本發(fā)明涉及一種抑塵淤泥固化劑的加工方法，解決淤泥固化劑施工的揚塵問題。

背景技術(shù)：

粉狀淤泥固化劑的裝卸及施工攪拌過程中很難避免揚塵問題，解決這個難題的幾個常用方法包括采用專用設(shè)施和將固化劑制備成漿液。粉狀固化劑裝袋運輸和裝罐運輸可以減少部分揚塵，但在卸車和攪拌過程中仍要產(chǎn)生揚塵，尤其是在風(fēng)力較大的天氣，造成施工環(huán)境惡劣。罐車卸料還需設(shè)倒料用立儲罐，減少了用料機(jī)動性和施工操作半徑。將固化劑加水制成漿液可避免施工攪拌過程產(chǎn)生揚塵，但采用固化劑漿液供料需使用專用供漿設(shè)備，成套龐大的供漿設(shè)備限制了可施工操作半徑，導(dǎo)致施工效率降低成本升高。

粉狀固化劑的裝卸供料和施工攪拌不能很好的解決揚塵問題，會出現(xiàn)操作環(huán)境惡劣，用料機(jī)動性差以及專用施工設(shè)備導(dǎo)致的效率低和成本高。如果粉狀固化劑本身不揚塵，以上問題均可迎刃而解，最簡單的辦法就是向粉狀固化劑中加入適量的水。然而經(jīng)過實驗室和工程試驗得知，加水的數(shù)量和是否均勻，都會出現(xiàn)兩大問題，一是結(jié)塊起球問題，二是產(chǎn)生大量的水化熱使固化劑過早失效問題。如果將一車噴好水的固化劑運到工地，這兩個問題同時存在，延遲時間不到2.5小時。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種抑塵淤泥固化劑的加工方法，在不影響固化劑的性能的前提下，采用表面活性劑技術(shù)，向水中加入1-3種表面活性劑制備成表面活性劑水溶液，解決了向固化劑中加水造成的結(jié)塊和發(fā)熱的問題，從而解決了固化劑在裝卸、運輸和攪拌過程中的揚塵問題。同時，本發(fā)明運輸使用普通卡車散裝(加苫布覆蓋)，供料機(jī)動性會得到改善，對固化劑的性能影響不大，滿足工程技術(shù)生產(chǎn)要求。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種抑塵淤泥固化劑的加工方法，將表面活性劑添加到水中制備成表面活性劑水溶液，將表面活性劑水溶液添加于固化劑中攪拌均勻后得到加濕固化劑，將加濕固化劑裝于運輸設(shè)備上運輸，運輸?shù)侥康牡睾笮读?、施工?/p>

所述的表面活性劑為陰離子表面活性劑和/或非離子表面活性劑；

所述的表面活性劑水溶液，表面活性劑的質(zhì)量百分比為0.008％-0.1％，余量為水；

所述的表面活性劑水溶液，添加量為固化劑重量的5～11％。

上述技術(shù)方案中，所述的陰離子表面活性劑為聚羧酸鈉、十二烷基硫酸鈉(俗名k12fas)、α烯烴磺酸鈉(俗名aos)、十二烷基苯磺酸鈉(俗名las)中的任意一種，或任意兩種；

所述的非離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚(俗名平平加aeo-20)，或十二烷基酚聚氧乙烯醚(俗名酚醚op-10)中的任意一種；

所述的聚羧酸鈉，質(zhì)量百分比為0.02％～0.04％；

所述的十二烷基硫酸鈉，質(zhì)量百分比為0.1～0.3％；

所述的α烯烴磺酸鈉，質(zhì)量百分比為0.05～0.3％；

所述的十二烷基苯磺酸鈉，質(zhì)量百分比為0.03～0.04％；

所述的脂肪醇聚氧乙烯醚，質(zhì)量百分比為0.004～0.008％；

所述的十二烷基酚聚氧乙烯醚，質(zhì)量百分比為0.01～0.03％；

所述的陰離子表面活性劑常與非離子表面活性劑復(fù)配使用，或者是陰離子與陰離子表面活性劑復(fù)配，單獨使用時選上限，復(fù)配使用時選下限。

上述技術(shù)方案中，將固化劑置于雙螺旋攪拌機(jī)中，然后所述比例的表面活性劑水溶液噴淋到雙螺旋攪拌機(jī)中，一邊噴淋一邊攪拌，使固化劑加濕均勻，從而得到加濕固化劑。

