CN109180126A - 一种高含水率粘土固化剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高含水率粘土固化剂及其应用,目的在于解决现有用于高含水率粘土的固化剂种类偏少,难以满足实际应用需要的问题。将本发明用于含水率超过60%的黏土时,能大幅降低土样含水量,提高土样的抗压强度。同时,本发明原料易得,成本低廉,使用方便,固化时间短,具有较高的应用价值和应用前景。本发明中,通过氯化钙、十二烷基苯璜酸钠、羟丙基甲基纤维素的添加,能够大幅提升土样的侧限抗压强度,且能与其他材料复配,不仅各自发挥作用,而且具有相互协同效应,材料之间搭接成三维立体结构,有效提升土样理化性能。同时,本发明的固化剂制备简单,使用方便,耐水性能好,可广泛应用于公路、铁路、地铁等工程。
Description
技术领域
本发明涉及土壤固化领域,具体为一种高含水率粘土固化剂及其应用。更进一步,本 发明提供的是一种固化剂,其能满足高含水率(含水率≥60%)粘土的固化需求,具有较好 的应用前景。
背景技术
与此同时,水体中的污染物不断在底泥中累积,并在一定条件下重新释放到上覆水体 中,底泥在一定程度上充当了水体的内源污染源。清淤疏浚是河道治理的常用方法之一, 然而疏浚过程中不可避免产生大量淤泥。疏浚淤泥一般具有含水率高、压缩性大、粒径细、 有机物含量高等特点,淤泥含水率高,常大于液限,呈流动状态,不仅不便于运输,而且不利于后续的资源化。不仅如此,随着国民经济的快速增长,地下交通不断发展,隧道工 程中,也会存在高含水率的粘土,此类粘土为软弱土,运输堆放均会造成污染。
如果不能及时妥善的处理,不仅占用大量的土地资源,还会造成严重的二次污染。因 此此类高含水率粘土的资源化利用是唯一的选择。高含水率粘土固化处理有效方式之一, 它是指向淤泥中加入一定量的固化材料,改善粘土的理化性质和力学性能,将其转变成满 足一定承载力要求的土体,应用到堤防工程、道路工程、填方工程和绿化工程中。
目前,现有技术中已经有部分采用高含水率粘土作为建筑材料的例子。例如,中国专 利CN201310183837.X公开了一种淤泥固化方法;中国专利CN201510522267.1公开了一种 无机淤泥固化剂、筑路材料及其制备方法;中国专利CN201310204944.6公开了一种环保型 淤泥固化方法;中国专利CN201210038042.5公开了一种淤(污)泥和软基础固化/稳定化的固化剂及其应用;中国专利CN201511033490.6公开了一种利用炉渣的淤泥固化剂;中国专利CN201210012249.5公开了一种淤泥固化剂及使用淤泥固化剂的淤泥固化方法。
然而,相应的固化剂种类还是相对较少,难以满足实际应用的需要。为此,本发明提 供一种高含水率粘土固化剂及其应用,以解决上述问题。
发明内容
本发明的发明目的在于:针对现有用于高含水率粘土的固化剂种类偏少,难以满足实 际应用需要的问题,提供一种高含水率粘土固化剂及其应用。将本发明用于含水率超过60% 的黏土时,能大幅降低土样含水量,提高土样的抗压强度。同时,本发明原料易得,成本 低廉,使用方便,固化时间短,能够大幅缩短土样固化时间,具有较高的应用价值和应用 前景。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种高含水率粘土固化剂,包括如下重量份数比的组分:35~40份水泥、10~15份粉煤 灰、10~15份石膏、3~8份矿渣、1~3.5份氯化钙、0.1~0.5份十二烷基苯璜酸钠、0.2~3.0份 羟丙基甲基纤维素。
包括如下重量份数比的组分:36~37份水泥、12~15份粉煤灰、12~15份石膏、5~6份 矿渣、1.5~2.0份氯化钙、0.2~0.4份十二烷基苯璜酸钠、0.5~1.0份羟丙基甲基纤维素。
包括如下重量份数比的组分:36份水泥、14份粉煤灰、15份石膏、6份矿渣、2.0份氯化钙、0.4份十二烷基苯璜酸钠、0.8份羟丙基甲基纤维素。
该固化剂采用包括如下方法的步骤制备而成:按配比称取各组分,混合均匀,即得产 品。
前述高含水率粘土固化剂在高含水率粘土固化中的应用。
所述高含水率粘土的含水率在60%以上。
以粘土的质量计,所述固化剂的添加量为粘土质量的3%~8%。
以粘土的质量计,所述固化剂的添加量为粘土质量的5%~6%。
