CN107879569A - 一种新型有机无机复合淤泥固化剂及其使用方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型有机无机复合淤泥固化剂，由以下质量百分比的功能组分制成：水泥58.8～60.5％、生石灰19.4～21.5％、高铁酸钾4.5～5.3％、高分子吸水树脂14.8～15.2％，各功能组分的百分比之和为100％。本发明还包括使用方法和应用。本发明具有各功能组分易获得、掺量少、成本低、效果好等优势，与淤泥搅拌养护后可直接用作道路路基填料，实现了淤泥的资源化利用。

Description

一种新型有机无机复合淤泥固化剂及其使用方法和应用
技术领域
本发明涉及土工建筑材料领域，尤其涉及一种新型有机无机复合淤泥固化剂及其使用方法和应用。
背景技术
为了适应港口河道和岸堤工程的发展速度，使得河道能够通常运行和正常泄洪以及改善湖泊水质，我国每年都会展开大规模的疏浚和清淤工程。由此产生的大量淤泥，具有黏粒含量高、含水率高、有机质高、强度低等特性而难以在工程中直接利用，往往采用征用场地贮存或者外海抛淤等方式进行处理，带来了工程造价增加、占用土地和环境污染等问题。
目前，在国内外长期的工程的实践中，总结了处理淤泥的3种主要方法，包括物理脱水处理法、热(烧结)处理法和化学固化处理法。前两种方法仅适合用于处理小批量、高含水率的淤泥，若处理大量的淤泥则所需配套设备的购置成本相对较高。化学固化处理是在淤泥中加入相关固化材料，通过机械搅拌使淤泥与固化材料混合均匀，两者之间发生一系列的物理化学反应，从而改变淤泥的物理力学性质，达到并满足工程需要。因此，化学固化处理法是相对简单、经济且适用于大量淤泥处理的措施。
现有大量的研究主要集中在通过将淤泥进行固化处理，使之变成可被直接利用的土工建筑材料或者路基填充材料，常用的固化材料有水泥和石灰，其中水泥主要用于提高淤泥的强度，生石灰具有减少盐渍成分影响的效果。但遇到含水率高且富含有机质的淤泥时，往往这一类的固化材料所固化的淤泥强度偏低，无侧限抗压强度实验值仅在1MPa左右，难以满足路基工程的要求。研究表明，水泥固化淤泥时，固化土的强度随水泥掺量的增加而增大，而增加水泥掺量不仅使土体趋于脆性，还增加了处理成本。当淤泥中富含有机质时，其中的腐殖酸对水泥的水化反应有抑制作用，不利于水泥水化产物的生成。因此，开发一种施工方便、价格低廉、性能优越、无毒环保的新型固化剂是目前迫切需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种施工方便、价格低廉、性能优越、无毒环保，固化处理后的淤泥能满足路基工程的要求的新型有机无机复合淤泥固化剂及其使用方法和应用。
本发明的实施例提供一种新型有机无机复合淤泥固化剂，由以下质量百分比的功能组分制成：水泥58.8～60.5％、生石灰19.4～21.5％、高铁酸钾4.5～5.3％、高分子吸水树脂14.8～15.2％，各功能组分的百分比之和为100％。
进一步，所述水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
进一步，所述生石灰为白色粉末状固体，且粒度为200目标准方筛筛余量小于10％，生石灰中CaO的含量大于98％。
进一步，所述高铁酸钾为暗紫色有光泽粉末状固体，且粒度为200目标准方筛筛余量小于10％，高铁酸钾中K2FeO4的含量大于98.5％。
进一步，所述高分子吸水树脂为白色粉末状固体，且粒度为200目标准方筛筛余量小于1.0％。
进一步，所述高分子吸水树脂由以下质量百分比的原料制成：低交联型聚丙烯酸钠88～92％、水8～10％、交联剂0.5～1.0％，所述低交联型聚丙烯酸钠中钠的含量为24.5％，所述水中NaCl的含量为0.9％，且吸收倍率大于45g/g。
一种新型有机无机复合淤泥固化剂的使用方法，取一定质量的淤泥，将固化剂掺入淤泥中，搅拌均匀后静置，保证固化剂与淤泥充分反应，即将淤泥转化为土工建筑材料。
进一步，所述固化剂的掺入量为淤泥质量的8～10％。
一种新型有机无机复合淤泥固化剂的应用，所述固化剂作为处理道路路基填料的固化剂应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：根据淤泥的特性，分别从促进水泥水化凝结硬化、减薄双电层、水分转化等角度选择合适的相应功能组分，并通过单掺试验和正交试验来确定各功能组分的最优掺量比例，本发明的固化剂中的水泥与黏土颗粒相互作用，生成的水泥胶凝体和水化物结晶提高了淤泥的强度；生石灰与水反应生成的Ca(OH)2促进水泥硬凝反应的进行，并减少盐渍成分的不利影响；高铁酸钾氧化裂解淤泥中的有机质，消除腐殖酸对水泥水化反应的不利影响，反应产物中的三价铁离子与黏土颗粒表面的低价离子发生离子交换，减薄双电层，促进土颗粒自身凝聚；高分子吸水树脂具有极强的吸水性和保水性，可将淤泥中大量的自由水转化为水合水和吸附水，并稳定存在于高分子吸水树脂中，从而增加土颗粒间的连接，提高淤泥强度；本发明具有各功能组分易获得、掺量少、成本低、效果好等优势，与淤泥搅拌养护后可直接用作道路路基填料，实现了淤泥的资源化利用。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地描述。
