CN116639946A - 淤泥固化剂及淤泥原位固化方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种淤泥固化剂及淤泥原位固化方法，涉及淤泥固化技术领域。淤泥固化剂包括以下组分硅铝酸盐熟料、粉煤灰、脱硫石膏、偏高岭土、膨润土、硅藻土、生石灰、矿渣和辅助剂，固化剂与淤泥中含钙物质中的阳离子、阴离子接触以后，发生聚合、稠化反应，形成相互交联的网格状聚合物链，包裹联接泥土颗粒并填充颗粒孔隙，直到整个泥土体系凝胶并固化粘结成整体，具有良好的力学性能、水稳定性、抗冻性、抗冲刷性和耐老化性。使用本发明的淤泥固化剂制备的生态护件，解决了传统木桩护岸岸坡水土流失严重、混凝土桩造价高、河底疏浚泥无法原位资源化利用等生态环境问题，同时打通了水生态系统与陆地生态系统，使护岸能够涵养水源、净化水质。

Description

淤泥固化剂及淤泥原位固化方法

技术领域

本申请涉及淤泥固化技术领域，特别涉及一种淤泥固化剂及淤泥原位固化方法。

背景技术

为了维持河湖正常的泄洪和畅通以及改善水质等问题，我国每年都会开展大规模的河湖疏浚清淤，由此产生大量的疏浚泥。

由于疏浚泥其天然含水量高、有机质和重金属含量高、压缩性大、抗剪强度低，具有触变性和流态性，导致其运输困难、填埋堆放会占用大量的土地资源且易造成二次污染、工程性质差，不能直接为工程所应用。

因此，河道疏浚泥无害化处理及资源化应用等问题成为世界性的难题，很多国家为此也耗费巨资进行相关的研究与处理。

通过技术处理将废弃的淤泥转化为能利用的再生建材资源成为当前国内外专家和学者研究的主流方向。

目前，传统河湖疏浚泥的处置方法主要有抛泥处理、吹填造地、物理脱水、焚烧等，这些传统的处置方法存在占用宝贵的土地资源，运输费用巨大，处理成本高，处理周期长，淤泥中的重金属等有害物质可能对环境造成二次污染等问题。

化学固化法虽然可以通过控制固化剂的配方及掺量以满足各种工程的需要，但需要周转处理，运输成本较高，且市场常用水泥为固化剂的主要原料，生产水泥本身就对环境有一定污染，以牺牲环境为代价，且经济效益不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种淤泥固化剂及其原位应用方法，针对当前我国城乡河道普遍存在的疏浚淤泥资源化利用困难、处理成本高、岸坡坍塌水土流失严重、河床淤积、底泥重金属污染等生态环境问题，以及湖泊护坡水土流失严重等问题，经过反复研究探索和实践论证的一项生态、安全、实用、无二次污染且能产生高价值；

就地取材、就地利用的原位应用方法，固化后的淤泥具有高强度、水稳定性、重金属吸附性和抗流水冲刷性，满足护岸、护坡结构体的相关要求，而且代替传统的水泥混凝土板桩、木桩等刚性硬质护岸，降低成本的同时具有良好的涵养水源、净化水质的生态特性，满足河道景观优化和生态环境恢复的功能，实现了水岸同治以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本申请的第一方面，提供一种淤泥固化剂，包括以下组分：

硅铝酸盐熟料、粉煤灰、脱硫石膏、偏高岭土、膨润土、硅藻土、生石灰、矿渣和辅助剂，辅助剂包括防水剂、吸附剂；

防水剂由30%乳胶粉、60%酚醛树脂和10%聚乙烯醇组成的复配聚合物乳液；

吸附剂由65%沸石粉和35%磷石灰组成的复配物；

上述组分质量份：硅铝酸盐熟料30%~40%、粉煤灰10%~20%、脱硫石膏5%~10%、偏高岭土5%~8%、膨润土3%~8%、硅藻土3%~8%、生石灰10%~20%、矿渣5%~10%、防水剂2%~5%、吸附剂3%~8%。

优选的，辅助剂还包括减水剂，减水剂是粉状聚羧酸，该淤泥固化剂包括以下组分及其质量份：

硅铝酸盐熟料30%~40%、粉煤灰10%~20%、脱硫石膏5%~10%、偏高岭土5%~8%、膨润土3%~8%、硅藻土3%~8%、生石灰10%~20%、矿渣5%~10%、防水剂2%~5%、吸附剂3%~8%、减水剂0.1~2%。

