CN107162516B - 一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂，其特征在于所述固化剂由如下重量百分比的组份构成：硅酸钠3%‑7%，减水剂0.6%‑1.5%，其余为GS地基加固特种砂浆。本发明的优点是，可快速且低成本的将废弃泥浆固化，固化效果显著；固化后的泥浆可以方便的使用土方车进行运输，无需专门泥浆罐车运输再处理，大大降低了泥浆的处理费用。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂及其应用方法。
背景技术
近年来，随着城市建设的不断升温，由岩土工程施工（如勘察钻探、灌注桩与地下连续墙施工、盾构施工、锚固工程、水文井、止水帷幕、非开挖施工等)产生的废弃泥浆成倍增加，根据官方数据显示，本市每年产生的工程泥浆约300万吨，且实际数据可能远远超出该数量。工程施工产生的大量废弃泥浆造成施工环境恶化，增加施工难度，影响施工进度；稀释排放一方面可能会造成污水管道的堵塞，同时废弃泥浆长期积累渗透到地下，造成地下水或河流的污染；工程废弃泥浆当作杂土外运，会造成二次污染，因为在自然环境中泥浆处理剂很难降解，造成周边土壤板结、土地盐碱化，进而影响植物生长。因此，对工程废弃泥浆的处理已成为施工单位和环保部门亟待解决的迫切问题。
根据泥浆性质不同，一般常用的处理方法有：围海造田、疏浚、注入安全地层或井眼的环形空间、回填处理、坑内密封、土地耕拖、固化处理、化学处理、机械分离等。在这些方法中，固化处理方法既能保证使环境污染程度降至最小，又能极大的降低处理成本，是一种更容易被人们接受的方法，近年来已受到高度重视。但是目前为止，还没有一种既经济又快速有效的固化处理方法。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂及其应用方法，该固化剂通过将GS地基加固特种砂浆、硅酸钠以及减水剂组合后加入到经过初步脱水处理的废弃泥浆中，从而实现对废弃泥浆的快速低成本的固化处理。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂，其特征在于所述固化剂由如下重量百分比的组份构成：硅酸钠3%-7%，减水剂0.6%-1.5%，其余为GS地基加固特种砂浆。
所述固化剂由如下重量百分比的组份构成：硅酸钠4%-6%，减水剂0.8%-1.3%，其余为GS地基加固特种砂浆。
所述固化剂由如下重量百分比的组份构成：硅酸钠4.72%，减水剂0.94%，其余为GS地基加固特种砂浆。
所述GS地基加固特种砂浆由如下重量百分比的组份构成：矿渣微粉45%-65%、钢渣微粉5%-20%、脱硫粉煤灰5%-20%、脱硫石膏5%-10%、水泥2%-20%。
一种涉及上述任一用于固化处理废弃泥浆的固化剂的应用方法，其特征在于所述应用方法包括以下步骤：向经过初步脱水处理后的废弃泥浆中加入所述固化剂，使得所述泥浆转化为固化体；将所述固化体静置预定时间。
所述固化剂占所述泥浆重量的10.6%-15.9%，在将所述固化剂加入所述泥浆的过程中，持续对所述泥浆进行搅拌。
将所述固化剂加入泥浆后，对泥浆进行搅拌，搅拌时间为5分钟至7分钟。
所述泥浆的含水量为90%-150%。
本发明的优点是，将本固化剂加入到初步脱水后的废弃泥浆中，可快速且低成本的将废弃泥浆固化，固化效果显著；固化后的泥浆可以方便的使用土方车进行运输，无需专门泥浆罐车运输再处理，大大降低了泥浆的处理费用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
实施例1：本实施例具体涉及一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂，该固化剂由如下重量百分比的组份构成：硅酸钠3%，减水剂0.6%，GS地基加固特种砂浆96.4%。
本实施例固化剂中，GS地基加固特种砂浆为主要配方，硅酸钠和减水剂为外加剂；硅酸钠为固体粉剂，作用为促进固化作用；减水剂是指一般用于混凝土早强的减水剂粉剂；减水剂可以使得固化剂与泥浆混合后更容易搅拌均匀。
GS地基加固特种砂浆（groung-strengthening special mortar）为水硬性粉体胶凝材料，既可以促进泥浆固化又比常规水泥便宜，可使泥浆固化时间、费用大大降低。其可由如下重量百分比的组份构成：矿渣微粉45%-65%、钢渣微粉5%-20%、脱硫粉煤灰5%-20%、脱硫石膏5%-10%、水泥2%-20%。本实施例中GS地基加固特种砂浆的重量百分比组份为：矿渣微粉50%、钢渣微粉5%、脱硫粉煤灰15%、脱硫石膏8%、水泥20%。
