[發明專利]一種異位活性氧化鎂碳化固化淤泥土方法

有效

• 申請號: 201711194797.3
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108086297B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 劉松玉;蔡光華;王亮;秦川
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E02D3/12
• 分類號: E02D3/12;C02F11/14
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉倩

本發明公開了一種異位活性氧化鎂碳化固化淤泥土方法，屬于水利土木工程的領域。該方法包括淤泥預處理、固化劑均混、淤泥顆?；?、二氧化碳碳化、廢氣/廢液收集、資源化利用幾個步驟，通過實測含水率調節固化劑供給量，根據土性調節顆粒粒徑和二氧化碳壓力，實現了淤泥與固化劑的充分拌合以及氧化鎂固化淤泥顆粒的快速碳化。作業過程中吸收粉塵和二氧化碳，避免了二次污染。該方法安全簡捷、低碳環保、連續作業率高，解決了淤泥處理和工程應用難題，淤泥碳化顆粒具有含水率低、硬度大、抗剪強度高和摩擦系數大等優點，可用作路基、機場跑道、工程回填等填料，實現了淤泥/污泥和二氧化碳在工程上的再利用，具有巨大的工程建設意義。

所屬領域

本發明涉及一種用于河道、湖泊及土木水利工程中所產生淤泥的固化淤泥土處理方法。尤其涉及一種適應高含水率、低滲透性淤泥且實現淤泥和二氧化碳在工程建設中資源化再利用的異位活性氧化鎂碳化固化淤泥土方法。

背景技術

我國幅員遼闊，江河湖泊眾多，土木工程建設高速發展，在河道、湖泊疏通清淤及土木水利工程建設過程中會產生大量的淤泥，這些淤泥具有含水率高、黏粒含量高、透水性差、物理力學指標差等特點，有些河道、湖泊淤泥甚至還含有大量有機質和有害重金屬，在工程上難以直接作為填筑材料，如果不加以妥善處理會占用大量良田。同時，淤泥中的污水容易滲入地下，引起地下水源污染等一系列社會問題。對于淤泥軟弱地基，國內外目前常采用真空預壓降水、熱處理、抽排沉淀晾干或拋泥處置和固化劑固結等方法進行處理。真空預壓法是借助大氣壓力來減少淤泥含水量，是目前提高現場淤泥承載力的一種較普遍的物理施工方法，然而由于該方法施工周期至少需要半年以上、處理后地基承載力較低（低于60kPa）等缺點，使該方法難以大面積推廣；熱處理方法是通過加熱或燒結法將淤泥轉化為建筑材料，該方法處理能力小、成本高，難以大規模推廣利用；沉淀晾干或拋泥處置將占用大量堆放場地，低透水淤泥的特性使占用的土地很難在短時間內重復利用，這樣不僅增大了工程造價，也在抽排或異位填埋過程中容易造成空氣污染和環境二次污染；采用固化劑固化是最有前景的處理技術，即向淤泥中添加固化劑進行攪拌混合，然后進行拉運攤鋪或堆載固結，進而改變淤泥的性質。

目前國內外用于土壤改良和淤泥固化的固化劑主要有高聚物類、電離子溶液類和礦渣硅酸鹽類等，這些固化劑均能使淤泥和土體的抗壓強度提高。高聚物類固化劑雖然摻量少、運輸方便，但固化后土體的抗水性能較差，遇水后強度會急劇下降；電離子溶液類固化劑雖然從根本上改變淤泥顆粒表面性質使其趨于憎水性，得到了良好的強度和抗水性能，但該固化材料組分復雜、成本高，組分中的添加劑對環境也有害，易造成土壤和環境污染；礦渣硅酸鹽類固化劑是水泥、石灰或鋼渣類、粉煤灰、礦渣和爐渣等，該類固化劑在單一應用時摻量較大，為120-400kg/m³，且固化后強度增長有限，僅為0.1-0.6MPa，難以大面積推廣。中國發明專利201310204944.6公開了“一種環保型淤泥固化方法”，即將工業廢料鐵尾礦渣作為骨料，將硅酸鹽水泥和電石渣的混合物作為固化劑，將骨料和固化劑混合后用于淤泥的固化處理，固化后淤泥的無限抗壓強度顯著提高?；谏鲜龇治?，這些方法在一定程度上解決工程建設用土和淤泥存放難題，但這些固化劑均存在有明顯的缺陷，即：水泥固化材料也存在生產過程中耗能高（煅燒溫度高達1450℃）、二氧化碳排放量大、環境污染嚴重等缺點。水泥、石灰等建筑業材料生產中排放塵埃和二氧化碳氣體等污染物與日俱增，是制約經濟環境和社會化平穩發展的屏障。因此，尋求新型環保材料替代傳統波特蘭水泥是目前材料科學和環境巖土界研究的新方向。