淤泥固化剂是一种用于固化淤泥使其达到建材性能的固化剂，固化剂与淤泥中含钙物质中的阳离子、阴离子接触以后，发生聚合、稠化反应，形成相互交联的网格状聚合物链，包裹联接泥土颗粒并填充颗粒孔隙，直到整个淤泥体系凝胶并固化粘结成整体，用湿态自然养护的方式经过养护期养护，具有良好的力学性能、水稳定性、抗冻性、抗冲刷性和耐老化性。

本申请的第二方面，本申请还提供一种应用上述淤泥固化剂的淤泥原位固化方法，包括以下步骤：

步骤1：在航道岸边进行平整场地、放线定位，部署固化模具；

步骤2：使用疏浚船，将河底淤泥搅动，使其与水流融合形成疏浚泥；

步骤3：利用机械吸泥设备将河中疏浚泥吸入车载搅拌装置中，疏浚泥与淤泥固化剂经车载装置计量后通过分流阀实现初步混合，再经车载搅拌装置强力搅拌混合，搅拌30分钟，使二者充分混合均匀使疏浚泥中重金属等物质的稳定；搅拌期间每隔6分钟改变一次搅动方向；充分搅拌并调制成具有流动性的固化淤泥土浆料液；

固化淤泥土浆料液中，淤泥固化剂、疏浚泥的质量比为(5%~30%)∶(70%~90%)；

步骤4：将步骤3制得的固化淤泥土浆料液泵送到固化模具中，制得生态护件；

步骤5：将步骤4制得的生态护件自然养护。

优选的，固化模具是一体式成砖机上设置的固化砖模具，生态护件是生态护坡砖；

淤泥固化剂包括以下组分及其质量份：

硅铝酸盐熟料30%~40%、粉煤灰10%~20%、脱硫石膏5%~10%、偏高岭土5%~8%、膨润土3%~8%、硅藻土3%~8%、生石灰10%~20%、矿渣5%~10%、防水剂2%~5%、吸附剂3%~8%；

在生态护坡砖的砖坯硬化24h后，将砖、模分离，生态护坡砖养护龄期为7天。

优选的，固化模具是固化桩模具，生态护件是生态护岸桩；

放线定位是使用静压桩机在距离岸边0.5m~1m的位置打设固化桩模具；

淤泥固化剂包括以下组分及其质量份：

硅铝酸盐熟料30%~40%、粉煤灰10%~20%、脱硫石膏5%~10%、偏高岭土5%~8%、膨润土3%~8%、硅藻土3%~8%、生石灰10%~20%、矿渣5%~10%、防水剂2%~5%、吸附剂3%~8%、减水剂0.1~2%；

在生态护岸桩上表面铺设将施压结构，周期为28天，待生态护岸桩达到预期的强度时，对生态护岸桩的质量检测后，对地基进行填土，撤去施压结构，生态护岸桩养护龄期为7天。

优选的，固化桩模具包括双层沉管和桩头，双层沉管底部设有可拆卸连接的桩头，双层沉管包括内管和外管，内管套设在外管之中，内管与外管之间设有沉管夹层，在沉管夹层中插设有多个土工筋材，土工筋材一端固定在桩头顶部，另一端穿出双层沉管顶部，桩头顶部设有多个筋材固定孔，土工筋材底部与筋材固定孔固定连接；

上述步骤4，将固化淤泥土浆料液泵送到固化模具过程中，泵体的输入端伸入双层沉管的沉管夹层中，启动泵体，输入端向沉管夹层内输送固化淤泥土浆料液，泵体在输入固化淤泥土浆料液的同时将双层沉管逐步上提，使土工筋材在桩体内部外周形成筋材套筒，筋材套筒起限制桩身鼓胀的作用；双层沉管与桩头分离，桩头埋留在地基内；双层沉管完全脱离地基以后，固化淤泥土浆料液注至地基表面，形成生态护岸桩。

