[發(fā)明專利]一種高有機(jī)質(zhì)河道淤泥復(fù)合固化材料及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310020251.1
• 申請(qǐng)日: 2013-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN103086666A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝建中;陳冠寰;陳龍;史海波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及將高有機(jī)質(zhì)河道淤泥固化的復(fù)合固化材料，還涉及用復(fù)合固化材料將高有機(jī)質(zhì)河道淤泥固化成建筑用材的應(yīng)用。本發(fā)明屬于水利和土工建材領(lǐng)域。

背景技術(shù)

淤泥的化學(xué)固化技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。在淤泥中添加固化材料，進(jìn)行攪拌混合，通過孔隙水與固化材料發(fā)生水和反應(yīng)使孔隙內(nèi)的自由水變?yōu)榻Y(jié)合水，加強(qiáng)了土粒子之間的結(jié)合力從而提高疏浚泥的強(qiáng)度。淤泥經(jīng)固化過后，含水率有了明顯的下降，工程性能得到很大的提高。固化淤泥可以作為城建、堤壩、道橋乃至園林的填筑材料，緩解緊張的建筑用土需求，特別是在缺少沙石料的地方，利用就地取材的淤泥進(jìn)行固化，可節(jié)省費(fèi)用、方便施工、縮短周期。

現(xiàn)有的大量研究主要通過固化使淤泥變成填土材料或路基填充材料，但固化后的強(qiáng)度都不高，均在0.1～6MPa。研究表明，淤泥固化后的強(qiáng)度與水泥摻量有關(guān)，水泥量加的越多強(qiáng)度越高，但單純?cè)黾铀嗵砑恿縿?shì)必會(huì)增加費(fèi)用，也會(huì)使得對(duì)淤泥的處理能力（即一定量固化材料能夠固化的淤泥量）下降。當(dāng)處理富含有機(jī)質(zhì)的河道淤泥時(shí)，由于有機(jī)質(zhì)的主要成分——腐殖酸對(duì)水泥的水化具有抑制作用，腐殖酸含量對(duì)固化淤泥的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和破壞應(yīng)變的影響存在一個(gè)極限含量，并且這個(gè)極限含量值隨水泥添加量的增加而增加。所以對(duì)高有機(jī)質(zhì)淤泥來說，用傳統(tǒng)方法增加水泥也不能有效地增加固化淤泥的強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于解決上述背景技術(shù)中提到的問題，提供一種能提高高有機(jī)質(zhì)河道淤泥固化強(qiáng)度且經(jīng)濟(jì)高效的復(fù)合固化材料，還提供了用所述復(fù)合固化材料將高有機(jī)質(zhì)河道淤泥固化成建筑用材的應(yīng)用.

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種高有機(jī)質(zhì)河道淤泥復(fù)合固化材料，以水泥、粉煤灰、生石灰和黃砂為主料，配以添加劑；所述添加劑為激發(fā)劑、增強(qiáng)劑、早強(qiáng)劑中的一種或多種；各組分的質(zhì)量百分比為：高有機(jī)質(zhì)河道淤泥40～65%、水泥10～20%、粉煤灰10～20%、生石灰2～10%、黃砂2～10%、激發(fā)劑0～10%、增強(qiáng)劑0～1%、早強(qiáng)劑0～1%，激發(fā)劑、增強(qiáng)劑、早強(qiáng)劑不同時(shí)為0。

所述激發(fā)劑的質(zhì)量百分比為1～10%，所述激發(fā)劑由如下質(zhì)量百分比的組分組成：NaOH?15～30%、Al₂(SO₄)₃?15～30%、CaSO₄?40～55%。

所述增強(qiáng)劑的質(zhì)量百分比為0.01～1%，所述增強(qiáng)劑由如下質(zhì)量百分比的組分組成：烷基酚聚氧乙烯醚10～25%、α－烯烴磺酸鹽20～40%、木質(zhì)素磺酸鈉5～20%、乙烯-醋酸乙烯共聚物30～50%。

所述早強(qiáng)劑的質(zhì)量百分比為0.01～1%，所述早強(qiáng)劑由如下質(zhì)量百分比的組分組成：Na₂SO₄?45～55%、FeSO₄?45～55%。

所述水泥為32.5級(jí)硅酸鹽水泥。

本發(fā)明激發(fā)劑的作用主要是激發(fā)火山灰質(zhì)膠凝（粉煤灰）的活性以及淤泥本身的活性使得火山灰反應(yīng)能順利進(jìn)行，使得固化強(qiáng)度能持續(xù)增長(zhǎng)。

增強(qiáng)劑是通過膠結(jié)淤泥中的土質(zhì)顆粒，形成早期強(qiáng)度，且增強(qiáng)劑具有表面活化作用，使離子交換反應(yīng)迅速徹底地進(jìn)行。

早強(qiáng)劑通過加入陽離子可以壓縮水泥水化產(chǎn)物C-S-H（水化硅酸鈣）膠體顆粒的擴(kuò)散雙電子層，加速C-S-H膠體顆粒的凝聚，從而降低其在液相中的濃度，加速水泥中C3S（硅酸三鈣）和C2S（硅酸二鈣）的水化，提高早期強(qiáng)度，加快固化速度。

原有固化材料難以應(yīng)用于高有機(jī)質(zhì)河道淤泥，本發(fā)明的復(fù)合固化材料可以應(yīng)用于高有機(jī)質(zhì)河道淤泥，提高抗壓強(qiáng)度，具體應(yīng)用步驟為：

（1）向高有機(jī)質(zhì)河道淤泥中加入水泥、粉煤灰、生石灰、黃砂和添加劑；

（2）充分?jǐn)嚢杌旌衔锸怪旌暇鶆颍?/p>

（3）將混合物裝入事先涂好機(jī)油的70.7mm×70.7mm×70.7mm的試模中，分層填裝，每層充分震動(dòng)，將裝有混合物的試模置于20℃、濕度>90%的養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)；

（4）放置1天后脫模，將脫模后的試件置于20℃、濕度>90%的養(yǎng)護(hù)箱繼續(xù)養(yǎng)護(hù)；

（5）分別于7天、14天、28天用萬能試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)試件的抗壓強(qiáng)度；

（6）將符合一定抗壓強(qiáng)度的材料作為建筑用材。