專利名稱：固化淤泥及其工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對河浜淤泥等軟基用結(jié)合材料處理、并由此生產(chǎn)的固化淤泥，及其工藝。
上海地處長江三角洲，面臨東海、背靠蘇南平原與杭嘉湖平原，北依長江、南涉杭州灣，除西南部少數(shù)低丘外，其余地勢平坦，大部分地區(qū)淺層土是比較典型的近海沉積物，亦通稱“上海軟土”。上海軟土具有一般軟土所共有的特性高含水量(最大近70％)；大孔隙比(最大超過1.6)；高壓縮性(壓縮系數(shù)達(dá)1.5Mpa)；低強(qiáng)度。上海軟土的主要組成土層為淤泥質(zhì)粘土、亞粘土夾有粉沙質(zhì)薄層。在這樣的軟土基上筑路、建工廠、倉庫、堆場及各種建筑物都需要先進(jìn)行地基加固才能滿足工程對地基的強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定性要求。近年來，地基處理技術(shù)發(fā)展很快，地基處理的基本方法無非是置換、夯實、擠密、排水、膠縮、加筋、及化學(xué)加固或熱力學(xué)加固。對于上海地區(qū)廣泛分布的淤泥質(zhì)粘土層和大大小小的河浜、暗塘中的淤泥處理的最可靠的辦法是清淤后換填其他材料的墊層。清淤工程的巨大土方量提高了工程造價，增加了環(huán)境污染。目前有一種固化土的地基加固技術(shù)，即將結(jié)合料與軟土在地基中原位攪拌均勻，使軟土形成足夠的強(qiáng)度和剛度，而達(dá)到地基加固的目的。現(xiàn)有結(jié)合料如粉煤灰、水泥、石膏，但粉煤灰和水泥對地基土質(zhì)有要求，即不能粘結(jié)含有機(jī)質(zhì)土，石膏對土質(zhì)無要求，但粘結(jié)強(qiáng)度較低。
本發(fā)明的目的在于提供一種軟土層地基加固結(jié)合料、用結(jié)合料制成的固化淤泥，將淤泥固化代替穩(wěn)定土及其制作建材的生產(chǎn)工藝，它能大規(guī)模、低成本地將淤泥轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源，將淤泥就地處理、回填利用或制成建材。
本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種固化淤泥用固化劑，用水調(diào)節(jié)，特點是固化劑由輕燒鎂、鹵片或鹵粉、水和調(diào)整劑組成，其中各組份的重量百分比為輕燒鎂52-58％、鹵片或鹵粉20-25％、調(diào)整劑0.1-1.0％、余量為水。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述輕燒鎂粉中MgO含量為70-90％、鹵片或鹵粉中MgCl2含量為42-46％。
在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述調(diào)整劑為硫酸亞鐵、硫酸銅、硫酸鎂、高錳酸鉀、脲醛樹脂、氯化銨、鹽酸、磷酸、乳化硅油中的一種或一種以上的組合物。
用上述固化劑制成固化淤泥，主要成份為淤泥，淤泥與固化劑混合之重量百分比為淤泥50-95％、固化劑50-5％。
一種固化淤泥的制備工藝可按下述步驟，第一步，用固化劑中重量百分比為20-25％的水將20-30％鹵片或鹵粉溶解至波美度成為23-29度的溶液；第二步，加入0.1-1.0％的調(diào)整劑；第三步，將調(diào)配好的溶液加入至52-58％的輕燒鎂中攪拌均勻制成固化劑；第四步，在淤泥中加入固化劑混合攪拌均勻，淤泥與固化劑的重量百分比為淤泥50-95％、固化劑為50-5％。將淤泥固化代替穩(wěn)定土及其制作建材的生產(chǎn)工藝，能大規(guī)模、低成本地將淤泥轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源，將淤泥就地處理、回填利用或制成建材。