优选的，双层沉管逐步上提过程是先拔内管，再拔外管，使土工筋材保持在桩体内部外周。

优选的，施压结构包括土工布、第一夹板、气囊和第二夹板，气囊设置在第一夹板与第二夹板之间，第一夹板沿着圆周表面开设第一夹板孔，第二夹板沿着圆周表面开设第二夹板孔，且第一夹板孔和第二夹板孔与土工筋材伸出桩顶部分适配；第一夹板下方设置有土工布，土工布的铺设将施压结构与生态护岸桩表面形成一个隔离；在伸出第二夹板的土工筋材的端部安装紧固装置；气囊连接加压装置，气囊充气使第二夹板和第一夹板之间受到挤压，向第一夹板施加正向压力，在生态护岸桩中产生正应力。

淤泥原位固化方法解决了传统木桩护岸岸坡水土流失严重、混凝土桩造价高、河底疏浚泥无法原位资源化利用等生态环境问题，同时打通了水生态系统与陆地生态系统，使护岸能够涵养水源、净化水质。

其中，需要说明的是，上述各个方面中的任意一个方面的各种可能的实现方式，在方案不矛盾的前提下，均可以进行组合。

附图说明

图1是一种固化桩模具的结构示意图。

图2是一种带有筋材固定孔的桩头的结构示意图。

图3是一种生态护岸桩的制备工艺流程图。

图4是一种预应力施压结构成桩装置的结构示意图。

图5是淤泥砖应力-应变曲线（t=7d）受减水剂影响的示意图。

图6是淤泥砖应力-应变曲线（t=28d）受减水剂影响的示意图。

附图标记说明：

1. 双层沉管；2. 桩头；3. 沉管夹层；4. 土工筋材；

5.土工布；6. 气囊；7. 加压装置；8 第一夹板；9.第二夹板，10.紧固装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供一种淤泥固化剂，按以下方法制成：

将硅铝酸盐熟料、粉煤灰、脱硫石膏、偏高岭土、膨润土、硅藻土、生石灰、矿渣依次加入到容器中，均匀混合，制的固化剂半成品；

在半成品中加入辅助剂，辅助剂包括防水剂、吸附剂，均匀混合，制成固化剂；

硅铝酸盐熟料、粉煤灰、脱硫石膏、偏高岭土、膨润土、硅藻土、生石灰、矿渣、防水剂、吸附剂的质量份为：硅铝酸盐熟料30%~40%、粉煤灰10%~20%、脱硫石膏5%~10%、偏高岭土5%~8%、膨润土3%~8%、硅藻土3%~8%、生石灰10%~20%、矿渣5%~10%、防水剂2%~5%、吸附剂3%~8%。

根据淤泥的特性和处理要求调整固化剂的水化性能和流动性，以获得最佳得固化效果，上述的辅助剂还包括减水剂，以适用于以下情况：

1、高含水量淤泥：如果淤泥的含水量较高，可能会导致混合物黏稠、流动性差，在这种情况下，通过添加减水剂可以降低水灰比，改善混合物的流动性；

2、高粘度淤泥：某些淤泥可能具有较高的粘度，难以在施工过程中有效搅拌、铺设或成型，添加减水剂可以降低粘度，提高淤泥的可加工性；

3、高要求的工作性能：如果对淤泥固化剂的施工工艺有较高的要求，例如需要在复杂形状的地形上进行铺设或填充，或需要快速施工完成，那么添加减水剂可以提供更好的施工工作性能。

上述防水剂为30%乳胶粉、60%酚醛树脂、10%聚乙烯醇复配而成的聚合物乳液；

用以提高固化后淤泥的抗水渗透性，减少吸水和分解。

上述吸附剂由65%沸石粉、35%磷石灰复配而成；

有助于吸附和固定淤泥中的有害物质，减少其释放和污染风险，其中沸石粉有自身的物理吸附作用，有效吸附淤泥中含有的氯，与磷石灰按65%沸石粉和35%磷石灰复配，与固化剂整体使用，和固化剂中其他成分产生化学作用，化学吸附。