上述技術(shù)方案中，將加濕固化劑裝于運輸設(shè)備上運輸，裝車無揚塵之憂；運輸時需要加蓋苫布，避免表層固化劑的水分和細(xì)顆粒的遺失；所述的運輸設(shè)備為普通的輕、中或重型卡車。

上述技術(shù)方案中，加濕固化劑運輸?shù)侥康牡睾?，加濕固化劑直接傾倒出來或者借助挖掘機(jī)的鏟斗挖出，兩種情況均無揚塵。

上述技術(shù)方案中，加濕固化劑的施工方法為：將加濕固化劑鋪在淤泥表面，然后利用挖掘機(jī)鏟斗攪拌施工，施工過程中無揚塵，攪拌深度一般不超過1.5米；

所述的加濕固化劑，使用量為淤泥重量的6-12％。

上述技術(shù)方案中，所述的固化劑指的是粉狀淤泥固化劑，但是并不限于粉狀固化劑。

上述技術(shù)方案中，將表面活性劑水溶液添加于固化劑中得到加濕固化劑，運輸加濕固化劑，裝卸加濕固化劑，攪拌加濕固化劑其總時間不得大于3.5小時，這里這個時間又稱為延遲時間。

本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點在于：

(1)混凝土外加劑近些年來被國內(nèi)外廣泛使用，外加劑大都是表面活性劑，按使用效果分為減水劑；調(diào)凝劑(緩凝劑、早強劑、速凝劑)；引氣劑、加氣劑；防水劑；膨脹劑以及復(fù)合外加劑；這里表面活性劑的主要功效有潤濕滲透作用，乳化分散作用，發(fā)泡作用和穩(wěn)定作用；表面活性劑通過與水泥固體粒子發(fā)生作用降低水與固界面表面張力，從而達(dá)到減水緩凝的作用。同理，向固化劑中加入少量的水，通過表面活性劑的潤濕滲透使水的分布十分均勻，并借助于表面活性劑作用使微細(xì)粉粒增強雙電層作用導(dǎo)致庫侖斥力上升范德華引力降低，形成松散微球，從而實現(xiàn)揚塵抑制。

但不是所有類型的表面活性劑都適用，首先陽離子型表面活性劑不適用，最好采用陰離子表面活性劑，而陰離子與非離子表面活性劑復(fù)配可實現(xiàn)更佳的結(jié)果。通過大量試驗，適宜使用的陰離子表面活性劑包括：聚羧酸鹽、磺酸鹽和磷酸酯鹽，適合與陰離子表面活性劑配伍的非離子表面活性劑有脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚。有效的幾種表面活性劑在水溶液中的用量參考其臨界膠團(tuán)濃度試驗確定。

(2)表面活性劑摻加使水溶液的表面張力降低，潤濕滲透性更好，其發(fā)泡更細(xì)更穩(wěn)定分散性更好。通過向雙螺旋攪拌機(jī)中噴淋加有表面活性劑的水，使固化劑的液固界面產(chǎn)生一層膜，減緩其水化反應(yīng)速度，降低了固化劑摻水后溫度，在后來的固化劑與淤泥的攪拌過程中對攪拌的和易性和固化劑的分散起到一定的積極作用。

(3)固化劑中加入表面活性劑水溶液抑制揚塵能達(dá)到目的，但前提條件是固化劑的使用性能不能受到明顯的影響，這需要大量實驗室和工程試驗探索，以確定合適的加水?dāng)?shù)量和令人滿意的延遲時間。所選表面活性劑極易溶解在水里，通過噴淋在雙螺旋攪拌機(jī)中的固化劑加濕極均勻，試驗和工程實踐得知，這種向固化劑中加濕的范圍是占固化劑重5～11％為宜，固化劑加水后，在裝車運輸和卸車攪拌的過程中獲得極大益處。

(4)加濕固化劑可隨意選用輕、中、重型卡車運輸，這給淤泥固結(jié)施工提供了極大的機(jī)動性，大大擴(kuò)展了施工工藝的選擇余地。加濕固化劑可以直接傾倒或者借助挖掘機(jī)的鏟斗幫忙，均無揚塵，尤其是在大風(fēng)天氣，突顯濕料的優(yōu)點。