固化淤泥也可通過下述工藝制備第一步，在化漿池內(nèi)用固化劑中重量百分比為20-25％的水將20-25％鹵片或鹵粉溶解至波美度為23-30度的溶液，倒入原漿池后加入0.1-1.0％的調(diào)整劑；第二步，按在固化劑中占重量百分比為52-58％的輕燒鎂與調(diào)配好的溶液攪拌均勻制成固化劑；第三步，將淤泥與固化劑混合，按重量百分比為50-95％的淤泥與50-5％的固化劑攪拌、混合均勻；第四步，將第三步混合物料倒入模具內(nèi)成型。將固化淤泥制成建材或直接運至工地回填利用。不僅節(jié)約基建費用，而且避免環(huán)境污染。
淤泥固化的固化劑主要選用價格便宜的礦原料輕燒鎂粉及鹽副產(chǎn)品鹵片或鹵粉，不僅結(jié)合好，而且價格便宜，生產(chǎn)工藝簡便易行，根據(jù)固化劑和淤泥的不同配比，它可廣泛用于填浜、制成粘土磚、鋪筑路基、假山等，為實現(xiàn)低成本、大規(guī)模的處理淤泥提供了一條新的途徑。
固化劑是一種穩(wěn)定材料，養(yǎng)護(hù)條件簡單。固結(jié)后具有很高的物理力學(xué)強(qiáng)度和穩(wěn)定的化學(xué)性能，并有良好的防水性，在一定的水環(huán)境中能保持其強(qiáng)度。它的另一個特點是有消毒殺菌作用。
淤泥質(zhì)粘土，特別是河浜淤泥都含有較高的有機(jī)質(zhì)，因此工程地基中碰到淤泥層一殷采用的辦法是清淤換填，使工程造價提高、工期延長，并造成一定的環(huán)境污染。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于固化劑較好地解決了含有機(jī)質(zhì)土的問題，能粘結(jié)任何土質(zhì)，可直接利用淤泥原位固化，大大節(jié)約了成本，保護(hù)了環(huán)境，為軟基加固提供了新的方法。用于地基加固的結(jié)合料常用的還有粉煤灰、水泥和石膏，與它們相比固化劑有著明顯的優(yōu)勢，見下表圖表1
實施例1固化劑的生產(chǎn)用固化劑重量百分比為20-25％的水將20-30％鹵片或鹵粉溶解至波美度為23-29度的溶液，然后，加入0.1-1.0％的調(diào)整，最后，將調(diào)配好的溶液加入至52-58％的輕燒鎂中攪拌均勻制成固化劑。
實施例2制備固化淤泥及方法按上述的制備工藝，在化漿池內(nèi)用23％的水將21％的鹵片溶解至波美度為25度的溶液，然后，加入0.6％的調(diào)整劑，該調(diào)整劑由占固化劑的重量百分比為硫酸亞鐵0.5‰、高錳酸鉀0.5‰、鹽酸5‰三組份組成，將調(diào)配好的溶液加入至55.4％的輕燒鎂中攪拌均勻，制成固化劑，最后將固化劑和淤泥按比例為1∶10-1∶18混合攪拌均勻，制成固化淤泥。直接運送到工地現(xiàn)場用于回填工程。
實施例3按上述的制備工藝，在化漿池內(nèi)用21％的水將22％的鹵粉溶解至波美度為26度的溶液，然后加入0.8％的調(diào)整劑，該調(diào)整劑由分別占固化劑重量百分比為硫酸亞鐵0.5‰、硫酸銅0.45‰、硫酸鎂0.45‰、高錳酸鉀0.45‰、脲醛樹脂0.55‰、氯化銨0.05‰、鹽酸5.5‰七組份組成，將調(diào)配好的溶液加入至56.2％的輕燒鎂中攪拌均勻，制成固化劑，最后將固化劑和淤泥按比例為1∶1-1∶10混合攪拌均勻，倒入模具中成型，為降低成本，在倒入模具前也可加入適量填充劑，制成固化淤泥磚。固化劑和淤泥混合比例不同，固化淤泥磚的強(qiáng)度不同。按需要選擇配比。