上述减水剂是粉状聚羧酸减水剂：粉状聚羧酸减水剂在淤泥固化中的作用是减少水泥需水量、改善流动性、提高固化剂的强度和稳定性，并控制淤泥的凝结时间。

使用本发明淤泥固化剂的淤泥原位固化方法，包括以下步骤：

步骤1：在航道岸边进行平整场地、放线定位，并部署固化模具；

步骤2：通过使用疏浚船，将河底淤泥搅动，使其与水流融合形成疏浚泥；

步骤3：利用机械吸泥设备将河中疏浚泥吸入车载搅拌装置中，疏浚泥与淤泥固化剂经车载装置计量后通过分流阀实现初步混合，再经车载搅拌装置强力搅拌混合，使二者充分混合均匀，从而促进重金属等捕集更充分，使疏浚泥中重金属等物质的稳定，搅拌30分钟让疏浚泥和淤泥固化剂混合均匀，为使充分混合，每隔6分钟改变一次搅动方向；充分搅拌并调制成具有流动性的固化淤泥土浆料液；

固化淤泥土浆料液中，淤泥固化剂、疏浚泥的质量比为(5%~30%)∶(70%~90%)；

步骤4：将步骤3制得的固化淤泥土浆料液泵送到固化模具中，制得生态护件。

实施例1：

一种用于制备生态护件的淤泥固化剂，包括以下组分及其质量份：

硅铝酸盐熟料30%，粉煤灰15%，脱硫石膏8%，偏高岭土8%，膨润土5%，硅藻土5%，生石灰15%，矿渣5%，防水剂4%，吸附剂4%，减水剂1%，其中防水剂为30%乳胶粉、60%酚醛树脂、10%聚乙烯醇复配而成的聚合物乳液；吸附剂由65%沸石粉、35%磷石灰复配而成；

减水剂是粉状聚羧酸。

应用上述淤泥固化剂对淤泥原位制备生态护岸桩，请参阅图1，图1出示了一种固化桩模具的结构，该模具包括双层沉管1和桩头2，双层沉管1底部设有可拆卸连接的桩头2，双层沉管1包括内管和外管，内管套设在外管之中，内管与外管之间设有沉管夹层3，在沉管夹层3中插设有多个土工筋材4，双层沉管1顶部土工筋材4一端固定在桩头2顶部，另一端穿出双层沉管1顶部，具体的，请参阅图2，图2出示了一种带有筋材固定孔的桩头的结构，桩头2顶部设有多个筋材固定孔，土工筋材4底部与筋材固定孔固定连接。

请参阅图3，图3出示了一种生态护岸桩的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1：在航道岸边进行场地勘察，平整场地，放线定桩，静压桩机在距离岸边0.5m~1m的位置打设沉管；

步骤2：在桩头2顶部的筋材固定孔呈环形分布，分别将土工筋材4的一端与筋材固定孔连接；

步骤3：双层沉管1之间形成双层沉管夹层3，将土工筋材4放置在双层沉管1的内管外侧，最终伸出双层沉管1顶部，伸出的距离在50cm左右；

步骤4：使疏浚泥和淤泥固化剂均匀混合，制得固化淤泥土浆料液，固化淤泥土浆料中：淤泥固化剂、疏浚泥、减水剂的质量比为(5%~30%)∶(70%~90%)；

步骤5：将桩头2与双层沉管1形成的固化桩模具通过桩机压入地基中，泵体的输入端伸入双层沉管1的沉管夹层3中，启动泵体，输入端向沉管夹层3内输送固化淤泥土浆料液，泵体在输入固化淤泥土浆料液的同时将双层沉管1逐步上提；优选的，先拔内管，再拔外管，目的在于使土工筋材4在桩体内部外周，所有土工筋材4形成筋材套筒，筋材套筒起限制桩身鼓胀的作用；双层沉管1与桩头2分离，桩头2埋留在地基内；

步骤6：双层沉管1与桩头2分离后，与桩头2上筋材固定孔连接的土工筋材4留在固化淤泥土浆料液内，待双层沉管1完全脱离地基以后，固化淤泥土浆料液注至地基表面，此时生态护岸桩形成；

步骤7：请参阅图4，图4出示了一种预应力施压结构成桩装置，在形成的生态护岸桩上表面铺设土工布5，土工布5的铺设将施压结构与生态护岸桩表面形成一个隔离，在土工布5的表面由下至上顺次布设第一夹板8、气囊6以及第二夹板9，第一夹板8沿着圆周表面开设第一夹板孔，第二夹板9沿着圆周表面开设第二夹板孔，且第一夹板孔和第二夹板孔与土工筋材4伸出桩顶部分适配；

