專利名稱：使用飛灰和水泥將泥狀沉積物改良為改良土的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用飛灰和水泥將泥狀沉積物改良為改良土的方法，更具體地說，是涉及使用將從火力發(fā)電站排出的飛灰和水泥以適當(dāng)比例混合而成的凝集固化劑，凝集固化伴隨各種建設(shè)現(xiàn)場或水壩(dam)等的挖泥工程而產(chǎn)生的、含水率高且粒子細(xì)微的流動體狀的無機(jī)類建設(shè)污泥等泥狀沉積物(sludge)，從而將泥狀沉積物有效利用為改良土的方法。
背景技術(shù)：
通常，對于在地鐵工程現(xiàn)場、隧道工程現(xiàn)場、橋墩下部挖掘現(xiàn)場、水壩等挖泥工程中產(chǎn)生的、粒子細(xì)微且含水率高的流體狀泥狀沉積物，難以進(jìn)行有效的利用，并且因管理的困難性，通常送往廢棄物處理場等進(jìn)行適當(dāng)處理。此外，以往一直進(jìn)行的向海洋的廢棄，根據(jù)已批準(zhǔn)的條文而被禁止，所以正開發(fā)著將泥狀沉積物利用在防護(hù)堤等的中心或通過日光干燥或水泥固化而有效利用的方法等。
但是，利用于堤中心的需求少，且在采用日光干燥的利用方法中，因雨水而再次回到原來的污狀沉積物狀態(tài)流出或者淤積在水路上或流出到河流，成為破壞環(huán)境的原因。此外，在利用水泥固化的方法中，相對于泥狀沉積物，使用30％～35％的水泥比例，所以隨時間固化力變強(qiáng)，在用于道路上等時，后續(xù)的水道工程等變難，因此目前這些有效利用一般沒有得到普及。
另一方面，在火力發(fā)電廠中大量產(chǎn)生的飛灰，需要其一部分作為水泥原料而被有效利用，但從其性質(zhì)上講也需要對這種處理進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓芾怼?br> 在上述這種狀況下，迫切希望開發(fā)出，在短時間內(nèi)確實、安全而經(jīng)濟(jì)地適當(dāng)處理和有效利用泥狀沉積物的，進(jìn)而有效利用飛灰的新的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，解決上述以往的問題點，提供一種對作為處理困難廢棄物的、要求適當(dāng)管理的泥狀沉積物和飛灰，并不進(jìn)行廢棄物處理，而將其改良為有價值的土的方法。
為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明提供將泥狀沉積物改良為改良土的方法，其特征在于，包括(a)準(zhǔn)備通行能力(Trafficability)小于200KN/m2，且含一部分有機(jī)物的流動體狀無機(jī)類泥狀沉積物的步驟；(b)準(zhǔn)備由人工或天然材料的飛灰(fly ash)和水泥以60∶40～95∶5重量比構(gòu)成的凝集固化劑的步驟；(c)在所述泥狀沉積物每1m3中加入所述凝集固化劑100～200kg，混煉·攪拌2～3小時進(jìn)行凝集固化的步驟。
對于通過上述步驟得到的本發(fā)明的改良土，若詳細(xì)說明泥狀沉積物、飛灰以及水泥的特性和組成，則如下。
第一，上述改良土是使用含水比為50％～70％的泥狀沉積物，并使用飛灰和水泥以70∶30的重量比組成的凝集固化劑，在上述泥狀沉積物1m3中加入100～150kg而制造。
第二，上述改良土可使用含水比為70％～80％的泥狀沉積物，并使用飛灰和水泥以70∶30的重量比組成的凝集固化劑，在上述泥狀沉積物1m3中加入150～200kg而制造。
第三，上述改良土是使用含水比為70％～80％的泥狀沉積物，并使用飛灰和水泥以60∶40的重量比組成的凝集固化劑，在上述泥狀沉積物1m3中加入100～150kg而制造。
第四，上述改良土是使用含水比為40％～50％的泥狀沉積物，并使用飛灰和水泥以80∶20的重量比組成的凝集固化劑，在上述泥狀沉積物1m3中加入100～200kg而制造。
第五，上述改良土是使用含水比小于40％的泥狀沉積物，并使用飛灰和水泥以80∶20～95∶5的重量比組成的凝集固化劑，在上述泥狀沉積物1m3中加入100～200kg而制造。
第六，上述改良土是使用含水比在80％以上的泥狀沉積物，并使用飛灰和水泥以70∶30的重量比組成的凝集固化劑，在上述泥狀沉積物1m3中加入200kg而制造，這時，若含于泥狀沉積物中的水分多，則將泥狀沉積物停留一定時間而使泥狀沉積物粉沉降之后除去水分，然后再使用。
