[發明專利]一種有機無機復合淤泥固化劑及其使用方法和應用

有效

• 申請號: 201711013511.7
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107879569B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 王臻華;項偉;黃偉
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 曹雄

本發明公開了一種有機無機復合淤泥固化劑，由以下質量百分比的功能組分制成：水泥58.8～60.5％、生石灰19.4～21.5％、高鐵酸鉀4.5～5.3％、高分子吸水樹脂14.8～15.2％，各功能組分的百分比之和為100％。本發明還包括使用方法和應用。本發明具有各功能組分易獲得、摻量少、成本低、效果好等優勢，與淤泥攪拌養護后可直接用作道路路基填料，實現了淤泥的資源化利用。

技術領域

本發明涉及土工建筑材料領域，尤其涉及一種有機無機復合淤泥固化劑及其使用方法和應用。

背景技術

為了適應港口河道和岸堤工程的發展速度，使得河道能夠通常運行和正常泄洪以及改善湖泊水質，我國每年都會展開大規模的疏浚和清淤工程。由此產生的大量淤泥，具有黏粒含量高、含水率高、有機質高、強度低等特性而難以在工程中直接利用，往往采用征用場地貯存或者外海拋淤等方式進行處理，帶來了工程造價增加、占用土地和環境污染等問題。

目前，在國內外長期的工程的實踐中，總結了處理淤泥的3種主要方法，包括物理脫水處理法、熱(燒結)處理法和化學固化處理法。前兩種方法僅適合用于處理小批量、高含水率的淤泥，若處理大量的淤泥則所需配套設備的購置成本相對較高。化學固化處理是在淤泥中加入相關固化材料，通過機械攪拌使淤泥與固化材料混合均勻，兩者之間發生一系列的物理化學反應，從而改變淤泥的物理力學性質，達到并滿足工程需要。因此，化學固化處理法是相對簡單、經濟且適用于大量淤泥處理的措施。

現有大量的研究主要集中在通過將淤泥進行固化處理，使之變成可被直接利用的土工建筑材料或者路基填充材料，常用的固化材料有水泥和石灰，其中水泥主要用于提高淤泥的強度，生石灰具有減少鹽漬成分影響的效果。但遇到含水率高且富含有機質的淤泥時，往往這一類的固化材料所固化的淤泥強度偏低，無側限抗壓強度實驗值僅在1MPa左右，難以滿足路基工程的要求。研究表明，水泥固化淤泥時，固化土的強度隨水泥摻量的增加而增大，而增加水泥摻量不僅使土體趨于脆性，還增加了處理成本。當淤泥中富含有機質時，其中的腐殖酸對水泥的水化反應有抑制作用，不利于水泥水化產物的生成。因此，開發一種施工方便、價格低廉、性能優越、無毒環保的新型固化劑是目前迫切需要解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種施工方便、價格低廉、性能優越、無毒環保，固化處理后的淤泥能滿足路基工程的要求的有機無機復合淤泥固化劑及其使用方法和應用。

本發明的實施例提供一種有機無機復合淤泥固化劑，由以下質量百分比的功能組分制成：水泥58.8～60.5％、生石灰19.4～21.5％、高鐵酸鉀4.5～5.3％、高分子吸水樹脂14.8～15.2％，各功能組分的百分比之和為100％。

進一步，所述水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥。

進一步，所述生石灰為白色粉末狀固體，且粒度為200目標準方篩篩余量小于10％，生石灰中CaO的含量大于98％。

進一步，所述高鐵酸鉀為暗紫色有光澤粉末狀固體，且粒度為200目標準方篩篩余量小于10％，高鐵酸鉀中K₂FeO₄的含量大于98.5％。

進一步，所述高分子吸水樹脂為白色粉末狀固體，且粒度為200目標準方篩篩余量小于1.0％。

進一步，所述高分子吸水樹脂由以下質量百分比的原料制成：低交聯型聚丙烯酸鈉88～92％、水8～10％、交聯劑0.5～1.0％，所述低交聯型聚丙烯酸鈉中鈉的含量為24.5％，所述水中NaCl的含量為0.9％，且吸收倍率大于45g/g。

一種有機無機復合淤泥固化劑的使用方法，取一定質量的淤泥，將固化劑摻入淤泥中，攪拌均勻后靜置，保證固化劑與淤泥充分反應，即將淤泥轉化為土工建筑材料。

進一步，所述固化劑的摻入量為淤泥質量的8～10％。