CN103553520A

CN103553520A - 一种适用于滩涂淤泥稳定层的固化土

Info

Publication number: CN103553520A
Application number: CN201310541425.9A
Authority: CN
Inventors: 钟天雪; 汪潇; 倪志才; 刘玉华
Original assignee: JIANGSU NATURE WAY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU NATURE WAY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-11-04
Filing date: 2013-11-04
Publication date: 2014-02-05

Abstract

本发明公开了一种适用于滩涂淤泥稳定层的固化土，包括组分A和组分B，其中组分A为固化剂，组分B为尾矿砂与淤泥的混合物，其中组分A的各组成的重量百分数分别为矿粉30％～50％，水泥20％～40％，粉煤灰10％～12％，石灰10％～15％，石膏3％～5％，组分B中尾矿砂和淤泥的质量比介于0.2～1：1之间，固化土的组成为每立方米组分B中均匀参杂组分A50～500kg。本发明固化土组成简单，科学合理，其原料组成大部分为工业固体废弃物尾矿砂以及矿渣、粉煤灰等，符合国家环保政策，不但以废治废，而且稳定层固化土抗压强度高，水稳性能优良。

Description

一种适用于滩涂淤泥稳定层的固化土

技术领域

本发明涉及一种用作固化滩涂淤泥稳定层的固化土，特别是一种适用于滩涂淤泥稳定层的固化土。

背景技术

新中国成立60多年来，矿产勘查工作取得了辉煌的成就，为国家探明了大批矿产资源，基本上保证了国民经济建设的需要。我国已经成为世界上矿产资源总量丰富、矿种比较齐全的少数几个资源大国之一。与此同时，我国矿产开发利用也成绩斐然，目前已成为世界矿业大国之一，全国年矿石总产量为50亿吨，其中国有生产矿山开发利用的矿种数为150个，年产矿石量约为20亿吨(不含石油、天然气)；非国有小型矿山开发利用的(亚)矿种数为179个，年产矿石量约30亿吨。原油产量为1.67亿吨。我国原油、煤炭、水泥、粗钢、磷矿、硫铁矿10种有色金属产量已跃居世界前列。我国固体矿产开发的总规模已居世界第二位。

尾矿砂是选矿厂在特定经济技术条件下，将矿石磨细选取有用组分后所排放的固体废料，是矿业开发造成环境污染的重要来源。同时，受选矿技术水平、生产设备的制约，也是矿业开发造成资源损失的常见途径，因此尾矿具有二次资源与环境污染的双重特征。与此同时，随着我国外向型经济的发展，一些大的海岸工程、港口工程和道路基础建设等需要大量的砂石料资源，随着天然河砂等砂石料资源的供应日趋紧张，严重制约了港口建设速度和质量，阻碍了我国经济的发展。

综上可知，随着尾矿砂资源所带来的资源浪费、环境污染的日益加剧，沿海滩涂淤泥建设中所需要的天然河砂等自然资源开采的限制，严重阻碍了沿海地区基础设施的兴建。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种适用于滩涂淤泥稳定层的固化土，适用于滩涂淤泥中土木建筑领域淤泥地基路基、堤坝围堰、工程回填用土、边坡防渗加固过程，特别是稳定层中。其不但可以充分利用工业固体废物尾矿砂，还能节省砂石料资源以及山体开采等，符合国家资源和环保政策。

本发明公开的适用于滩涂淤泥稳定层的固化土，所述适用于滩涂淤泥稳定层的固化土包括组分A和组分B，其中组分A为固化剂，组分B为尾矿砂与淤泥的混合物，其中组分A的各组成的重量百分数分别为矿粉30％～50％，水泥20％～40％，粉煤灰10％～12％，石灰10％～15％，石膏3％～5％，组分B中尾矿砂和淤泥的质量比介于0.2～1：1之间，所述固化土的组成为每立方米组分B中均匀参杂组分A50～500kg。