步骤8：在伸出第二夹板9的土工筋材4的端部安装紧固装置10，气囊6连接加压装置7，向气囊6内充气，使紧固装置10收紧，气囊6在第二夹板9和第一夹板8之间受到挤压，向第一夹板8施加正向压力，在生态护岸桩中产生正应力；

此时，固化淤泥土浆料液中的固化剂未完全起作用，在正应力的作用下，固化淤泥土浆料液中的水会向土工筋材4中运移，并通过土工筋材4向桩顶排出；

此时，固化淤泥土浆料液发生固结，变得更加致密，土工筋材4在生态护岸桩中起到良好的加筋和套筒作用，提高了生态护岸桩的抗压及抗拉强度；

步骤9：待生态护岸桩达到预期的强度时，一般的这个周期为28天，对生态护岸桩的质量检测后，对地基进行填土；

此时，需继续对生态护岸桩进行加压，加压的时间是由后续工序确定，一般的是大于28天，松开紧固装置10，移除加压装置7，拆除第一夹板8、气囊6以及第二夹板9。

施工准备阶段质量控制

1、进行硅铝酸盐熟料、生石灰等固化材料的室内掺和比试验，确定设计掺合比；

2、进行现场工艺试验，确定和修正设计参数；

3、确定工艺流程，建立质量保证体系。

沉桩施工质量控制

1、检查固化桩的规格、型号、尺寸及有无断裂等质量问题；

2、桩位偏差不得大于50 mm，垂直度偏差不得大于1.0%，桩顶标高偏差不得超过50mm。

静载荷试验质量控制

固化桩应采用单桩或复合地基静载荷试验检验其承载力，静载荷试验宜在成桩28d后进行，每个单位工程不宜少于3点。

采用本申请的淤泥固化剂制备的生态护岸桩有较好的整体抗水分散性、力学性能、抗水流冲刷性、生态环保无毒性、不需要特别养护等特点。

生态护岸桩实验用疏浚泥的含水率有104%、120%、160%。

经过测试，本发明制备的生态护岸桩28天抗压强度满足国家标准，具体见表1。

本申请的淤泥固化剂试样浸出液毒性检测符合GB 3838—2002《地表水环 境质量标准》中Ⅲ类水质标准限值要求，具体见表2。

表1 桩基检测表

表2 淤泥固化剂浸出液毒性测试结果

实施例2：

一种用于制备生态护件的淤泥固化剂，包括以下组分及其质量份：

硅铝酸盐熟料30%，粉煤灰15%，脱硫石膏8%，偏高岭土8%，膨润土5%，硅藻土5%，生石灰15%，矿渣5%，防水剂4%，吸附剂5%，其中：

防水剂为30%乳胶粉、60%酚醛树脂、10%聚乙烯醇复配而成的聚合物乳液；

吸附剂由65%沸石粉、35%磷石灰复配而成。

应用上述淤泥固化剂对淤泥原位制备生态护坡砖，本申请提供一种生态护坡砖的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1：在航道岸边进行场地勘察，平整场地，放线定位，部署一体式成砖机，一体式成砖机上设有固化砖模具；

步骤2：通过使用疏浚船，将河底淤泥搅动，使其与水流融合形成疏浚泥；

步骤3：利用机械吸泥设备将河中疏浚泥吸入车载搅拌装置中，疏浚泥与淤泥固化剂经车载装置计量后通过分流阀实现初步混合，再经车载搅拌装置强力搅拌混合，使二者充分混合均匀，搅拌30分钟让疏浚泥和淤泥固化剂混合均匀，为使充分混合，每隔6分钟改变一次搅动方向；充分搅拌并调制成具有流动性的固化淤泥土浆料液；

固化淤泥土浆料液中，淤泥固化剂、疏浚泥的质量比为(5%~30%)∶(70%~90%)；

步骤4：将第步骤3制得的固化淤泥土浆料液泵送到一体式成砖机上设有固化砖模具，制得生态护坡砖。

步骤5：砖坯硬化24h后，将砖、模分离，养护龄期为7d、28d及60d。

为了更好的反映外加剂（减水剂）对于疏浚淤泥砖的影响，选择初始含水率为1倍液限的疏浚淤泥，掺入20%水泥和2%石膏，以此作为基准试验，其中水泥和建筑石膏的掺量为占淤泥总质量（固体+水）的百分比，减水剂的掺入量为占水泥质量的百分比，具体是两个试验的配比见表3。