另外，在含于泥狀沉積物中的有機(jī)物多時，為了使凝集固化快速進(jìn)行，其特征在于所述改良土中含有選自由硫酸鋁、氯化鐵、以及消石灰構(gòu)成的一組中的一種以上的化合物。
下面對于本發(fā)明的泥狀沉積物和凝集固化劑，以及為了混煉和攪拌這些而使用的坑和挖泥機(jī)，進(jìn)行更詳細(xì)地探討，并詳細(xì)地說明由此構(gòu)成的本發(fā)明。
首先，將伴隨各種建設(shè)現(xiàn)場或水壩等的挖泥工程產(chǎn)生的含水率高的流體狀的泥狀沉積物，用密閉結(jié)構(gòu)的真空車(vacuum car)或水槽卡車(tanklorry)搬運至凝集固化改良現(xiàn)場。
坑，是為了加入一定量的如上述搬運來的泥狀沉積物而設(shè)置的，通常將其設(shè)置在泥狀沉積物的發(fā)生現(xiàn)場。其材質(zhì)優(yōu)選為水泥，可容易觀測泥狀沉積物加入量，且當(dāng)挖泥機(jī)的臂長度為7m時，將其制造為寬度5m·長度10 m·深度3.5m的大小。根據(jù)每天的凝集固化改良的泥狀沉積物量，可以增加所述尺寸該坑的數(shù)目。
例如，在設(shè)置3個以上坑的情況下，在1個坑中加入泥狀沉積物的期間，可用另一個坑凝集固化改良泥狀沉積物，而從又另一坑可搬出被凝集固化改良的泥狀沉積物即改良土，所以可相互交替地進(jìn)行連續(xù)操作。
凝集固化劑是將從火力發(fā)電所發(fā)生的飛灰和硅酸鹽水泥，以60∶40～95∶5的重量比混合而成的，并根據(jù)處理對象的含水率、性狀等，在1m3泥狀沉積物中加入100～200kg。所述水泥，優(yōu)選使用硅酸鹽水泥。
這時，若對于1m3泥狀沉積物，使用少于100kg的所述凝集固化劑，則存在泥狀沉積物凝集固化所需的時間延遲的缺點，但若使用的凝集固化劑量大于200kg，則不僅不適合加入到適當(dāng)尺寸的坑內(nèi)，且不滿足本發(fā)明的改良土的性質(zhì)。
泥狀沉積物，是伴隨各種建設(shè)現(xiàn)場或水壩等的挖泥工程產(chǎn)生的含水率高、粒子細(xì)微的流動體狀且含一部分有機(jī)物的無機(jī)類建設(shè)污泥等，它具有通行能力小于200KN/m2的特性，是從發(fā)生現(xiàn)場用真空箱或罐車搬運，并加入到坑內(nèi)。
當(dāng)坑的大小為上述的寬度5m·長度10m·深度3.5m的情況下，可加入150m3左右的泥狀沉積物，并且，如上所述，各坑構(gòu)成為可以確認(rèn)其中的量。
挖泥機(jī)用于均勻地混合泥狀沉積物和凝集固化劑2～3小時，并攪拌結(jié)束后，直接裝載在翻斗車上。普通的建筑工人等都具有所述挖泥機(jī)，所以作業(yè)簡單且容易普及。
被凝集固化的改良泥狀沉積物即改良土，從通行能力小于200KN/m2的泥狀沉積物，1天之后顯著上升至400KN/m2以上，水分也成為被包含在凝集固化改良泥狀沉積物中的狀態(tài)，而不會漏出，因此不必用真空箱而可用普通的罐車(tank truck)搬運，直接搬運到填拓現(xiàn)場、道路上、道路路基或住宅建筑地等建設(shè)現(xiàn)場中。
在此，若探討泥狀沉積物被凝集固化的原理，則凝集固化劑被泥狀沉積物的雙重電層所包圍，使膠體的電位降低而使之失去穩(wěn)定性，使其急速且有力地凝集沉降。并且，含在飛灰中的二氧化硅有效地吸附水或泥狀沉積物，所以水分一同被包含在被凝集固化改良的泥狀沉積物中，不會漏出。
其結(jié)果，本發(fā)明的經(jīng)凝集固化改良后的泥狀沉積物即使接觸雨水，也不會回到原來的液體狀泥狀沉積物，且即使泥狀沉積物向水路或河流流出也不會引起環(huán)境的破壞，用于建設(shè)現(xiàn)場等的情況下可作為有效的培土材料等而使用。另外，剛結(jié)束凝集固化改良后，可以將改良后的泥狀沉積物暫時儲存在圍場中，但可從上升的通行能力可知，可以不必暫時蓄留而馬上利用為填拓土、道路上等建設(shè)用土等。
具體實施例方式
下面，根據(jù)本發(fā)明的實施例，更詳細(xì)地說明本發(fā)明。但是，本發(fā)明并不限于以下的實施例。
實施例1在自然含水比44.99％、通行能力67KN/m2的泥狀沉積物1m3中，加入飛灰和水泥以80∶20的重量比構(gòu)成的凝集固化劑120kg，混煉·攪拌2小時，凝集固化泥狀沉積物。其結(jié)果，顯示293KN/m2的通行能力，1天后的通行能力顯示648KN/m2，3天后的通行能力顯示1159KN/m2。
由以上結(jié)果可知，剛進(jìn)行凝集固化改良后，可以用翻斗車搬運，且1天之后可像普通土那樣作為建設(shè)土來使用。