本发明公开的适用于滩涂淤泥稳定层的固化土的一种改进，所述的组分B中的尾矿砂为磷尾矿砂或铁尾矿砂中的一种或其任意组合物。

本发明中，申请人考虑了组分A固化剂的特性以及组分B中尾矿砂用于稳定层材料的适用性。根据组分A固化剂的物质组成可知，其主要有两部分构成：一是活性矿物掺合料矿粉和粉煤灰；二是激发组分水泥、石灰等水化后呈碱性环境的物质和水解后提供S0₄ ^2-中型物质石膏。根据碱激发的相关知识可知，固化剂在水化以及水解完成后生成大量的胶凝性物质水化硅酸钙、水化铝酸钙、硫铝酸钙等物质，固化土组分中的尾矿砂由于有着良好的颗粒级配以及硬度，完全能够作为固化土稳定层的骨料组分，即固化土在固化剂和尾矿砂的共同作用下，形成了一个强有力的主要由尾矿砂良好的颗粒级配和硬度支撑起的骨架结构，组分A固化剂的大量水化产物由于具有的胶结性能和填充特性，充实于固化土稳定层的骨架内，随着水化和水解反应的进行，越来越多的反应物质逐渐填充并填满固化土的骨架结构和内部缝隙，最终固化土形成了一个密实的整体结构，因而能够取代水泥稳定碎石、二灰稳定碎石，用作稳定层，并整体表现出优异的力学性能、水稳性能及整体性能，进而适用于滩涂淤泥中土木建筑领域淤泥地基路基、堤坝围堰、工程回填用土、边坡防渗加固过程，特别是稳定层中。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

发明公开的适用于滩涂淤泥稳定层的固化土，所述适用于滩涂淤泥稳定层的固化土包括组分A和组分B，其中组分A为固化剂，组分B为尾矿砂与淤泥的混合物，其中组分A的各组成的重量百分数分别为矿粉30％～50％，水泥20％～40％，粉煤灰10％～12％，石灰10％～15％，石膏3％～5％，组分B中尾矿砂和淤泥的质量比介于0.2～1：1之间，所述固化土的组成为每立方米组分B中均匀参杂组分A50～500kg。

作为一种优选，所述的组分B中的尾矿砂为磷尾矿砂或铁尾矿砂中的一种或其任意比的组合物。

实施例

以下实施例中，尾矿砂为磷尾矿砂，细度模数2.8，复合II区级配；水泥：海螺集团P·042.5水泥；矿粉：S95级，粉煤灰为三级灰；石膏为半水石膏。试验淤泥取自连云港徐圩新区地下1.5米深处的滩涂淤泥，淤泥的基本参数如表1所示。

实施例一

先将尾矿砂做干燥处理，使其含水量控制在5％以下，固化剂中熟石灰有效氧化钙含量应在60-80％之间，组分A按矿粉：水泥：粉煤灰：石灰：石膏=50％：25％：12％：10％：3％的重量百分比准确配制。

将以上配比的固化剂A各组分混合均匀后，向每立方B组分中分别掺入100kg、300kg A组分，其中B组分尾矿砂和淤泥的质量比分别为3：7、4：6、5：5，充分搅拌均匀，根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中的无侧限抗压强度实验方法(T0805-94)制备的固化土试件并测试结果。采用静力压实成型，卸载，脱模得到试件后，放到密封湿气箱和恒温室内进行保温保湿养生，温度控制在25士2摄氏度，养生期的最后一天，将试件浸泡在水中，水的深度应使水面在试件顶上约2.5cm。在养生期间，试件质量的损失符合下列规定：小试件不超过1g，测试结果如表3所示：

实施例二

先将尾矿砂做干燥处理，使其含水量控制在5％以下，固化剂中熟石灰有效氧化钙含量应在60-80％之间，组分A按矿粉：水泥：粉煤灰：石灰：石膏=30％：40％：10％：15％：5％的重量百分比准确配制。

将以上配比的固化剂A各组分混合均匀后，向每立方B组分中分别掺入100kg、300kg A组分，其中B组分尾矿砂和淤泥的质量比分别为1：5、1：4、1：1，充分搅拌均匀，根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中的无侧限抗压强度实验方法(T0805-94)制备的固化土试件并测试结果。采用静力压实成型，卸载，脱模得到试件后，放到密封湿气箱和恒温室内进行保温保湿养生，温度控制在25士2摄氏度，养生期的最后一天，将试件浸泡在水中，水的深度应使水面在试件顶上约2.5cm。在养生期间，试件质量的损失符合下列规定：小试件不超过1g，测试结果如表4所示：