表3 减水剂对比试验配比

表4 减水剂对比试验结果

采用的减水剂为高效聚羧酸减水剂，灰白色粉末，含水率小于3%，按照上表中的试验配比，计算所需要的水泥、石膏、水、减水剂质量，取部分水将减水剂配置成溶液，将水泥、石膏、外加剂加入到淤泥中再次进行搅拌，搅拌30min，且每搅拌6min需要换一次搅拌方向，将混合料装入砖模具内，振动使密实后待砖坯硬化，脱模，然后养护至预定龄期，测试砖的物理力学性质，结果见表4，7d和28d的应力应变曲线见图5和图6。

在搅拌过程中，混合物在颜色上没有明显变化，状态上也没有出现预期的含水率明显增加的现象。

从表4和图5、图6中可以看出，在保证其他掺量不变的情况下，掺入聚羧酸减水剂后淤泥砖7d和28d的抗压强度都比不掺减水剂的淤泥砖强度低，掺有减水剂的淤泥砖7d的强度为基准组的65.6%，28d强度为基准组的85.3%，抗折强度基本是相同，密度比基准组小，尺寸收缩比基准组小很多，吸水率和软化系数都比基准组小。

上述结果可从减水剂的作用原理和淤泥自身特性来分析：

（1）淤泥颗粒本身表面就带有负电荷的，而高效聚羧酸减水剂在水中可以离解出带正电荷的阳离子，异性相吸，淤泥颗粒表面就会吸附聚羧酸减水剂颗粒，而且吸附的量比水泥对水分子和减水剂的吸附量大的多，故并未出现预期的拌合物含水率明显增加的现象；

（2）掺入高效聚羧酸减水剂后，聚羧酸减水剂会定向吸附于水泥颗粒表面，形成排斥作用，使得拌合物中部分水分释放，可以自由移动，而疏浚淤泥中自身自由水含率很高，使得淤泥中参与反应的自由水增多，而水泥及其他掺和料的含量并没有增加，结合混凝土中水灰比的概念，自由水和水泥加上其他掺和料的比值增加，强度降低；

（3）掺入高效聚羧酸减水剂后，搅拌过程中，可以使得浆体内引入部分气泡，而且结合在混凝土中加入高效聚羧酸减水剂后拌合物的粘性增加的现象，拌合物中的气泡会形成淤泥质砖中的气孔，相应的固体质量就会减少，密度就会有所降低；

（4）加入高效聚羧酸减水剂的淤泥质砖中存在着大量的气孔，气孔中会有水分，而开始过程中，反应没有全部完成，只是完成了部分，会使得其中的水分比不加减水剂的基准组多，在早期强度中就表现为强度比基准组小很多，随着反应时间的延长，水分不断消耗，多余的水分虽然还是比基准组多，但是对比早期相对要少，表现为加入高效聚羧酸减水剂的淤泥砖强度随着龄期的增加，对比基准组，强度下降结果减缓；

（5）加入高效聚羧酸减水剂后，淤泥质砖中存在着大量的气孔，有些是完全封闭合的气孔，这部分气孔的体积有的不会随着反应的不断进行而减少，有的会减少部分但也不会完全消失，表现为收缩量小，而基准组中气孔少而小，水分多，随着时间的增加，水分消失，产生严重的收缩。

采用本申请的淤泥固化剂制备的生态护坡砖有较好的整体抗水分散性、力学性能、抗水流冲刷性、生态环保无毒性、不需要特别养护等特点。

生态护坡砖实验用疏浚泥的含水率有100%、120%、150%。

经过测试，本发明制备的生态护坡砖28天抗压强度满足国家标准，具体见表5。

表5 生态护坡砖性能测试表

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种淤泥固化剂，其特征在于，所述淤泥固化剂包括以下组分：硅铝酸盐熟料、粉煤灰、脱硫石膏、偏高岭土、膨润土、硅藻土、生石灰、矿渣和辅助剂；辅助剂包括防水剂、吸附剂；

防水剂由30%乳胶粉、60%酚醛树脂和10%聚乙烯醇组成的复配聚合物乳液；

吸附剂由65%沸石粉和35%磷石灰组成的复配物；

各组分质量份为：硅铝酸盐熟料30%~40%、粉煤灰10%~20%、脱硫石膏5%~10%、偏高岭土5%~8%、膨润土3%~8%、硅藻土3%~8%、生石灰10%~20%、矿渣5%~10%、防水剂2%~5%、吸附剂3%~8%。