附圖說明

圖1：加濕固化劑的延遲時間對無側(cè)限抗壓強度的影響；

圖2：淤泥中使用加濕固化劑和固化劑對無側(cè)限抗壓強度的影響(其中上線a為使用固化劑的結(jié)果，下線b為使用加濕固化劑的結(jié)果)。

具體實施方式

以下對本發(fā)明技術(shù)方案的具體實施方式詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限于以下描述內(nèi)容：

實施例1：加濕固化劑的延遲時間對無側(cè)限抗壓強度的影響

中新天津生態(tài)城海旭道淤泥，淤泥含水率89％，濕密度1.45g/cm³，綠化帶固化土強度設(shè)計現(xiàn)場為0.3mpa，路基固化設(shè)計值現(xiàn)場為0.4mpa；在實驗室進(jìn)行加濕固化劑的延遲時間對無側(cè)限抗壓強度的影響，所用固化劑為cn101081718a中實施例2中固化劑：

將α烯烴磺酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚與水配制成表面活性劑水溶液，其中，α烯烴磺酸鈉的質(zhì)量百分比為0.05％、壬基酚聚氧乙烯醚的質(zhì)量百分比為0.01％、余量為自來水。表面活性劑水溶液的添加量為固化劑重量的8％，加濕固化劑的使用量為淤泥重量的9％。研究不同的延遲時間(從將表面活性劑水溶液添加到固化劑開始計時，到固化劑與淤泥開始攪拌時結(jié)束)對無側(cè)限抗壓強度的影響，養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天，實驗結(jié)果如圖1所示：

隨著延遲時間的延長，無側(cè)限抗壓強度逐漸降低，只要延遲時間不超過3.5小時，強度均滿足設(shè)計要求(現(xiàn)場取樣測試結(jié)果是實驗室數(shù)據(jù)的0.5倍，也符合綠化帶固化土強度設(shè)計現(xiàn)場為0.3mpa、路基固化設(shè)計值現(xiàn)場為0.4mpa的設(shè)計要求)，延遲時間從2.5小時-3.5小時，無側(cè)限抗壓強度僅降低11％左右。

實施例2：加濕固化劑和固化劑的使用量對無側(cè)限抗壓強度的影響

中新天津生態(tài)城東(里)堤路淤泥固結(jié)采用加濕固化劑，淤泥含水率67％，濕密度1.64g/cm³。

將α烯烴磺酸鈉與水配制成表面活性劑水溶液，其中，α烯烴磺酸鈉的質(zhì)量百分比為0.1％、余量為自來水。將cn101081718a中實施例2中的固化劑置于雙螺旋攪拌機(jī)中，然后表面活性劑水溶液噴淋到雙螺旋攪拌機(jī)中，一邊噴淋一邊攪拌，使固化劑加濕均勻，從而得到加濕固化劑；表面活性劑水溶液的添加量為固化劑重量的8％。將加濕固化劑放到普通的輕型卡車上，蓋上苫布，運輸?shù)侥康牡?，直接傾倒在淤泥上，加濕固化劑的使用量為淤泥重量的6％、8％、10％、12％；然后利用挖掘機(jī)的鏟斗攪拌施工，攪拌深度不超過1.5米。從固化劑中加水至濕固化劑拌入淤泥中的延遲時間為3小時，試樣養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天，現(xiàn)場取樣測試固化土的無側(cè)限抗壓強度。

同時進(jìn)行對比操作，將上述固化劑直接與淤泥進(jìn)行攪拌，固化劑的使用量為淤泥重量的6％、8％、10％、12％，試樣養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天，現(xiàn)場取樣測試固化土的無側(cè)限抗壓強度。

