CN106698872A - 以矿渣为主要原料的淤泥快速固化剂及固化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种以矿渣为主要原料的淤泥快速固化剂以及固化方法，主要针对现有的淤泥固化剂成本高、养护周期长的问题，提出了一种制造成本低、养护周期短的以矿渣为主要原料的淤泥快速固化剂，包括矿渣30‑50重量份、粉煤灰10‑20重量份、水泥10‑20重量份、碱类激发剂10‑15重量份、减水剂5‑10重量份和石膏0‑10重量份。还提出了一种以矿渣为主要原料的淤泥快速固化方法：向淤泥中加入上述的固化剂并对加入固化剂的淤泥进行养护。本发明制作和使用成本低，养护周期短，并且能够将工业的固体废弃物进行再利用。

Description

以矿渣为主要原料的淤泥快速固化剂及固化方法
技术领域
本发明涉及一种以矿渣为主要原料的淤泥快速固化剂及其使用方法。
背景技术
随着“水十条”的颁布，我国河道治理事业蓬勃发展。近年来，全国各地的黑臭水体综合整治项目大量上马，而与之伴生的疏浚淤泥的处置越也来越受到人们的关注。河道淤泥中一般含有重金属、营养元素、难降解有机物等污染物。它的最佳处置方式是通过技术手段将所含重金属等污染物质进行固定，再将其作为再生土工材料用于工程建设中(如作为良质填土材料回填到矿坑、作为填料置于河底和堤岸)。
由于疏浚底泥土力学性质太差，且富含重金属等污染物质，必须对其进行有效的处理后才能实现对淤泥中污染物的固定，降低重金属的溶出，并增强产品的力学性能。国内应用比较广泛的疏浚底泥处理方式主要有脱水(晾晒和机械脱水)、烧结和固化三种。
采用晾晒的方法处理淤泥，虽然施工简单、处理成本低，但晾晒需占用大面积场地，而且易受天气影响。而机械脱水设备价格较高、处理效率低，难以满足大型疏浚工程的要求；采用烧结的方法处置淤泥能产生较高附加值的产品，但其对淤泥性质有一定的要求，而且处理费用高、处理淤泥量有限，对处理含沙量过高的疏浚淤泥不适用，对处理量大的项目也不合适。
淤泥固化技术的优点在于：①适用于大规模的疏浚淤泥处理；②施工简便灵活，可以缩短施工工期；③可以根据固化疏浚淤泥的用途设计配方，一次处理使其满足工程对强度、变形和渗透性的要求；④固化反应后有效地降低产品中污染物质的活性；⑤若采用工业废料尾矿、矿渣、废石膏等作为辅助固化材料，则可进一步降低工程造价，同时也消纳了工业废料，能够产生较好的环境效益。
在公开号为CN105271630A的发明专利中，以工业废渣、水泥熟料、石灰石和助磨剂等为原料生产了一种疏浚淤泥的改性材料。该方法需要先将物料在200-400℃下烘干20-40分钟，能耗较大。
在公开号为CN101863609A的发明专利中，以矿渣复合粉和钢渣为主要原料生产了一种环保型淤泥改性剂。该改性剂处理淤泥的养护时间接近一个月，过于漫长。
在授权号为CN102060480B的发明专利中，以水泥、火山灰质材料、碱类激发剂和盐类激发剂等为原料生产了一种疏浚淤泥的固化剂。该固化剂分为粉剂和液剂，运输和使用过于繁复。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种生产成本低、养护期短的以矿渣为主要原料的淤泥快速固化剂。
为达到上述目的，本发明以矿渣为主要原料的淤泥快速固化剂，包括矿渣30-50重量份、粉煤灰10-20重量份、水泥10-20重量份、碱类激发剂10-15重量份、减水剂5-10重量份和石膏0-10重量份。
进一步地，所述矿渣为高炉矿渣和/或转炉矿渣。
进一步地，将所述粉煤灰进行研磨，控制粉煤灰的粒径为40目～80目。
进一步地，所述碱类激发剂包括氢氧化钠、硫酸钠和碳酸钠中的一种或者两种及两种以上的混合物。
进一步地，所述减水剂包括聚丙烯酰胺和/或木质素磺酸钙。
进一步地，所述矿渣包括高炉矿渣20～30重量份和转炉矿渣10～20重量份。
本发明以矿渣为主要原料的快速固化剂以工业废渣为主要原料，能够将工业生产中产生的固体废弃物进行充分的资源化再利用，降低了自身生产成本的同时，提高了工艺的环境友好性。经过该固化剂处理后的淤泥，其脱水性能和工程性质明显改善，基本满足江河堤坝填筑材料、工程回填用土、园林用土、山体修复用土和填埋场覆盖土等多种场合的要求，并无显著的污染物浸出现象。
针对上述问题，本发明提供一种生产成本低、养护期短的以矿渣为主要原料的淤泥快速固化方法：向淤泥中加入上述任意一项所述的固化剂并对加入固化剂的淤泥进行养护.
