CN109180126A

CN109180126A - 一种高含水率粘土固化剂及其应用

Info

Publication number: CN109180126A
Application number: CN201811165771.0A
Authority: CN
Inventors: 张玉苹; 罗清波; 郑宜枫; 左申兵; 詹廷君; 张婷婷; 冯晓新; 周海波; 金启刚; 蒲施宇
Original assignee: City College Southwest University Of Science And Technology
Current assignee: City College Southwest University Of Science And Technology
Priority date: 2018-10-08
Filing date: 2018-10-08
Publication date: 2019-01-11

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

一种高含水率粘土固化剂及其应用

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

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。