实施例2：本实施例与实施例1的主要区别在于GS地基加固特种砂浆、硅酸钠以及减水剂的重量组份；在本实施例中固化剂由如下重量百分比的组份构成：硅酸钠4%，减水剂0.8%，GS地基加固特种砂浆95.2%。
实施例3：本实施例与实施例1的主要区别在于GS地基加固特种砂浆、硅酸钠以及减水剂的重量组份；在本实施例中固化剂由如下重量百分比的组份构成：硅酸钠4.72%，减水剂0.94%，GS地基加固特种砂浆94.34%。
实施例4：本实施例与实施例1的主要区别在于GS地基加固特种砂浆、硅酸钠以及减水剂的重量组份；在本实施例中固化剂由如下重量百分比的组份构成：硅酸钠6%，减水剂1.3%，GS地基加固特种砂浆92.7%。
实施例5：本实施例与实施例1的主要区别在于GS地基加固特种砂浆、硅酸钠以及减水剂的重量组份；在本实施例中固化剂由如下重量百分比的组份构成：硅酸钠7%，减水剂1.5%，GS地基加固特种砂浆91.5%。
实施例6：本实施例具体涉及一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂的应用方法，本方法使用实施例1至5中任意一种的固化剂对废弃泥浆进行固化处理，本实施例的方法具体包括以下步骤：
1）向经过初步脱水处理后的废弃泥浆中加入固化剂，固化剂占泥浆质量的10.6%，本实施例中泥浆的含水量为100%；将固化剂加入泥浆的过程中，持续对泥浆进行搅拌，使得固化剂与泥浆充分混合；
2）将固化剂加入泥浆后，继续对泥浆进行搅拌，搅拌时间为5分钟至7分钟；混合完成后泥浆与固化剂充分反应，转化为固化体；
3）将固化体静置预定时间，固化体静置的时间越长，固化效果越好；泥浆固化处理后的固化效果可用微型贯入仪对固化体进行测定,根据测量的贯入阻力，可相应换算出固化体的地基承载力和压缩模量。当固化体的关于阻力达到预定值以后即可使用土方车直接外运，无需专门泥浆罐车运输再处理，大大降低了泥浆的处理费用。
发明人使用本实施例的方法以及实施例1至5中固化剂配比制备了五份固化体试样；作为对比，发明人还采用本实施例中的方法制备了两份对照组固化体，对照组固化体采用的固化剂组份为：
对照组份1：硅酸钠2%，减水剂0.4%， GS地基加固特种砂浆97.6%；
对照组份2：硅酸钠8%，减水剂2%， GS地基加固特种砂浆90%。
在加入固化剂72小时后对各固化体试样的贯入阻力进行测试，根据贯入阻力的测试结果可以进一步计算出相应试样的地基承载力、压缩模量；测试结果如表一所示，通过测试可知，采用本实施例的方法以及实施例1至5的固化剂可以快速有效的使泥浆固化，固化体的固化效果明显优于对照组份的固化效果。
表一反应72小时后各固化体试样的力学性能测试结果
本实施例的有益技术效果为：将本固化剂加入到初步脱水后的废弃泥浆中，可快速且低成本的将废弃泥浆固化，固化效果显著；固化后的泥浆可以方便的使用土方车进行运输，无需专门泥浆罐车运输再处理，大大降低了泥浆的处理费用。
实施例7：本实施例具体涉及一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂的应用方法，本方法使用实施例1至5中任意一种的固化剂对废弃泥浆进行固化处理，本实施例与实施例6的主要区别在于，本实施例中固化剂占泥浆重量的10.6%-15.9%之间，具体选取12%、14%以及15.9%这三个比例。
发明人使用本实施例的方法以及实施例1至5的固化剂制备了15份固化体试样；作为对比，发明人还采用本实施例的方法制备了6份对照组固化体，对照组固化体采用的固化剂组份为：
对照组份1：硅酸钠2%，减水剂0.4%， GS地基加固特种砂浆97.6%；
对照组份2：硅酸钠8%，减水剂2%， GS地基加固特种砂浆90%。
在加入固化剂72小时后对各固化体试样的贯入阻力进行测试；测试结果如表二所示，通过测试可知，采用本实施例的方法以及实施例1至5的固化剂可以快速有效的使泥浆固化，固化体的固化效果明显优于对照组份的固化效果；此外，增加固化剂的添加量可以有效增强固化效果。
表二反应72小时后各固化体试样的力学性能测试结果
实施例8：本实施例具体涉及一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂的应用方法，本方法使用实施例1至5中任意一种的固化剂对废弃泥浆进行固化处理，本实施例与实施例6的主要区别在于固化剂的添加量；本实施例中固化剂占泥浆重量的10.6%-15.9%之间，具体选取15.9%、14%以及12%这三个比例。
发明人使用本实施例的方法、实施例1至5的固化剂以及两种对照组固化剂制备了28份固化体试样；对照组固化剂的重量组份为：