東堤路淤泥的兩種情況的對比見圖2：隨著固化劑或者加濕固化劑使用量的增加，無側(cè)限抗壓強度逐漸增加。雖然加濕固化劑使用效果與固化劑的使用效果相比有所降低，但是使用固化劑、加濕固化劑，無側(cè)限抗壓強度相差不大，比如：固化劑使用量為6％時，使用固化劑的無側(cè)限抗壓強度為0.36mpa，使用加濕固化劑的側(cè)限抗壓強度為0.29mpa；固化劑使用量為8％時，使用固化劑的無側(cè)限抗壓強度為0.6mpa，使用加濕固化劑的無側(cè)限抗壓強度為0.49mpa；固化劑使用量為10％時，使用固化劑的無側(cè)限抗壓強度為0.74mpa，使用加濕固化劑的側(cè)限抗壓強度為0.62mpa；固化劑使用量為12％時，使用固化劑的無側(cè)限抗壓強度為0.96mpa，使用加濕固化劑的側(cè)限抗壓強度為0.78mpa。加濕固化劑摻加量未減去水分，如考慮減去水分，加濕固化劑的強度降低在10％左右。

實施例3：

中新天津生態(tài)城東堤路淤泥固結(jié)采用加濕固化劑，淤泥含水率67％，濕密度1.64g/cm³。

將α烯烴磺酸鈉與水配制成表面活性劑水溶液，其中，α烯烴磺酸鈉的質(zhì)量百分比為0.1％、余量為自來水。將cn101081718a中實施例3的固化劑置于雙螺旋攪拌機(jī)中，然后表面活性劑水溶液噴淋到雙螺旋攪拌機(jī)中，一邊噴淋一邊攪拌，使固化劑加濕均勻，從而得到加濕固化劑；表面活性劑水溶液的添加量為固化劑重量的8％。將加濕固化劑放到普通的輕型卡車上，蓋上苫布，運輸?shù)侥康牡?，直接傾倒在淤泥上，加濕固化劑的使用量為淤泥重量的9％；然后利用挖掘機(jī)的鏟斗攪拌施工，攪拌深度不超過1.5米。從固化劑中加水至濕固化劑拌入淤泥中的延遲時間控制為3小時，試樣養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天，現(xiàn)場取樣測試固化土的無側(cè)限抗壓強度為0.5mpa。

同時進(jìn)行對比操作，將上述固化劑直接與淤泥進(jìn)行攪拌，固化劑的使用量為淤泥重量的9％，試樣養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天，現(xiàn)場取樣測試固化土的無側(cè)限抗壓強度為0.65mpa。

考慮到加濕固化劑中還有水，則修正后干濕強度差異僅為0.09mpa。也就是說，添加了表面活性劑水溶液的加濕固化劑，首先解決了粉塵固化劑運輸、裝卸、施工時的揚塵問題，其次，對固化劑應(yīng)用的固化強度性能影響不大。

實施例4：

中新天津生態(tài)城海旭道試驗段淤泥采用加濕固化劑，淤泥含水率89％，濕密度1.45g/cm³。

將α烯烴磺酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚與水配制成表面活性劑水溶液，其中，α烯烴磺酸鈉的質(zhì)量百分比為0.05％、壬基酚聚氧乙烯醚的質(zhì)量百分比為0.01％、余量為自來水。將cn101081718a專利實施例2固化劑置于雙螺旋攪拌機(jī)中，然后表面活性劑水溶液噴淋到雙螺旋攪拌機(jī)中，一邊噴淋一邊攪拌，使固化劑加濕均勻，從而得到加濕固化劑；表面活性劑水溶液的添加量為固化劑重量的7％。將加濕固化劑放到普通的中型卡車上，蓋上苫布，運輸?shù)侥康牡?，采用挖掘機(jī)的鏟斗將加濕固化劑挖出且放于在淤泥上，加濕固化劑的使用量為淤泥重量的9％。然后利用(進(jìn))挖掘機(jī)的鏟斗攪拌施工，攪拌深度不超過1.5米。從固化劑中加水至濕固化劑拌入淤泥中的延遲時間控制為3.5小時，試樣養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天，現(xiàn)場取樣測試固化土的無側(cè)限抗壓強度為0.52mpa。

同時進(jìn)行對比操作，將上述固化劑直接與淤泥進(jìn)行攪拌，固化劑的使用量為淤泥重量的9％，試樣養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天，現(xiàn)場取樣測試固化土的無側(cè)限抗壓強度為0.65mpa。

考慮到加濕固化劑中還有水，則修正后干濕強度差異僅為0.06mpa。

實施例5：

中新天津生態(tài)城東堤路淤泥固結(jié)采用加濕固化劑，淤泥含水率46％，濕密度1.75g/cm³。

將十二烷基苯磺酸鈉、聚羧酸鈉與水配制成表面活性劑水溶液，其中，十二烷基苯磺酸鈉的質(zhì)量百分比為0.03％、聚羧酸鈉的質(zhì)量百分比為0.02％、余量為自來水。將cn101081718a實施例2中的固化劑置于雙螺旋攪拌機(jī)中，然后表面活性劑水溶液噴淋到雙螺旋攪拌機(jī)中，一邊噴淋一邊攪拌，使固化劑加濕均勻，從而得到加濕固化劑；表面活性劑水溶液的添加量為固化劑重量的8％。將加濕固化劑放到普通的重型卡車上，蓋上苫布，運輸?shù)侥康牡?，采用挖掘機(jī)的鏟斗將加濕固化劑挖出且放于在淤泥上，加濕固化劑的使用量為淤泥重量的9％。然后利用挖掘機(jī)的鏟斗攪拌施工，攪拌深度不超過1.5米。從固化劑中加水至濕固化劑拌入淤泥中的延遲時間控制為3.5小時，試樣養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天，現(xiàn)場取樣測試固化土的無側(cè)限抗壓強度為0.55mpa。

同時進(jìn)行對比操作，將上述固化劑直接與淤泥進(jìn)行攪拌，固化劑的使用量為淤泥重量的9％，試樣養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天，現(xiàn)場取樣測試固化土的無側(cè)限抗壓強度為0.68mpa

考慮到加濕固化劑中還有水，加權(quán)計算延遲時間導(dǎo)致的強度降低0.08mpa。

對比實施例：

中新天津生態(tài)城東堤路淤泥固結(jié)采用加濕固化劑，淤泥含水率46％，濕密度1.75g/cm³。

將cn101081718a實施例2中的固化劑置于雙螺旋攪拌機(jī)中，然后將自來水噴淋到雙螺旋攪拌機(jī)中，一邊噴淋一邊攪拌，使固化劑加濕均勻，從而得到加濕固化劑；自來水的添加量為固化劑重量的10％至不揚塵；添加水后，加濕固化劑的溫度明顯上升，并且存在大量的結(jié)塊起球現(xiàn)象。將這種僅添加了水的加濕固化劑放到普通的輕型卡車上，蓋上苫布，運輸?shù)侥康牡?，采用挖掘機(jī)的鏟斗將加濕固化劑挖出且放于在淤泥上，加濕固化劑的使用量為淤泥重量的9％，加濕固化劑結(jié)塊嚴(yán)重。從固化劑中加水至濕固化劑拌入淤泥中的延遲時間不到2.5小時，試樣養(yǎng)護(hù)6天，浸水1天，現(xiàn)場取樣測試固化土的無側(cè)限抗壓強度為0.22mpa，且數(shù)據(jù)散差加大。隨延遲時間加大到3.5小時，加濕固化劑無法發(fā)揮固結(jié)效果。

在施工過程中發(fā)現(xiàn)，這種只向固化劑中添加水的加濕固化劑，溫度比固化劑的溫度上升30～40℃，這是惡性循環(huán)反應(yīng)，沒有表面活性劑，溫度越高水化反應(yīng)越快，這將直接影響固化劑的強化效果，單純用水加濕固化劑將導(dǎo)致其不能使用。而向固化劑中添加表面活性劑水溶液，由于表面活性劑在加濕固化劑的液固、氣固之間產(chǎn)生一層膜，減緩了固化劑中硅酸三鈣、硅酸二鈣、鐵鋁酸四鈣及硫鋁酸鹽遇水后的水化反應(yīng)速度，產(chǎn)生的水化熱較少。不加表面活性劑的水摻入固化劑導(dǎo)致溫度上升要比摻有表面活性劑的水高出一倍。故本發(fā)明解決了向固化劑中加水造成的結(jié)塊和發(fā)熱的問題，從而解決了固化劑在裝卸、運輸和攪拌過程中的揚塵問題；同時，本發(fā)明運輸使用普通卡車散裝(加苫布覆蓋)，供料機(jī)動性會得到改善，對固化劑的性能影響不大，滿足工程技術(shù)生產(chǎn)要求。

上述實例只是為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思以及技術(shù)特點，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明的實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)該涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。