针对含水率超过60%的黏土,无论是固化强度还是固化时间均存在较大的技术难点。 为此,发明在提高强度和缩短固化时间的要求下,开发一种高含水率黏土专用固化剂,同 时此种固化剂具有良好的经济性。该固化剂采用水泥、粉煤灰、石膏、矿渣、氯化钙、十二烷基苯璜酸钠、羟丙基甲基纤维素进行复配,通过组分之间的相互协同作用,使得本发明具有较好的力学性能,且大幅降低固化时间。本发明中,通过氯化钙、十二烷基苯璜酸钠、羟丙基甲基纤维素的添加,能够大幅提升土样的侧限抗压强度,且能与其他材料复配,不仅各自发挥作用,而且具有相互协同效应,材料之间搭接成三维立体结构,有效提升土样理化性能。同时,本发明的固化剂制备简单,使用方便,耐水性能好,固化时间可缩短 至1~3天,可广泛应用于公路、铁路、地铁等工程。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1为实施例1中抗压强度测试结果。
图2为实施例1中含水率测试结果。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特 征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代 特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而 已。
实施例1
采用如下表1的配比(重量份数比)制备固化剂。
序号 | 水泥 | 粉煤灰 | 石膏 | 矿渣 | 氯化钙 | 十二烷基苯璜酸钠 | 羟丙基甲基纤维素 |
1 | 35 | 10 | 10 | 8 | 3.5 | 0.5 | 3 |
2 | 40 | 15 | 15 | 6 | 2 | 0.4 | 0.8 |
3 | 36.5 | 12 | 13 | 6 | 2 | 0.3 | 0.7 |
4 | 37 | 13 | 12 | 6 | 1.5 | 0.4 | 0.6 |
将制备的固化剂进行测试,测试所采用的原土含水率为60.16%,抗压强0.1MPa。将本 实施例制备的固化剂进行测试,测试结果如图1、图2所示。图1中,序号左侧为实验第3天时的抗压强度,序号右侧为实验第7天时的抗压强度,序号1~4的抗压强度从左至右依次如图所示。图2中,上方曲线为实验第3天时的含水率测定结果,下方曲线为实验第7 天时的含水率测定结果。
实验结果表明,本发明能大幅提升土样的抗压降度,降低土样含水率,具有较好的应 用效果。同时,需要1~4的固化时间均在1~2天内,表明本发明能有效缩短固化时间,对于缩短固化周期具有明显的意义。
上述实验结果表明,本发明能用于高含水率粘土的固化,具有较高的应用价值和较好 的应用效果。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特 征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (8)
1.一种高含水率粘土固化剂,其特征在于,包括如下重量份数比的组分:35~40份水泥、10~15份粉煤灰、10~15份石膏、3~8份矿渣、1~3.5份氯化钙、0.1~0.5份十二烷基苯璜酸钠、0.2~3.0份羟丙基甲基纤维素。
2.根据权利要求1所述高含水率粘土固化剂,其特征在于,包括如下重量份数比的组分:36~37份水泥、12~15份粉煤灰、12~15份石膏、5~6份矿渣、1.5~2.0份氯化钙、0.2~0.4份十二烷基苯璜酸钠、0.5~1.0份羟丙基甲基纤维素。
3.根据权利要求或22所述高含水率粘土固化剂,其特征在于包括如下重量份数比的组分:36份水泥、14份粉煤灰、15份石膏、6份矿渣、2.0份氯化钙、0.4份十二烷基苯璜酸钠、0.8份羟丙基甲基纤维素。
4.根据权利要求1~3任一项所述高含水率粘土固化剂,其特征在于,该固化剂采用包括如下方法的步骤制备而成:按配比称取各组分,混合均匀,即得产品。
5.前述权利要求1~4任一项所述高含水率粘土固化剂在高含水率粘土固化中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,以粘土的质量计,所述固化剂的添加量为粘土质量的3%~8%。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,以粘土的质量计,所述固化剂的添加量为粘土质量的5%~6%。
8.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,所述高含水率粘土的含水率在60%以上。
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