对照组份1：硅酸钠2%，减水剂0.4%， GS地基加固特种砂浆97.6%；
对照组份2：硅酸钠8%，减水剂2%， GS地基加固特种砂浆90%。
在固化剂加入泥浆后的90小时内，每隔1小时测试各固化体试样的贯入阻力，并记录固化体的贯入阻力首次大于1.8N（废弃处理的最低要求）时的反应耗时；测试结果如表三所示；从表三的数据可知，采用两个对照组份的固化体试样的固化效果均无法在需要的时间（72h）内达到废弃处理的最低要求；此外反应耗时随固化剂的添加量的增加而缩短；实施例5的固化剂的固化效果优于其他组份的固化剂。
表三各固化体试样的反应耗时测试结果
。
Claims (7)
1.一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂，其特征在于所述固化剂由如下重量百分比的组份构成：硅酸钠4.72%-7%，减水剂0.6%-0.94%，其余为GS地基加固特种砂浆，所述GS地基加固特种砂浆由如下重量百分比的组份构成：矿渣微粉45%-65%、钢渣微粉5%-20%、脱硫粉煤灰5%-20%、脱硫石膏5%-10%、水泥2%-20%。
2.根据权利要求1所述的一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂，其特征在于所述固化剂由如下重量百分比的组份构成：硅酸钠4.72%-6%，减水剂0.8%-0.94%，其余为GS地基加固特种砂浆。
3.根据权利要求1所述的一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂，其特征在于所述固化剂由如下重量百分比的组份构成：硅酸钠4.72%，减水剂0.94%，其余为GS地基加固特种砂浆。
4.一种涉及权利要求1-3中任一所述的用于固化处理废弃泥浆的固化剂的应用方法，其特征在于所述应用方法包括以下步骤：向经过初步脱水处理后的废弃泥浆中加入所述固化剂，使得所述泥浆转化为固化体；将所述固化体静置预定时间。
5.根据权利要求4所述的一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂的应用方法，其特征在于：所述固化剂占所述泥浆重量的10.6%-15.9%，在将所述固化剂加入所述泥浆的过程中，持续对所述泥浆进行搅拌。
6.根据权利要求4所述的一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂的应用方法，其特征在于：将所述固化剂加入泥浆后，对泥浆进行搅拌，搅拌时间为5分钟至7分钟。
7.根据权利要求4所述的一种用于固化处理废弃泥浆的固化剂的应用方法，其特征在于：所述泥浆的含水量为90%-150%。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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Address after: 200093 No. 38 Shui Feng Road, Yangpu District, Shanghai. Applicant after: SGIDI ENGINEERING CONSULTING (Group) Co.,Ltd. Address before: 200032 18, building 681, Xiao Mu Qiao Road, Xuhui District, Shanghai. Applicant before: SHANGHAI GEOTECHNICAL INVESTIGATIONS & DESIGN INSTITUTE Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Address after: 200093 No. 38 Shui Feng Road, Yangpu District, Shanghai. Patentee after: Shanghai Survey, Design and Research Institute (Group) Co.,Ltd. Address before: 200093 No. 38 Shui Feng Road, Yangpu District, Shanghai. Patentee before: SGIDI ENGINEERING CONSULTING (Group) Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |