填海積淤泥固化劑與淤泥原狀樣的質(zhì)量配比為:0.1:lo
[0016]實施例3
一種吹填海積淤泥固化劑，它由以下重量份數(shù)配比的原料組成:生石灰23份，二級粉煤灰45份，三乙醇胺0.2份，生石膏18份，氫氧化鈉2份，水玻璃11.8份；該吹填海積淤泥固化劑的制備按下述方法進(jìn)行:先將生石灰和二級粉煤灰按上述配比加入攪拌機(jī)中攪拌5分鐘，再將三乙醇胺、生石膏、氫氧化鈉和水玻璃按上述配比加入攪拌機(jī)中攪拌均勻即可。
[0017]該吹填海積淤泥固化劑的固化方法，包括以下步驟:在淤泥原狀樣上用絞吸泵將其含水量控制在90%，根據(jù)實際工程中土體所需承受的機(jī)械壓力，摻和上述吹填海積淤泥固化劑，摻和完成后在自然養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)7天，所述的吹填海積淤泥固化劑與淤泥原狀樣的質(zhì)量配比為:0.3:lo
[0018]實施例1~實施例3所制備的吹填海積淤泥固化劑的性能測試結(jié)果如表1。
[0019]表1
【權(quán)利要求】
1.一種吹填海積淤泥固化劑，其特征在于，它由以下重量份數(shù)配比的原料 組成: 石灰18~23份， 粉煤灰37~45份， 三乙醇胺 0.2~0.5份， 生石骨18~23份， 強(qiáng)堿2-5份， 水玻璃10-16份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹填海積淤泥固化劑，其特征在于，所述的石灰為生石灰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹填海積淤泥固化劑，其特征在于，所述的粉煤灰為二級粉煤灰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹填海積淤泥固化劑，其特征在于，所述的強(qiáng)堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
5.一種吹填海積淤 泥固化劑的固化方法，其特征在于，包括以下步驟: 用先進(jìn)技術(shù)絞吸泵吸取的淤泥原狀樣其含水量控制在80、0%，根據(jù)實際工程中土體所需承受的機(jī)械壓力，采用現(xiàn)場淤泥原狀樣，摻和根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的吹填海積淤泥固化劑，摻和完成后在自然養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)61天。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固化方法，其特征在于，所述的吹填海積淤泥固化劑與烘干淤泥土的質(zhì)量配比為:0.1-0.3:1。
【文檔編號】C04B28/26GK103964809SQ201410159972
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】史燕南, 俞炯奇, 臧林, 張超杰, 周劍峰, 陳式華 申請人:浙江省水利河口研究院, 常州市建筑科學(xué)研究院股份有限公司, 浙江廣川工程咨詢有限公司