實施例2在自然含水比77.56％、通行能力41KN/m2的泥狀沉積物1m3中，加入飛灰和水泥以60∶40的重量比構(gòu)成的凝集固化劑150kg，混煉·攪拌2小時，凝集固化泥狀沉積物。其結(jié)果，顯示259KN/m2的通行能力，1天后的通行能力顯示578KN/m2，3天后的通行能力顯示1067KN/m2。
由以上結(jié)果可知，剛進(jìn)行凝集固化改良后，可以用翻斗車搬運，且1天之后可像普通土那樣作為建設(shè)土來使用。
如上所述，本發(fā)明可以在短時間內(nèi)將作為處理困難的廢棄物的、含水比高的流動體狀的泥狀沉積物，有效利用為建設(shè)用土，并且將坑設(shè)置在泥狀沉積物的發(fā)生現(xiàn)場的情況下，由于可立刻搬出并有效利用，所以適合于現(xiàn)場，作業(yè)簡單，而且由于凝集固化劑也以從火力發(fā)電廠發(fā)生的作為處理困難廢棄物的飛灰作為主原料，所以具有可將飛灰有效且合理利用的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種將泥狀沉積物改良為改良土的方法，其特征在于包含準(zhǔn)備通行能力小于200KN/m2，且含一部分有機(jī)物的流動體狀無機(jī)類泥狀沉積物的步驟；準(zhǔn)備由人工或天然材料的飛灰和水泥以60∶40～95∶5的重量比構(gòu)成的凝集固化劑的步驟；以及在所述泥狀沉積物每1m3中加入所述凝集固化劑100～200kg，混煉·攪拌2～3小時進(jìn)行凝集固化的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述改良土是使用含水比為50％～70％的泥狀沉積物，并使用飛灰和水泥以70∶30的重量比組成的凝集固化劑，在上述泥狀沉積物1m3中加入100～150kg而制造。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述改良土是使用含水比為70％～80％的泥狀沉積物，并使用飛灰和水泥以70∶30的重量比組成的凝集固化劑，在上述泥狀沉積物1m3中加入150～200kg而制造。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述改良土是使用含水比為70％～80％的泥狀沉積物，并使用飛灰和水泥以60∶40的重量比組成的凝集固化劑，在上述泥狀沉積物1m3中加入100～150kg而制造。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述改良土是使用含水比為40％～50％的泥狀沉積物，并使用飛灰和水泥以80∶20的重量比組成的凝集固化劑，在上述泥狀沉積物1m3中加入100～200kg而制造。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述改良土是使用含水比小于40％的泥狀沉積物，并使用飛灰和水泥以80∶20～95∶5的重量比組成的凝集固化劑，在上述泥狀沉積物1m3中加入100～200kg而制造。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述改良土是使用含水比在80％以上的泥狀沉積物，并使用飛灰和水泥以70∶30的重量比組成的凝集固化劑，在上述泥狀沉積物1m3中加入200kg而制造。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，上述改良土，在含于泥狀沉積物中的水分多時，將泥狀沉積物停留一定時間而使泥狀沉積物粉沉降之后除去水分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在含于泥狀沉積物中的有機(jī)物多時，上述改良土含有選自由硫酸鋁、氯化鐵、以及消石灰構(gòu)成的一組中的一種以上的化合物。
全文摘要
一種使用飛灰和水泥將泥狀沉積物改良為改良土的方法，通過使用以適當(dāng)比例混合從火力發(fā)電所排出的飛灰和水泥而成的凝集固化劑，凝集固化伴隨各種建設(shè)現(xiàn)場或水壩等的挖泥工程而產(chǎn)生的、含水率高且粒子細(xì)微的流動體狀的無機(jī)類建設(shè)污泥等泥狀沉積物，從而可將泥狀沉積物有效地利用為改良土。
文檔編號E02D17/18GK1497104SQ200310101378
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月17日
發(fā)明者趙統(tǒng)來, 橋詰和人, 坪內(nèi)正行, 人, 行 申請人:株式會社國際環(huán)境技研