固化劑與淤泥的混合與土質(zhì)有關(guān)，應(yīng)根據(jù)實際情況調(diào)整配比。固化淤泥的應(yīng)用范圍廣泛，以上海地區(qū)為例，上海土質(zhì)大都屬于淤泥質(zhì)粘土，地下水位較高(僅為0.5m)。工程地基必須進(jìn)行加固，淺層處理一般采用清淤換土回填，工程土方量大，成本高，并易造成環(huán)境污染。用本發(fā)明固化劑直接固化淤泥減少了大量土方的運輸環(huán)節(jié)，有利于保護(hù)環(huán)境，大大節(jié)約了工程原料和運輸費用，并可以縮短工期。固化淤泥還可用于制作各種砌塊、鋪筑路基、修造假山等。
權(quán)利要求
1，一種固化淤泥用固化劑，用水調(diào)節(jié)，特征在于固化劑由輕燒鎂、鹵片或鹵粉、水和調(diào)整劑組成，其中各組份的重量百分比為輕燒鎂52-58％、鹵片或鹵粉20-25％、調(diào)整劑0.1-1.0％、余量為水。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的固化淤泥用固化劑，特征在于所述輕燒鎂粉中MgO含量為70-90％、鹵片或鹵粉中MgCl2含量為42-46％。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的固化淤泥；特征在于調(diào)整劑為硫酸亞鐵、硫酸銅、硫酸鎂、高錳酸鉀、脲醛樹脂、氯化銨、鹽酸、磷酸、乳化硅油中的一種或一種以上的組合物。
4，一種固化淤泥，主要成份為淤泥，特征在于由淤泥與固化劑混合而成，其中，固化淤泥的各組分的重量百分比為淤泥50-95％、固化劑50-5％。
5，一種固化淤泥的制備工藝，特征在于第一步，用固化劑中重量百分比為20-25％的水將20-30％鹵片或鹵粉溶解至波美度成為23-29度的溶液；第二步，加入0.1-0.5％的調(diào)整劑；第三步，將調(diào)配好的溶液加入至52-58％的輕燒鎂中攪拌均勻制成固化劑；第四步，在淤泥中加入固化劑混合攪拌均勻，淤泥與固化劑的重量百分比為淤泥50-95％、固化劑為50-5％。
6，固化淤泥的又一制備工藝，其特征在于第一步，在化漿池內(nèi)用固化劑中重量百分比為20-25％的水將20-25％鹵片或鹵粉溶解至波美度為23-30度的溶液，倒入原漿池后加入0.1-0.5％的調(diào)整劑；第二步，按固化劑重量百分比為52-58％的輕燒鎂與調(diào)配好的溶液攪拌均勻制成固化劑；第三步，將重量百分比50-95％淤泥與50-5％的固化劑攪拌、混合均勻；第四步，將第三步混合物料用于回填材料或倒入模具內(nèi)成型。
全文摘要
本發(fā)明涉及對河浜淤泥等軟基用結(jié)合材料處理、并由此生產(chǎn)的固化淤泥,及其工藝。公開了一種固化劑的配方及生產(chǎn)工藝,以及淤泥固化的配方及其工藝,特點是:固化淤泥中淤泥占重量百分比50－95%、固化劑為50－5%;固化劑由輕燒鎂、鹵片或鹵粉、水和調(diào)整劑組成,固化劑中各組份的重量百分比為:輕燒鎂52－58%;鹵片或鹵粉20－25%;水20－25%;調(diào)整劑0.1－0.5%。本發(fā)明可將淤泥就地處理、回填利用,不僅節(jié)約基建費用,而且可避免環(huán)境污染。
文檔編號C02F11/14GK1320570SQ0111267
公開日2001年11月7日 申請日期2001年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月19日
發(fā)明者平曉寧, 高峻, 宋珅民, 韓路 申請人:上海中圣實業(yè)發(fā)展有限公司