CN102584117A - 一种淤泥复合固化剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种淤泥复合固化剂，由以下重量份的原料混合制成：水泥4～16份，蛭石粉2～8份，生石灰2～6份。本发明还公开了一种淤泥复合固化剂作为处理路面底基层填料的固化剂以及作为处理道路路基填料的固化剂的应用。本发明的淤泥复合固化剂中的水泥能够增大淤泥的强度，蛭石粉可以发挥其较强的吸水效果，另外，生石灰和蛭石粉的相互作用又可以保证淤泥固化后不发生大的干缩与膨胀，本发明开辟了蛭石粉在固化剂领域的应用，通过固化淤泥，不仅降低了道路建设成本，还有利于保护环境。
Description
技术领域
本发明属于道路材料技术领域，具体涉及一种淤泥复合固化剂及其应用。
背景技术
为了维持河道的畅通，保证河道正常泄洪与通航能力，每年都会有相当规模的清淤工程，产生大量的淤泥。通过对江河湖泊所产生的淤泥进行固化处理，将其转化为道路底基层和路基的建筑材料进行利用，既节省资金又解决了淤泥堆积所带来的污染问题。因此研制淤泥固化剂在开发道路填筑新材料、环境保护及节约工程造价等方面具有重要的意义。
淤泥处理的常用方法有物理处理法、热处理法和化学处理法三种。国内外研究均表明采用固化淤泥作为道路底基层与路基填料在技术上切实可行，常用的淤泥固化剂处理法及化学处理法，淤泥经过固化处理后，转化为高强度、干缩性小、低渗透性质的工程用土。淤泥固化处理的原理是在淤泥中加入固化材料，由固化材料吸水或固化材料和淤泥孔隙内的水发生水解和水化反应，使孔隙水由自由水变为结合水；另一方面固化材料改性土颗粒也加强了土颗粒子之间的粘结力。
近几年，国内的一些科研机构开始研究淤泥的固化处理问题，并且已经取得了很大的成就，水泥、石灰作为常用的淤泥固化剂，在强度提高功能方面效果良好，但其干缩大、在短期内的吸水效果较差，这样导致固化淤泥含水量过高，超出最佳含水量，在施工时压实度难以满足验收标准。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种淤泥复合固化剂。该淤泥复合固化剂开辟了蛭石粉在固化剂领域的应用，通过固化淤泥，不仅降低了道路建设成本，还有利于保护环境。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种淤泥复合固化剂，其特征在于，由以下重量份的原料混合制成：水泥4～16份，蛭石粉2～8份，生石灰2～6份。
上述的一种淤泥复合固化剂，由以下重量份的原料混合制成：水泥6～16份，蛭石粉2～8份，生石灰2～6份。
上述的一种淤泥复合固化剂，由以下重量份的原料混合制成：水泥8～12份，蛭石粉2～4份，生石灰2～5份。
上述的一种淤泥复合固化剂，由以下重量份的原料混合制成：水泥10份，蛭石粉4份，生石灰3份。
上述的一种淤泥复合固化剂，由以下重量份的原料混合制成：水泥4～10份，蛭石粉2～8份，生石灰2～6份。
上述的一种淤泥复合固化剂，由以下重量份的原料混合制成：水泥6～8份，蛭石粉2～4份，生石灰2～5份。
上述的一种淤泥复合固化剂，由以下重量份的原料混合制成：水泥6份，蛭石粉4份，生石灰3份。
上述的淤泥复合固化剂作为处理路面底基层填料的固化剂的应用。
上述的淤泥复合固化剂作为处理道路路基填料的固化剂的应用。
所述重量份可以为克、两、斤、公斤、吨等重量计量单位。
本发明的淤泥复合固化剂的制备方法为：按照淤泥复合固化剂的原料配比，分别称取水泥、蛭石粉和生石灰，将三者拌合均匀，即得淤泥复合固化剂。
本发明的淤泥复合固化剂作为处理路面底基层填料的固化剂的应用方法为：首先采取翻晒降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路底基层的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的13％～30％。
本发明的淤泥复合固化剂作为处理道路路基填料的固化剂的应用方法为：首先采取翻晒降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将本发明的淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路路基的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的10％～20％。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用水泥、蛭石粉和生石灰为原料，水泥可以提高淤泥的固化强度、提高淤泥的抗水性和减小盐渍成分对固化淤泥的影响；生石灰具有提高强度和减少盐渍成分影响的功效；蛭石具有极强的吸水性、保水性，三者结合制备的淤泥复合固化剂不仅可大大提高淤泥强度，减小其收缩性，还能更有效提高淤泥的最佳含水量，克服淤泥在用作道路底基层和路基填料时压实困难的弊端。