进一步地，所述淤泥的含水率在70％～80％，控制固化剂与淤泥的重量比为1：10。
进一步地，所述加入固化剂的步骤中还包括搅拌过程，控制固化剂在淤泥中均匀分布。
进一步地，所述养护步骤中的养护时间为7天～9天。
本发明以矿渣为主要原料的快速固化方法以工业废渣为主要原料，能够将工业生产中产生的固体废弃物进行充分的资源化再利用，降低了自身生产成本的同时，提高了工艺的环境友好性。经过该固化剂处理后的淤泥，其脱水性能和工程性质明显改善，基本满足江河堤坝填筑材料、工程回填用土、园林用土、山体修复用土和填埋场覆盖土等多种场合的要求，并无显著的污染物浸出现象。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1
本实施例提供一种以矿渣为主要原料的疏浚淤泥快速固化剂，组成如下：矿渣50重量份，粉煤灰20重量份，水泥10重量份，激发剂10重量份，减水剂10重量份。其中矿渣为30重量份高炉矿渣和20重量份转炉钢渣的混合物，水泥为普通硅酸盐水泥，激发剂为氢氧化钠，减水剂为聚丙烯酰胺。其中粉煤灰的粒径为40目，
以本配比调制疏浚淤泥快速固化剂，并添加于含水率为70-80％的淤泥中。固化剂添加量为每吨淤泥添加100kg固化剂，搅拌混匀。在养护期第3、5、7、9天考察固化产品的无侧限抗压强度，分别为1.34Mpa、1.89Mpa、2.63MPa、2.75Mpa。剪切力为11KN、18KN、28KN、30KN。
本实施例以矿渣为主要原料的快速固化方法以工业废渣为主要原料，能够将工业生产中产生的固体废弃物进行充分的资源化再利用，降低了自身生产成本的同时，提高了工艺的环境友好性。经过该固化剂处理后的淤泥，其脱水性能和工程性质明显改善，基本满足江河堤坝填筑材料、工程回填用土、园林用土、山体修复用土和填埋场覆盖土等多种场合的要求，并无显著的污染物浸出现象。
实施例2
本实施例提供一种以矿渣为主要材料的疏浚淤泥快速固化剂，组成如下：矿渣40重量份，粉煤灰20重量份，水泥15重量份，激发剂12.5重量份，减水剂12.5重量份。其中矿渣为20重量份高炉矿渣和20重量份转炉钢渣的混合物，水泥为普通硅酸盐水泥，激发剂为碳酸钠，减水剂为聚丙烯酰胺。
以本配比调制疏浚淤泥快速固化剂，并添加于含水率为70-80％的淤泥中。固化剂添加量为每吨淤泥添加100kg固化剂，搅拌混匀。在养护期第3、5、7、9天考察固化产品的无侧限抗压强度，分别为1.44Mpa、2.05Mpa、2.53MPa、2.65Mpa。剪切力为15KN、20KN、26KN、31KN。
实施例3
本实施例提供一种以矿渣为主要材料的疏浚淤泥快速固化剂，组成如下：矿渣30重量份，粉煤灰20重量份，水泥20重量份，石膏10重量份，激发剂10重量份，减水剂10重量份。其中矿渣为20重量份高炉矿渣和10重量份转炉钢渣的混合物，水泥为普通硅酸盐水泥，激发剂为硫酸钠，减水剂为木质素磺酸钙。
以本配比调制疏浚淤泥快速固化剂，并添加于含水率为70-80％的淤泥中。固化剂添加量为每吨淤泥添加100kg固化剂，搅拌混匀。养护期第3、5、7、9天考察固化产品的无侧限抗压强度，分别为1.34Mpa、1.79Mpa、2.48MPa、2.75Mpa。剪切力为12KN、17KN、25KN、34KN。