本发明的实施例提供了一种新型有机无机复合淤泥固化剂，由以下质量百分比的功能组分制成：水泥58.8～60.5％、生石灰19.4～21.5％、高铁酸钾4.5～5.3％、高分子吸水树脂14.8～15.2％，各功能组分的百分比之和为100％。
水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
生石灰为白色粉末状固体，且粒度为200目标准方筛筛余量小于10％，生石灰中CaO的含量大于98％。
高铁酸钾为暗紫色有光泽粉末状固体，且粒度为200目标准方筛筛余量小于10％，高铁酸钾中K2FeO4的含量大于98.5％。
高分子吸水树脂为白色粉末状固体，且粒度为200目标准方筛筛余量小于1.0％，高分子吸水树脂由以下质量百分比的原料制成：低交联型聚丙烯酸钠88～92％、水8～10％、交联剂0.5～1.0％，所述低交联型聚丙烯酸钠中钠的含量为24.5％，所述水中NaCl的含量为0.9％，且吸收倍率大于45g/g。
一种新型有机无机复合淤泥固化剂的使用方法，取一定质量的淤泥，将固化剂掺入淤泥中，在一实施例中，固化剂的掺入量为淤泥质量的8～10％，搅拌均匀后静置，保证固化剂与淤泥充分反应，即将淤泥转化为土工建筑材料。
一种新型有机无机复合淤泥固化剂的应用，所述固化剂作为处理道路路基填料的固化剂应用。
具体应用例1
研究对象选用武汉某地区的淤泥，其基本物理性质指标见表1，新型有机无机复合淤泥固化剂各功能组分的质量百分比见表2。
表1武汉淤泥的基本物理指标
表2新型有机无机复合淤泥固化剂各功能组分的质量百分比
取一定质量的淤泥，按淤泥质量的8％掺入固化剂，搅拌均匀后静置24h，保证复合淤泥固化剂与淤泥充分反应，得到固化淤泥，即将淤泥转化为土工建筑材料，将固化淤泥采用静压制样法制成3个Φ39.1×80mm的圆柱状试件，脱模后置于湿度95％，温度20±2℃的养护箱中养护；养护7天后进行无侧限抗压试验，获得试样无侧限抗压强度，见表3。
表3固化淤泥无侧限抗压强度
从表3中可以看出掺入固化剂后得到的固化淤泥的抗压强度在3.4-3.8MPa。
具体应用例2
研究对象选用广州某地区的淤泥，其基本物理性质指标见表4，新型有机无机复合淤泥固化剂各功能组分的质量百分比见表5。
表4广州淤泥的基本物理指标
表5新型有机无机复合淤泥固化剂各功能组分的质量百分比
取一定质量的淤泥，按淤泥质量的10％掺入固化剂，搅拌均匀后静置24h，保证复合淤泥固化剂与淤泥充分反应，得到固化淤泥，即将淤泥转化为土工建筑材料；将固化淤泥采用静压制样法制成3个Φ39.1×80mm的圆柱状试件，脱模后置于湿度95％，温度20±2℃的养护箱中养护；养护7天后进行无侧限抗压试验，获得试样无侧限抗压强度，见表6。
表6新型有机无机复合淤泥固化剂各功能组分的质量百分比
从表6中可以看出掺入固化剂后得到的固化淤泥的抗压强度在3.9-4.3MPa。
本发明根据淤泥的特性，分别从促进水泥水化凝结硬化、减薄双电层、水分转化等角度选择合适的相应功能组分，并通过单掺试验和正交试验来确定各功能组分的最优掺量比例，本发明的固化剂中的水泥与黏土颗粒相互作用，生成的水泥胶凝体和水化物结晶提高了淤泥的强度；生石灰与水反应生成的Ca(OH)2促进水泥硬凝反应的进行，并减少盐渍成分的不利影响；高铁酸钾氧化裂解淤泥中的有机质，消除腐殖酸对水泥水化反应的不利影响，反应产物中的三价铁离子与黏土颗粒表面的低价离子发生离子交换，减薄双电层，促进土颗粒自身凝聚；高分子吸水树脂具有极强的吸水性和保水性，可将淤泥中大量的自由水转化为水合水和吸附水，并稳定存在于高分子吸水树脂中，从而增加土颗粒间的连接，提高淤泥强度；本发明具有各功能组分易获得、掺量少、成本低、效果好等优势，与淤泥搅拌养护后可直接用作道路路基填料，实现了淤泥的资源化利用。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型有机无机复合淤泥固化剂，其特征在于，由以下质量百分比的功能组分制成：水泥58.8～60.5％、生石灰19.4～21.5％、高铁酸钾4.5～5.3％、高分子吸水树脂14.8～15.2％，各功能组分的百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的新型有机无机复合淤泥固化剂，其特征在于，所述水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的新型有机无机复合淤泥固化剂，其特征在于，所述生石灰为白色粉末状固体，且粒度为200目标准方筛筛余量小于10％，生石灰中CaO的含量大于98％。