2、本发明的淤泥复合固化剂中的水泥能够增大淤泥的强度，蛭石粉可以发挥其较强的吸水效果，另外，生石灰和蛭石粉的相互作用又可以保证淤泥固化后不发生大的干缩与膨胀。
3、本发明的淤泥复合固化剂开辟了蛭石粉在固化剂领域的应用，通过固化淤泥，不仅降低了道路建设成本，还有利于保护环境。
下面通过实施例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例的淤泥复合固化剂，由100kg普通硅酸盐水泥C325、40kg粒度为60目的蛭石粉和20kg生石灰混合制成。
本实施例的淤泥复合固化剂的制备方法为：按照淤泥复合固化剂的原料配比，分别称取水泥、蛭石粉和生石灰，将三者拌合均匀，即得淤泥复合固化剂。
本实施例的淤泥复合固化剂可作为处理路面底基层填料的固化剂，具体用法为：首先采取翻晒等降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将本实施例的淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路底基层的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的13％。
实施例2
本实施例的淤泥复合固化剂，由100kg普通硅酸盐水泥C425、40kg粒度为150目的蛭石粉和30kg生石灰混合制成。
本实施例的淤泥复合固化剂的制备方法与实施例1相同。
本实施例的淤泥复合固化剂可作为处理路面底基层填料的固化剂，具体用法为：首先采取翻晒等降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将本实施例的淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路底基层的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的15％。
实施例3
本实施例的淤泥复合固化剂，由80kg粉煤灰硅酸盐水泥C425、20kg粒度为60目的蛭石粉和20kg生石灰混合制成。
本实施例的淤泥复合固化剂的制备方法与实施例1相同。
本实施例的淤泥复合固化剂可作为处理路面底基层填料的固化剂，具体用法为：首先采取翻晒等降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将本实施例的淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路底基层的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的18％。
实施例4
本实施例的淤泥复合固化剂，由120kg粉煤灰硅酸盐水泥C325、30kg粒度为100目的蛭石粉和50kg生石灰混合制成。
本实施例的淤泥复合固化剂的制备方法与实施例1相同。
本实施例的淤泥复合固化剂可作为处理路面底基层填料的固化剂，具体用法为：首先采取翻晒等降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将本实施例的淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路底基层的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的20％。
实施例5
本实施例的淤泥复合固化剂，由60kg火山灰质硅酸盐水泥C425、30kg粒度为100目的蛭石粉和40kg生石灰混合制成。
本实施例的淤泥复合固化剂的制备方法与实施例1相同。
本实施例的淤泥复合固化剂可作为处理路面底基层填料的固化剂，具体用法为：首先采取翻晒等降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将本实施例的淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路底基层的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的30％。
实施例6
本实施例的淤泥复合固化剂，由160kg火山灰质硅酸盐水泥C325、80kg粒度为80目的蛭石粉和60kg生石灰混合制成。
本实施例的淤泥复合固化剂的制备方法与实施例1相同。
本实施例的淤泥复合固化剂可作为处理路面底基层填料的固化剂，具体用法为：首先采取翻晒等降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将本实施例的淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路底基层的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的15％。
