專利名稱：淤泥固化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于道路工程的路堤填筑用土的淤泥固化方法,屬于水利工程 和土木工程中產(chǎn)生的淤泥進(jìn)行固化處理的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在高速公路建設(shè)中常常需要征用大量的農(nóng)田用優(yōu)質(zhì)粘土進(jìn)行路堤填筑，這與 土地資源緊缺形成一對(duì)矛盾。同時(shí)水利航道疏浚出大量的淤泥需要征用大片的空 地進(jìn)行堆放，河道疏浚的淤泥因其物理力學(xué)特性很差，無(wú)法直接用于其它目的， 長(zhǎng)期侵占土地。在高速公路、 一級(jí)二級(jí)公路建設(shè)中需要使用大量的粘土作為路堤的填筑材 料，通常需要征用很多的農(nóng)田，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部地區(qū)土地資源十分緊缺，這種 建設(shè)模式無(wú)疑要受到一定的限制或制約。另外，在河網(wǎng)密集的東部地區(qū)因河道淤 積，河床上臺(tái)，通航能力受到影響，常常需要疏浚航道，疏浚后大量的淤泥因物 理力學(xué)特性很差，只能廢棄，并需要找大面積的空地堆放，這樣既侵占了農(nóng)田， 又對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。如若能使淤泥得到合理的利用，將是一功多利，這樣既 解決工程建設(shè)用土和淤泥存放的難題，同時(shí)又節(jié)約了大量的土地。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種淤泥固化方法，使高含水量的淤泥(如 疏浚淤泥、或吹填淤泥)快速固化，固化劑與淤泥中的粘土顆粒進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)， 使土顆粒骨架硬化形成新的骨架結(jié)構(gòu)，提高土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使之可直接用于工程 建設(shè)用土，這樣既可減少工程用土征地的面積，又可免除疏浚淤泥存放占地面積。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)這一功多利的技術(shù)突破，本發(fā)明的淤泥固化方法，在淤 泥中摻加一定比例的這種固化劑，使淤泥快速固化，固化劑與淤泥中的粘土礦物 顆粒進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成一種硬化，并可直接用于工程建設(shè)。該方法具體為a、 測(cè)定疏浚淤泥的含水量、粘土成分和有機(jī)質(zhì)含量，b、 配制Efrajm EMm5^^:^mfmi^j7M^B^^^^1^與石灰的重量比例在1:1 4:1之間，添加減水劑，主要是廢石膏，廢石膏比例 一般為水泥和石灰重量之和的1~8%;骨料粉砂或粉煤灰，其含量為水泥和石灰 重量之和的1~5%;c、 確定固化劑的摻入比固化劑的摻入比一般控制在5 20%,即在淤泥中 分別摻入固化劑①596,②896, @10%, 12%, 15%, 18%，⑦2096,分別進(jìn)行 制樣，測(cè)定凝固時(shí)間，制樣測(cè)定養(yǎng)護(hù)7天、14天和28天的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，按 最優(yōu)性價(jià)比最終確定固化劑的摻入比；d、 現(xiàn)場(chǎng)對(duì)淤泥進(jìn)行固化施工用機(jī)械設(shè)備快速使固化劑與淤泥攪拌均勻， 快速充分固化。有益效果土地是不可再生的資源，高速公路建設(shè)中路床絕大多數(shù)采用灰 土填筑，這需要大量的優(yōu)質(zhì)土源，通常是征用耕地，無(wú)疑這與保護(hù)耕地國(guó)策相悖。 本發(fā)明專利發(fā)明一種淤泥固化劑，這種固化劑可以使河道疏浚的淤泥固化，提高 淤泥的強(qiáng)度，固化后的淤泥可作為工程建設(shè)用土，如高速公路路堤填筑用土，或 工程回填用土。這樣既解決了工程建設(shè)所用的土源，又使河道疏浚淤泥得到再生 利用，河道水流的周邊環(huán)境得到美化整潔，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的淤泥固化方法，能使淤泥快速固化，使其用于道路工程的路堤填筑 用土。這一技術(shù)既解決了如高速公路工程建設(shè)用土，同時(shí)又可使淤泥實(shí)現(xiàn)資源化 利用，更好地保護(hù)耕地，具有良好的可持續(xù)發(fā)展特點(diǎn)。在一輪環(huán)境整治中河道疏 浚是一項(xiàng)重要內(nèi)容，另外河道河床上臺(tái)通航能力下降，河道疏浚是唯一選擇，然 而疏浚后大量的淤泥必須尋找空地堆放，這樣既造成環(huán)境污染，又占用大量的土 地。高速公路建設(shè)中路堤填筑需要使用大量的粘土+加一定比例的石灰混合進(jìn)行 分層碾壓，并滿足一定的壓實(shí)要求。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展早些時(shí)期的4車道也慢 慢地拓寬為6車道或8車道，這樣土方的需求量將不斷增加，由于土地資源緊缺， 有些地區(qū)在修建的高速公路兩側(cè)附近還找不到合適的土源，這就需要外運(yùn)土方， 建設(shè)成本必將增加。