CN1320570A - 固化淤泥及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对河浜淤泥等软基用结合材料处理、并由此生产的固化淤泥,及其工艺。公开了一种固化剂的配方及生产工艺,以及淤泥固化的配方及其工艺,特点是:固化淤泥中淤泥占重量百分比50－95%、固化剂为50－5%;固化剂由轻烧镁、卤片或卤粉、水和调整剂组成,固化剂中各组份的重量百分比为:轻烧镁52－58%;卤片或卤粉20－25%;水20－25%;调整剂0.1－0.5%。本发明可将淤泥就地处理、回填利用,不仅节约基建费用,而且可避免环境污染。

Description

固化淤泥及其工艺

本发明涉及对河浜淤泥等软基用结合材料处理、并由此生产的固化淤泥，及其工艺。

上海地处长江三角洲，面临东海、背靠苏南平原与杭嘉湖平原，北依长江、南涉杭州湾，除西南部少数低丘外，其余地势平坦，大部分地区浅层土是比较典型的近海沉积物，亦通称“上海软土”。上海软土具有一般软土所共有的特性：高含水量(最大近70％)；大孔隙比(最大超过1.6)；高压缩性(压缩系数达1.5Mpa)；低强度。上海软土的主要组成土层为淤泥质粘土、亚粘土夹有粉沙质薄层。在这样的软土基上筑路、建工厂、仓库、堆场及各种建筑物都需要先进行地基加固才能满足工程对地基的强度、变形和稳定性要求。近年来，地基处理技术发展很快，地基处理的基本方法无非是置换、夯实、挤密、排水、胶缩、加筋、及化学加固或热力学加固。对于上海地区广泛分布的淤泥质粘土层和大大小小的河浜、暗塘中的淤泥处理的最可靠的办法是清淤后换填其他材料的垫层。清淤工程的巨大土方量提高了工程造价，增加了环境污染。目前有一种固化土的地基加固技术，即将结合料与软土在地基中原位搅拌均匀，使软土形成足够的强度和刚度，而达到地基加固的目的。现有结合料如粉煤灰、水泥、石膏，但粉煤灰和水泥对地基土质有要求，即：不能粘结含有机质土，石膏对土质无要求，但粘结强度较低。

本发明的目的在于：提供一种软土层地基加固结合料、用结合料制成的固化淤泥，将淤泥固化代替稳定土及其制作建材的生产工艺，它能大规模、低成本地将淤泥转变为资源，将淤泥就地处理、回填利用或制成建材。

本发明的目的可通过下述技术方案实现：一种固化淤泥用固化剂，用水调节，特点是：固化剂由轻烧镁、卤片或卤粉、水和调整剂组成，其中各组份的重量百分比为：轻烧镁52-58％、卤片或卤粉20-25％、调整剂0.1-1.0％、余量为水。

在上述技术方案基础上，所述轻烧镁粉中MgO含量为70-90％、卤片或卤粉中MgCl₂含量为42-46％。

在上述技术方案基础上，所述调整剂为硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸镁、高锰酸钾、脲醛树脂、氯化铵、盐酸、磷酸、乳化硅油中的一种或一种以上的组合物。

用上述固化剂制成固化淤泥，主要成份为淤泥，淤泥与固化剂混合之重量百分比为：淤泥50-95％、固化剂50-5％。

一种固化淤泥的制备工艺可按下述步骤，第一步，用固化剂中重量百分比为20-25％的水将20-30％卤片或卤粉溶解至波美度成为23-29度的溶液；第二步，加入0.1-1.0％的调整剂；第三步，将调配好的溶液加入至52-58％的轻烧镁中搅拌均匀制成固化剂；第四步，在淤泥中加入固化剂混合搅拌均匀，淤泥与固化剂的重量百分比为淤泥50-95％、固化剂为50-5％。将淤泥固化代替稳定土及其制作建材的生产工艺，能大规模、低成本地将淤泥转变为资源，将淤泥就地处理、回填利用或制成建材。

固化淤泥也可通过下述工艺制备：第一步，在化浆池内用固化剂中重量百分比为20-25％的水将20-25％卤片或卤粉溶解至波美度为23-30度的溶液，倒入原浆池后加入0.1-1.0％的调整剂；第二步，按在固化剂中占重量百分比为52-58％的轻烧镁与调配好的溶液搅拌均匀制成固化剂；第三步，将淤泥与固化剂混合，按重量百分比为50-95％的淤泥与50-5％的固化剂搅拌、混合均匀；第四步，将第三步混合物料倒入模具内成型。将固化淤泥制成建材或直接运至工地回填利用。不仅节约基建费用，而且避免环境污染。

淤泥固化的固化剂主要选用价格便宜的矿原料轻烧镁粉及盐副产品卤片或卤粉，不仅结合好，而且价格便宜，生产工艺简便易行，根据固化剂和淤泥的不同配比，它可广泛用于填浜、制成粘土砖、铺筑路基、假山等，为实现低成本、大规模的处理淤泥提供了一条新的途径。

固化剂是一种稳定材料，养护条件简单。固结后具有很高的物理力学强度和稳定的化学性能，并有良好的防水性，在一定的水环境中能保持其强度。它的另一个特点是有消毒杀菌作用。