实施例7
本实施例的淤泥复合固化剂，由60kg粉煤灰硅酸盐水泥C325、40kg粒度为80目的蛭石粉和20kg生石灰混合制成。
本实施例的淤泥复合固化剂的制备方法与实施例1相同。
本实施例的淤泥复合固化剂可作为处理道路路基填料的固化剂，具体用法为：首先采取翻晒等降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将本实施例的淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路路基的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的10％。
实施例8
本实施例的淤泥复合固化剂，由60kg火山灰质硅酸盐水泥C325、40kg粒度为100目的蛭石粉和30kg生石灰混合制成。
本实施例的淤泥复合固化剂的制备方法与实施例1相同。
本实施例的淤泥复合固化剂可作为处理道路路基填料的固化剂，具体用法为：首先采取翻晒等降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将本实施例的淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路路基的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的11％。
实施例9
本实施例的淤泥复合固化剂，由80kg粉煤灰硅酸盐水泥C425、30kg粒度为150目的蛭石粉和50kg生石灰混合制成。
本实施例的淤泥复合固化剂的制备方法与实施例1相同。
本实施例的淤泥复合固化剂可作为处理道路路基填料的固化剂，具体用法为：首先采取翻晒等降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将本实施例的淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路路基的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的20％。
实施例10
本实施例的淤泥复合固化剂，由70kg火山灰质硅酸盐水泥C425、20kg粒度为60目的蛭石粉和40kg生石灰混合制成。
本实施例的淤泥复合固化剂的制备方法与实施例1相同。
本实施例的淤泥复合固化剂可作为处理道路路基填料的固化剂，具体用法为：首先采取翻晒等降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将本实施例的淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路路基的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的15％。
实施例11
本实施例的淤泥复合固化剂，由40kg普通硅酸盐水泥C425、20kg粒度为60目的蛭石粉和20kg生石灰混合制成。
本实施例的淤泥复合固化剂的制备方法与实施例1相同。
本实施例的淤泥复合固化剂可作为处理道路路基填料的固化剂，具体用法为：首先采取翻晒等降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将本实施例的淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路路基的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的18％。
实施例12
本实施例的淤泥复合固化剂，由100kg普通硅酸盐水泥C325、80kg粒度为100目的蛭石粉和60kg生石灰混合制成。
本实施例的淤泥复合固化剂的制备方法与实施例1相同。
本实施例的淤泥复合固化剂可作为处理道路路基填料的固化剂，具体用法为：首先采取翻晒等降水处治措施将淤泥含水率降至25％以下，然后将本实施例的淤泥复合固化剂掺入到淤泥中拌合均匀，即可进行道路路基的建筑施工，淤泥复合固化剂的掺入量为淤泥质量的10％。
对本发明的淤泥复合固化剂的整体性能进行检测，检测分别采用天津中新生态城淤泥、天津轻纺区淤泥和天津临港淤泥进行试验，三个地区淤泥的物理指标见下表：
表1天津三个地区淤泥的基本物理指标
一、无侧限抗压强度试验
采用实施例1至实施例6的淤泥复合固化剂对天津三个地区的淤泥进行固化，将固化后的淤泥作为路面底基层填料进行模拟施工。采用河北虹宇仪器设备有限公司研发的YYW-1无侧限压力仪，按照《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)中第T0805-1994条对模拟施工的底基层进行无侧限抗压强度试验，结果见下表：
表2天津三个地区固化淤泥的抗压强度