实施例4
本实施例提供一种以矿渣为主要材料的疏浚淤泥快速固化剂，组成如下：矿渣30重量份，粉煤灰20重量份，水泥20重量份，石膏10重量份，激发剂10重量份，减水剂10重量份。其中矿渣高炉矿渣水泥为普通硅酸盐水泥，激发剂为硫酸钠，减水剂为木质素磺酸钙。
实施例5
本实施例提供一种以矿渣为主要材料的疏浚淤泥快速固化剂，组成如下：矿渣30重量份，粉煤灰20重量份，水泥20重量份，石膏10重量份，激发剂10重量份，减水剂10重量份。其中矿渣转炉矿渣水泥为普通硅酸盐水泥，激发剂为硫酸钠，减水剂为木质素磺酸钙。
实施例6
本实施提供一种以矿渣为主要原料的淤泥快速固化方法：包括淤泥挖取、淤泥脱水、加入固化剂、养护；其中，所述淤泥脱水步骤中控制淤泥的含水率在70％～80％；所述加入固化剂的步骤中加入上述任意一实施例中的固化剂，控制固化剂与淤泥的重量比为1：10。
所述加入固化剂的步骤中还包括搅拌过程，控制固化剂在淤泥中均匀分布。
所述养护步骤中的养护时间为7天～9天。
本实施例以矿渣为主要原料的快速固化方法以工业废渣为主要原料，能够将工业生产中产生的固体废弃物进行充分的资源化再利用，降低了自身生产成本的同时，提高了工艺的环境友好性。经过该固化剂处理后的淤泥，其脱水性能和工程性质明显改善，基本满足江河堤坝填筑材料、工程回填用土、园林用土、山体修复用土和填埋场覆盖土等多种场合的要求，并无显著的污染物浸出现象。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种以矿渣为主要原料的淤泥快速固化剂，其特征在于：包括矿渣30-50重量份、粉煤灰10-20重量份、水泥10-20重量份、碱类激发剂10-15重量份、减水剂5-10重量份和石膏0-10重量份。
2.如权利要求1所述以矿渣为主要原料的淤泥快速固化剂，其特征在于：所述矿渣为高炉矿渣和/或转炉矿渣。
3.如权利要求1所述以矿渣为主要原料的淤泥快速固化剂，其特征在于：将所述粉煤灰进行研磨，控制粉煤灰的粒径为40目～80目。
4.如权利要求1所述以矿渣为主要原料的淤泥快速固化剂，其特征在于：所述碱类激发剂包括氢氧化钠、硫酸钠和碳酸钠中的一种或者两种及两种以上的混合物。
5.如权利要求1所述以矿渣为主要原料的淤泥快速固化剂，其特征在于：所述减水剂包括聚丙烯酰胺和/或木质素磺酸钙。
6.如权利要求2所述以矿渣为主要原料的淤泥快速固化剂，其特征在于：所述矿渣包括高炉矿渣20～30重量份和转炉矿渣10～20重量份。
7.一种以矿渣为主要原料的淤泥快速固化方法，其特征在于：向淤泥中加入权利要求1-6任意一项所述的固化剂并对加入固化剂的淤泥进行养护。
8.一种以矿渣为主要原料的淤泥快速固化方法，其特征在于：所述淤泥的含水率在70％～80％，控制固化剂与淤泥的重量比为1：10。
9.如权利要求1所述以矿渣为主要原料的淤泥快速固化方法，其特征在于：所述加入固化剂的步骤中还包括搅拌过程，控制固化剂在淤泥中均匀分布。
10.如权利要求1所述以矿渣为主要原料的淤泥快速固化方法，其特征在于：所述养护步骤中的养护时间为7天～9天。
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