2.根据权利要求1所述的淤泥固化剂，其特征在于，所述辅助剂还包括减水剂，所述减水剂是粉状聚羧酸；所述淤泥固化剂包括以下组分及其质量份：硅铝酸盐熟料30%~40%、粉煤灰10%~20%、脱硫石膏5%~10%、偏高岭土5%~8%、膨润土3%~8%、硅藻土3%~8%、生石灰10%~20%、矿渣5%~10%、防水剂2%~5%、吸附剂3%~8%、减水剂0.1~2%。

3.一种淤泥原位固化方法，根据权利要求1或2所述的淤泥固化剂进行淤泥原位固化，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在航道岸边进行平整场地、放线定位，部署固化模具；

步骤2：使用疏浚船，将河底淤泥与水流融合形成疏浚泥；

步骤3：利用机械吸泥设备将河中疏浚泥吸入车载搅拌装置中，疏浚泥与淤泥固化剂充分混合搅拌30分钟，搅拌期间每隔6分钟改变一次搅动方向；调制成具有流动性的固化淤泥土浆料液；所述固化淤泥土浆料液中，淤泥固化剂、疏浚泥的质量比为(5%~30%)∶(70%~90%)；

步骤4：将步骤3制得的固化淤泥土浆料液泵送到固化模具中，制得生态护件；

步骤5：将步骤4制得的生态护件自然养护。

4.根据权利要求3所述的淤泥原位固化方法，其特征在于，所述固化模具是一体式成砖机上设置的固化砖模具，所述生态护件是生态护坡砖；

步骤4中，生态护坡砖的砖坯硬化24h后，将砖、模分离，制得生态护坡砖；

步骤5中，生态护坡砖养护龄期为7天。

5.根据权利要求3所述的淤泥原位固化方法，其特征在于，所述固化模具是固化桩模具，所述生态护件是生态护岸桩；

步骤1中，放线定位是使用静压桩机在距离岸边0.5m-1m的位置打设固化桩模具；

步骤4中，固化桩模具移除后，生态护岸桩上表面铺设将施压结构，施压周期为28天，待生态护岸桩达到预期的强度后对地基填土，并撤除施压结构，制得生态护岸桩；

步骤5中，生态护岸桩养护龄期为7天。

6.根据权利要求5所述的淤泥原位固化方法，其特征在于，所述固化桩模具包括双层沉管（1）和桩头（2），所述双层沉管（1）底部设有可拆卸连接的桩头（2），双层沉管（1）包括内管和外管，所述内管套设在外管之中，所述内管与外管之间设有沉管夹层（3），所述沉管夹层（3）中插设有多个土工筋材（4），所述土工筋材（4）一端固定在桩头（2）顶部，另一端穿出双层沉管（1）顶部；

步骤4中，将固化淤泥土浆料液泵送到固化桩模具过程中，泵体的输入端伸入双层沉管（1）的沉管夹层（3）中，泵入固化淤泥土浆料液的同时将双层沉管（1）上提，双层沉管（1）与桩头（2）分离，桩头（2）埋留在地基内；土工筋材（4）在桩体内部外周形成筋材套筒，双层沉管（1）完全脱离地基后，固化淤泥土浆料液注至地基表面形成生态护岸桩。

7.根据权利要求5所述的淤泥原位固化方法，其特征在于，所述施压结构包括土工布（5）、第一夹板（8）、气囊（6）和第二夹板（9），所述气囊（6）设置在第一夹板（8）与第二夹板（9）之间，所述第一夹板（8）沿着圆周表面开设第一夹板孔，所述第二夹板（9）沿着圆周表面开设第二夹板孔，第一夹板孔和第二夹板孔与土工筋材（4）伸出生态护岸桩顶部分适配；所述第一夹板（8）下方设置有土工布（5），所述土工布（5）铺设在生态护岸桩上表面；伸出第二夹板（9）的土工筋材（4）的端部与紧固装置（10）连接；

步骤4中，使施压结构中气囊（6）连接加压装置（7），气囊（6）充气使第二夹板（9）和第一夹板（8）之间受到挤压，向第一夹板（8）施加正向压力，在生态护岸桩中产生正应力。