淤泥质粘土，特别是河浜淤泥都含有较高的有机质，因此工程地基中碰到淤泥层一殷采用的办法是清淤换填，使工程造价提高、工期延长，并造成一定的环境污染。

本发明的优越性在于：固化剂较好地解决了含有机质土的问题，能粘结任何土质，可直接利用淤泥原位固化，大大节约了成本，保护了环境，为软基加固提供了新的方法。用于地基加固的结合料常用的还有粉煤灰、水泥和石膏，与它们相比固化剂有着明显的优势，见下表：

图表1

结合料	环境影响	对地基土的要求	强度
				粉煤灰	对环境有污染	不能粘结含有机质土	低
水泥		不能粘结含有机质土	较高
				石膏			较低
固化剂	对环境无污染	能粘结任何土质	高

实施例1：固化剂的生产

用固化剂重量百分比为20-25％的水将20-30％卤片或卤粉溶解至波美度为23-29度的溶液，然后，加入0.1-1.0％的调整，最后，将调配好的溶液加入至52-58％的轻烧镁中搅拌均匀制成固化剂。

实施例2：制备固化淤泥及方法

按上述的制备工艺，在化浆池内用23％的水将21％的卤片溶解至波美度为25度的溶液，然后，加入0.6％的调整剂，该调整剂由占固化剂的重量百分比为硫酸亚铁0.5‰、高锰酸钾0.5‰、盐酸5‰三组份组成，将调配好的溶液加入至55.4％的轻烧镁中搅拌均匀，制成固化剂，最后将固化剂和淤泥按比例为1∶10-1∶18混合搅拌均匀，制成固化淤泥。直接运送到工地现场用于回填工程。

实施例3：

按上述的制备工艺，在化浆池内用21％的水将22％的卤粉溶解至波美度为26度的溶液，然后加入0.8％的调整剂，该调整剂由分别占固化剂重量百分比为硫酸亚铁0.5‰、硫酸铜0.45‰、硫酸镁0.45‰、高锰酸钾0.45‰、脲醛树脂0.55‰、氯化铵0.05‰、盐酸5.5‰七组份组成，将调配好的溶液加入至56.2％的轻烧镁中搅拌均匀，制成固化剂，最后将固化剂和淤泥按比例为1∶1-1∶10混合搅拌均匀，倒入模具中成型，为降低成本，在倒入模具前也可加入适量填充剂，制成固化淤泥砖。固化剂和淤泥混合比例不同，固化淤泥砖的强度不同。按需要选择配比。

固化剂与淤泥的混合与土质有关，应根据实际情况调整配比。固化淤泥的应用范围广泛，以上海地区为例，上海土质大都属于淤泥质粘土，地下水位较高(仅为0.5m)。工程地基必须进行加固，浅层处理一般采用清淤换土回填，工程土方量大，成本高，并易造成环境污染。用本发明固化剂直接固化淤泥减少了大量土方的运输环节，有利于保护环境，大大节约了工程原料和运输费用，并可以缩短工期。固化淤泥还可用于制作各种砌块、铺筑路基、修造假山等。

Claims (6)

1，一种固化淤泥用固化剂，用水调节，特征在于：固化剂由轻烧镁、卤片或卤粉、水和调整剂组成，其中各组份的重量百分比为：轻烧镁52-58％、卤片或卤粉20-25％、调整剂0.1-1.0％、余量为水。

2，根据权利要求1所述的固化淤泥用固化剂，特征在于：所述轻烧镁粉中MgO含量为70-90％、卤片或卤粉中MgCl₂含量为42-46％。

3，根据权利要求1所述的固化淤泥；特征在于：调整剂为硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸镁、高锰酸钾、脲醛树脂、氯化铵、盐酸、磷酸、乳化硅油中的一种或一种以上的组合物。

4，一种固化淤泥，主要成份为淤泥，特征在于：由淤泥与固化剂混合而成，其中，固化淤泥的各组分的重量百分比为：淤泥50-95％、固化剂50-5％。

5，一种固化淤泥的制备工艺，特征在于：第一步，用固化剂中重量百分比为20-25％的水将20-30％卤片或卤粉溶解至波美度成为23-29度的溶液；第二步，加入0.1-0.5％的调整剂；第三步，将调配好的溶液加入至52-58％的轻烧镁中搅拌均匀制成固化剂；第四步，在淤泥中加入固化剂混合搅拌均匀，淤泥与固化剂的重量百分比为淤泥50-95％、固化剂为50-5％。

6，固化淤泥的又一制备工艺，其特征在于：第一步，在化浆池内用固化剂中重量百分比为20-25％的水将20-25％卤片或卤粉溶解至波美度为23-30度的溶液，倒入原浆池后加入0.1-0.5％的调整剂；第二步，按固化剂重量百分比为52-58％的轻烧镁与调配好的溶液搅拌均匀制成固化剂；第三步，将重量百分比50-95％淤泥与50-5％的固化剂搅拌、混合均匀；第四步，将第三步混合物料用于回填材料或倒入模具内成型。