从表2可以看出，三个地区淤泥经淤泥复合固化剂固化后的7d无侧限抗压强度均大于0.6MPa，满足《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)对底基层抗压强度的要求。
二、加州承载比试验
采用实施例7至实施例12的淤泥复合固化剂对天津三个地区的淤泥进行固化，将固化后的淤泥作为道路路基填料进行模拟施工。采用河北路仪公路仪器有限公司生产的CBR-I型承载比试验仪，按照《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)中第T0134-1993条对模拟施工的道路路基进行加州承载比试验，结果见下表：
表3天津中新生态城固化淤泥的加州承载比
表4天津轻纺区固化淤泥的加州承载比
表5天津临港固化淤泥的加州承载比
从表3、表4和表5可以看出，天津三个地区的淤泥经本发明淤泥复合固化剂固化后的加州承载比均满足《公路路基设计规范》(JTJD30-2004)对路床最小强度CBR值的规定，满足道路路基的应用技术。
三、冻融试验
采用实施例7至实施例12的淤泥复合固化剂对天津三个地区的淤泥进行固化，将固化后的淤泥作为道路路基填料进行模拟施工。采用河北虹宇仪器设备有限公司研发的YYW-1无侧限压力仪，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)中第T0858-2009条规定测试模拟施工的道路路基正常养生和冻融循环条件下的无侧限抗压强度，BDR评价指标为冻融循环后试件的无侧限抗压强度与正常养生试件的强度比值。结果见表6：
表6天津三个地区固化淤泥冻融试验结果
从表6可以看出，采用本发明固化剂处理的淤泥经冻融循环后仍保持较高的残留抗压强度，说明应用本发明固化剂处理的淤泥的抗冻融性能较好，值得推广应用。
四、耐水性试验
采用实施例7至实施例12的淤泥复合固化剂对天津三个地区的淤泥进行固化，将固化后的淤泥作为道路路基填料进行模拟施工。采用河北虹宇仪器设备有限公司研发的YYW-1无侧限压力仪，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)中第T0805-1994条规定测试模拟施工的道路路基正常养生和浸水条件下的无侧限抗压强度，计算强度损失。结果见下表：
表7天津三个地区固化淤泥耐水性试验结果
从表7可以看出，采用本发明的固化剂固化后的淤泥经浸水后的强度损失小于40％，说明应用本发明固化剂处理的淤泥的耐水性能较好，值得推广应用。
五、抗压回弹模量试验
采用实施例7至实施例12的淤泥复合固化剂对天津三个地区的淤泥进行固化，将固化后的淤泥作为道路路基填料进行模拟施工。按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)中第T0807-1994条规定，采用河北虹宇仪器设备有限公司研发的YYW-1无侧限压力仪测试模拟施工的道路路基的抗压回弹模量。结果见下表：
表8天津三个地区固化淤泥的抗压回弹模量
从表8可以看出，采用本发明固化剂固化的淤泥试件的抗压回弹模量值较高，《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2004)针对用于路基结构层的稳定土作出规定，稳定土抗压回弹模量范围在600MPa～900MPa之间，由本发明固化剂固化的淤泥试件抗压回弹模量均能满足要求，且处于较好水平。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种淤泥复合固化剂，其特征在于，由以下重量份的原料混合制成：水泥4～16份，蛭石粉2～8份，生石灰2～6份。
2.根据权利要求1所述的一种淤泥复合固化剂，其特征在于，由以下重量份的原料混合制成：水泥6～16份，蛭石粉2～8份，生石灰2～6份。
3.根据权利要求2所述的一种淤泥复合固化剂，其特征在于，由以下重量份的原料混合制成：水泥8～12份，蛭石粉2～4份，生石灰2～5份。
4.根据权利要求3所述的一种淤泥复合固化剂，其特征在于，由以下重量份的原料混合制成：水泥10份，蛭石粉4份，生石灰3份。
5.根据权利要求1所述的一种淤泥复合固化剂，其特征在于，由以下重量份的原料混合制成：水泥4～10份，蛭石粉2～8份，生石灰2～6份。
6.根据权利要求5所述的一种淤泥复合固化剂，其特征在于，由以下重量份的原料混合制成：水泥6～8份，蛭石粉2～4份，生石灰2～5份。
7.根据权利要求6所述的一种淤泥复合固化剂，其特征在于，由以下重量份的原料混合制成：水泥6份，蛭石粉4份，生石灰3份。
8.一种如权利要求2所述的淤泥复合固化剂作为处理路面底基层填料的固化剂的应用。
9.一种如权利要求5所述的淤泥复合固化剂作为处理道路路基填料的固化剂的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120718 |