4.根据权利要求1所述的新型有机无机复合淤泥固化剂，其特征在于，所述高铁酸钾为暗紫色有光泽粉末状固体，且粒度为200目标准方筛筛余量小于10％，高铁酸钾中K2FeO4的含量大于98.5％。
5.根据权利要求1所述的新型有机无机复合淤泥固化剂，其特征在于，所述高分子吸水树脂为白色粉末状固体，且粒度为200目标准方筛筛余量小于1.0％。
6.根据权利要求1所述的新型有机无机复合淤泥固化剂，其特征在于，所述高分子吸水树脂由以下质量百分比的原料制成：低交联型聚丙烯酸钠88～92％、水8～10％、交联剂0.5～1.0％，所述低交联型聚丙烯酸钠中钠的含量为24.5％，所述水中NaCl的含量为0.9％，且吸收倍率大于45g/g。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的新型有机无机复合淤泥固化剂的使用方法，其特征在于，取一定质量的淤泥，将固化剂掺入淤泥中，搅拌均匀后静置，保证固化剂与淤泥充分反应，即将淤泥转化为土工建筑材料。
8.根据权利要求7所述的新型有机无机复合淤泥固化剂的使用方法，其特征在于，所述固化剂的掺入量为淤泥质量的8～10％。
9.一种如权利要求1-6任一项所述的新型有机无机复合淤泥固化剂的应用，其特征在于，所述固化剂作为处理道路路基填料的固化剂应用。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112500040A (zh) * 2020-12-03 2021-03-16 河海大学 一种联合微生物及高分子树脂快速资源化利用软土的方法
CN114716122A (zh) * 2022-05-06 2022-07-08 九江学院 一种市政脱水污泥固化工艺
CN116655325A (zh) * 2023-06-01 2023-08-29 浙江湖州赛诚生态科技有限公司 一种用于滨海淤泥的高耐久型稳定固化剂及其制备方法
CN116768435A (zh) * 2023-05-29 2023-09-19 浙江湖州赛诚生态科技有限公司 一种环境友好型淤泥稳定固化剂及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105198367A (zh) * 2015-08-17 2015-12-30 广州市建筑科学研究院有限公司 一种常温快速固化淤泥的固化剂及其使用方法
CN105800893A (zh) * 2016-05-17 2016-07-27 上海电力学院 一种利用高铁酸钾氧化的污泥减量系统及其应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105198367A (zh) * 2015-08-17 2015-12-30 广州市建筑科学研究院有限公司 一种常温快速固化淤泥的固化剂及其使用方法
CN105800893A (zh) * 2016-05-17 2016-07-27 上海电力学院 一种利用高铁酸钾氧化的污泥减量系统及其应用

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112500040A (zh) * 2020-12-03 2021-03-16 河海大学 一种联合微生物及高分子树脂快速资源化利用软土的方法
CN114716122A (zh) * 2022-05-06 2022-07-08 九江学院 一种市政脱水污泥固化工艺
CN116768435A (zh) * 2023-05-29 2023-09-19 浙江湖州赛诚生态科技有限公司 一种环境友好型淤泥稳定固化剂及其制备方法
CN116768435B (zh) * 2023-05-29 2024-05-07 浙江赛诚生态科技有限公司 一种环境友好型淤泥稳定固化剂及其制备方法
CN116655325A (zh) * 2023-06-01 2023-08-29 浙江湖州赛诚生态科技有限公司 一种用于滨海淤泥的高耐久型稳定固化剂及其制备方法
CN117510152A (zh) * 2023-06-01 2024-02-06 浙江湖州赛诚生态科技有限公司 一种用于滨海淤泥的高耐久型稳定固化剂及其制备方法

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