实施例三

先将尾矿砂做干燥处理，使其含水量控制在5％以下，固化剂中熟石灰有效氧化钙含量应在60-80％之间，组分A按矿粉：水泥：粉煤灰：石灰：石膏=40％：31％：11％：14％：4％的重量百分比准确配制。

将以上配比的固化剂A各组分混合均匀后，向每立方B组分中分别掺入100kg、300kg A组分，其中B组分尾矿砂和淤泥的质量比分别为2：9、4：7、1：2，充分搅拌均匀，根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中的无侧限抗压强度实验方法(T0805-94)制备的固化土试件并测试结果。采用静力压实成型，卸载，脱模得到试件后，放到密封湿气箱和恒温室内进行保温保湿养生，温度控制在25士2摄氏度，养生期的最后一天，将试件浸泡在水中，水的深度应使水面在试件顶上约2.5cm。在养生期间，试件质量的损失符合下列规定：小试件不超过1g，测试结果如表5所示：

实施例四

先将尾矿砂做干燥处理，使其含水量控制在5％以下，固化剂中熟石灰有效氧化钙含量应在60-80％之间，组分A按矿粉：水泥：粉煤灰：石灰：石膏=45％：30％：10％：10％：3％的重量百分比准确配制。

将以上配比的固化剂A各组分混合均匀后，向每立方B组分中分别掺入100kg、300kg A组分，其中B组分尾矿砂和淤泥的质量比分别为1：5、2：7、5：5，充分搅拌均匀，根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中的无侧限抗压强度实验方法(T0805-94)制备的固化土试件并测试结果。采用静力压实成型，卸载，脱模得到试件后，放到密封湿气箱和恒温室内进行保温保湿养生，温度控制在25士2摄氏度，养生期的最后一天，将试件浸泡在水中，水的深度应使水面在试件顶上约2.5cm。在养生期间，试件质量的损失符合下列规定：小试件不超过1g，测试结果如表6所示：

实施例五

先将尾矿砂做干燥处理，使其含水量控制在5％以下，固化剂中熟石灰有效氧化钙含量应在60-80％之间，组分A按矿粉：水泥：粉煤灰：石灰：石膏=37％：35％：11％：13％：4％的重量百分比准确配制。

将以上配比的固化剂A各组分混合均匀后，向每立方B组分中分别掺入100kg、300kg A组分，其中B组分尾矿砂和淤泥的质量比分别为1：3、2：5、1：2，充分搅拌均匀，根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中的无侧限抗压强度实验方法(T0805-94)制备的固化土试件并测试结果。采用静力压实成型，卸载，脱模得到试件后，放到密封湿气箱和恒温室内进行保温保湿养生，温度控制在25士2摄氏度，养生期的最后一天，将试件浸泡在水中，水的深度应使水面在试件顶上约2.5cm。在养生期间，试件质量的损失符合下列规定：小试件不超过1g，测试结果如表7所示：

由以上实例试验结果可以看出，本发明公开的用适用于滩涂淤泥稳定层的固化土，具备较高的无侧限抗压强度和水稳系数，完成符合稳定层的使用需要。值得指出的是本发明并不限于以上实施例中的掺量和组分配比，由于淤泥土质、掺量和使用环境不同而对稳定层固化土组分做出的调整或替换亦在本发明的保护范围之中。

Claims

1.一种适用于滩涂淤泥稳定层的固化土，其特征在于，所述适用于滩涂淤泥稳定层的固化土包括组分A和组分B，其中组分A为固化剂，组分B为尾矿砂与淤泥的混合物，其中组分A的各组成的重量百分数分别为矿粉30％～50％，水泥20％～40％，粉煤灰10％～12％，石灰10％～15％，石膏3％～5％，组分B中尾矿砂和淤泥的质量比介于0.2～1：1之间，所述固化土的组成为每立方米组分B中均匀参杂组分A50～500kg。

2.根据权利要求1所述的适用于滩涂淤泥稳定层的固化土，其特征在于，所述的组分B中的尾矿砂为磷尾矿砂或铁尾矿砂中的一种或其任意组合物。