如果能將河道疏浚的淤泥通過(guò)適當(dāng)處理，改善淤泥的物理力學(xué)性質(zhì)，使之用于工程建設(shè)用土，這樣既解決了河道疏浚淤泥處理難題，又解決 了高速公路等工程建設(shè)缺乏土源的困境，讓淤泥進(jìn)行再生利用。本發(fā)明利用發(fā)明 的一種固化劑，將固化劑與淤泥攪拌均勻，使淤泥得到快速凝固成型，并具有一 定的強(qiáng)度，這樣可用于工程建設(shè)用土，如路堤的填筑和工程回填用土等。 具體的操作如下a、 測(cè)定疏浚淤泥的含水量、粘土成分和有機(jī)質(zhì)含量，b、 配制固化劑固化劑的主要成分包括起固化作用的水泥和生石灰，水泥 與石灰的比例在1:1 4:1之間，普通硅酸鹽水泥的主要成分為硅酸三鈣，其中一 個(gè)CaO很容易被釋放，與淤泥中粘土顆粒及水起一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，形成水 化硅酸鹽凝膠，附著于土顆粒或土骨架上或土骨架孔壁上,形成較完整的土骨架， 提高固化后的淤泥強(qiáng)度；生石灰具有吸水、膨脹放熱作用，與粘土產(chǎn)生離子交換 和硬化反應(yīng)，石灰水泥土反應(yīng)形成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等化合物，同樣提高 固化后的淤泥強(qiáng)度；考慮疏浚淤泥的含水量比較高，添加一種減水劑，主要是廢 石膏，廢石膏比例一般為水泥和石灰重量之和的1~8%，石膏與水泥中鋁酸鈣反 應(yīng)形成結(jié)晶水鈣礬石，使固相體積增長(zhǎng)；另外，淤泥的粘土成分較高，淤泥的固結(jié)排水能力較差，我們?cè)诠袒瘎┲杏诌m當(dāng)添加一些粉砂或粉煤灰作為骨料，粉砂或粉煤灰用量為水泥和石灰重量之和的3~5%，改善淤泥的顆粒級(jí)配與排水性狀， 也有利與增強(qiáng)土骨架強(qiáng)度。c、 確定固化劑的摻入比。固化劑的摻入比一般控制在5 20%,具體的摻入 比主要決定于疏浚淤泥的含水量大小、要求固化的時(shí)間、固化后淤泥強(qiáng)度要求等。 在淤泥中摻入不同比例的固化劑進(jìn)行制樣，測(cè)定凝固時(shí)間，制樣測(cè)定養(yǎng)護(hù)7天、 14天和28天的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，按最優(yōu)性價(jià)比最終確定固化劑的摻入比。d、 現(xiàn)場(chǎng)對(duì)淤泥進(jìn)行固化施工。主要用機(jī)械設(shè)備快速是固化劑與淤泥攪拌均 勻，快速充分固化。
權(quán)利要求
1、一種淤泥固化方法，其特征在于該方法為a、測(cè)定疏浚淤泥的含水量、粘土成分和有機(jī)質(zhì)含量，b、配制固化劑固化劑的主要成分包括起固化作用的水泥和生石灰，水泥與石灰的重量比例在1∶1～4∶1之間；廢石膏用作減水劑，為水泥和石灰質(zhì)量之和的1～8％；粉砂或粉煤灰作為骨料，用量為水泥和石灰質(zhì)量之和的3～5％；c、確定固化劑的摻入比固化劑的摻入比一般控制在5～20％，即在淤泥中分別摻入固化劑①5％，②8％，③10％，④12％，⑤15％，⑥18％，⑦20％，分別進(jìn)行制樣，測(cè)定凝固時(shí)間，制樣測(cè)定養(yǎng)護(hù)7天、14天和28天的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，按最優(yōu)性價(jià)比最終確定固化劑的摻入比；d、現(xiàn)場(chǎng)對(duì)淤泥進(jìn)行固化施工用機(jī)械設(shè)備快速使固化劑與淤泥攪拌均勻，快速充分固化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的淤泥固化方法，其特征在于用機(jī)械設(shè)備快速使固 化劑與淤泥攪拌時(shí)，在場(chǎng)地周邊設(shè)置小圍堰，在圍堰相隔一定距離設(shè)一個(gè)帶細(xì)紗 網(wǎng)的排水通道；淤泥表層硬結(jié)固化后再實(shí)施犁拌，使下部的淤泥也得到進(jìn)一步固 化。
全文摘要
淤泥固化方法是一種對(duì)水利工程和土木工程中產(chǎn)生的淤泥進(jìn)行固化處理所用的淤泥固化方法。該方法為a.測(cè)定疏浚淤泥的含水量、粘土成分和有機(jī)質(zhì)含量，b.配制固化劑固化劑的主要成分包括起固化作用的水泥和生石灰，水泥與石灰的重量比例在1∶1～4∶1之間；廢石膏用作減水劑，為水泥和石灰質(zhì)量之和的1～8％；粉砂或粉煤灰作為骨料，用量為水泥和石灰質(zhì)量之和的3～5％；c.確定固化劑的摻入比固化劑的摻入比一般控制在5～20％，分別進(jìn)行制樣，測(cè)定凝固時(shí)間，制樣測(cè)定養(yǎng)護(hù)7天、14天和28天的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，按最優(yōu)性價(jià)比最終確定固化劑的摻入比；d.現(xiàn)場(chǎng)對(duì)淤泥進(jìn)行固化施工用機(jī)械設(shè)備快速使固化劑與淤泥攪拌均勻，快速充分固化。
文檔編號(hào)E02D3/12GK101220590SQ200810019339
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者馮兆祥, 林 吉, 呂偉華, 夏國(guó)星, 張繼周, 晶 李, 飛 林, 繆林昌, 鐘建池, 策 陳 申請(qǐng)人:東南大學(xué)