淤泥质土复合固化剂 |
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申请号 | CN200710070010.2 | 申请日 | 2007-07-13 | 公开(公告)号 | CN101081981A | 公开(公告)日 | 2007-12-05 |
申请人 | 浙江大学; | 发明人 | 徐日庆; 郭印; 邵玉芳; 刘增永; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种淤泥质土复合 固化 剂。以 硅 酸盐 水 泥为胶凝性材料,配以 碱 性激发组分、膨胀组分和 表面活性剂 混合而成,碱性激发组分选用生石灰、水玻璃、氢 氧 化钠;膨胀组分选用生 石膏 ;表面活性剂选用三 乙醇 胺、高效 减水剂 FDN。淤泥质土复合固化剂具有的 早期强度 高、后期强度稳定、水稳性好、抗冻性能好等优点,可将废弃的疏浚淤泥质土固化为路基填土等性能稳定的 建筑材料 ,也可以在淤泥质土场地通过深层搅拌法生成复合地基。 | ||||||
权利要求 | |||||||
说明书全文 | 技术领域本发明涉及的是一种用于淤泥质土固化的材料,尤其适用于高含水量和高 有机质含量的淤泥质土的固化处理。 背景技术固化土是在土体中加入外加剂,能够与土发生一系列物理、化学反应,使 土固化,改善土的物理、力学性质,减小土的水敏感性和提高土的水稳性。其 适用范围广、性能优越,适用于各类地基土的加固;固化土强度可以调整,能 满足不同工程要求;加固土早期强度高,有利于加快施工进度;就地取材,减 少砂石采用量,减少环境破坏等。 近30年来,土壤固化剂在国外逐渐得到了越来越广泛的应用。一方面,通 过搅拌混合对江河、湖泊、海湾等疏浚淤泥进行固化处理,将其固化后转化为 土工材料进行再生利用,既节约基金,又解决废弃淤泥占用土地资源和污染环 境的问题;另一方面,通过深层搅拌法对房基、路基等进行加固处理,提高地 基承载力。目前,土壤固化剂的应用技术在国外发展较快,在美、日、澳、韩、 德、加拿大、南非等国的大中型工程(包括铁路及高速铁路、机场、高速公路 及低等级和非等级公路、水利工程、港口、市政建设、环境保护等)中得到了 大量运用,已形成相当的产业规模,取得了极大的社会效益、经济效益、环保 效益和生态效益。 我国东南沿海和部分内陆城市如昆明、武汉分布有大量软土地基,其中大 部分是泥炭土、塘河淤泥、酸性土等高有机质含量的土。而在这样的软土地区 进行众多工程的建设,即使增加水泥掺量,固化效果也难以满足工程要求,从 而导致地基处理费用大大提高。另外,为了改善湖泊的水质问题、保证河道正 常的泄洪能力和内陆航道的畅通,我国每年都开展大规模的湖泊疏浚、清淤工 程,从而产生大量的工程淤泥。近期随着我国南水北调东线工程的启动,也涉 及到许多河道清淤产生大量淤泥的问题。未来十年,水利、海洋工程中处理大 量的疏浚泥将成为难以回避的现实。因此,在吸收国外经验的基础上,针对我 国淤泥质土的特点开发成本较低、性能优越和施工方便的土壤固化剂将有重要 的现实意义。 目前国内主要沿用水泥、石灰、粉煤灰或者这些材料的简单混合物作为固 化材料,此类传统的固化材料一般都早期强度不高、强度的调节范围小,水稳 性差。虽然国内也有新的土壤固化剂的相关报道,现有的固化剂大都无法处理 高含水量和高有机质含量的酸性淤泥质土。 发明内容本发明的目的在于提供价格便宜、性能优越,能在我国沿海淤泥质土地基 以及疏浚淤泥的处理中得到应用的一种淤泥质土复合固化剂。 本发明采用的技术方案是: 本发明以普通硅酸盐水泥为胶凝性材料,配以碱性激发组分、膨胀组分和 表面活性剂混合而成,碱性激发组分选用生石灰、水玻璃、氢氧化钠;膨胀组 分选用石膏;表面活性剂选用三乙醇胺、FDN。各组分按质量百分比为: 成分 质量组成% 水泥: 12~18 石膏: 4~5 生石灰: 2~3 水玻璃: 6~8 氢氧化钠: 0.4~0.6 三乙醇胺: 0.03~0.05 高效减水剂FDN: 1.5~2.5 其中水泥掺量是指水泥的质量与淤泥质土质量的百分比,而其它添加剂的 百分比是与水泥质量的百分比。 由于在分析淤泥质土特点的基础上,分别从添加膨胀组分、提高早期强度、 提高土壤PH值、调节水泥离子和粘土颗粒的活性的角度选择固化材料,充分发 挥各组分的作用效应,实现淤泥质土的固化。 本发明具有的有益效果是:淤泥质土复合固化剂具有的早期强度高、后期 强度稳定、水稳性好、抗冻性能好等优点,可将废弃的疏浚淤泥质土固化为路 基填土等性能稳定的建筑材料,也可以在淤泥质土场地通过深层搅拌法生成复 合地基。 具体实施方式实施例1 土壤选用淤泥质土,其性能指标见表1和表2。 表1 土样的物理力学指标 岩土名称 含水量ω 重度γ 孔隙比e 比重Gs 液塑ωL 塑限ωP (%) (kN/m3) (%) (%) (%) 淤泥质粘土 75 16.3 1.375 2.73 44 25.5 表2 土样的主要化学组成及PH值 岩土名称 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 有机质 PH值 淤泥质粘土 55.3% 12.4% 3.44% 0.90% 1.05% 12.7% 4.8 表3 成分 水泥 石膏 生石灰 水玻璃 氢氧化钠 FDN 三乙醇胺 质量组成(%) 12 4.5 2.5 8.0 0.5 1.5 0.03 在试验前,去除土样杂质,称取600g土样,按表3的配比添加固化材料, 将混合物搅拌均匀制成3个Ф39.1×80mm的圆柱体平行试样,标准养护,其7 天的平均强度可达0.890MPa,60天的平均强度可达1.680MPa。 实施例2 表4 成分 水泥 石膏 生石灰 水玻璃 氢氧化钠 FDN 三乙醇胺 质量组成(%) 15 5 3.0 7.0 0.5 1.5 0.05 在试验前,去除土样杂质,称取600g土样,按表4的配比添加固化材料, 将混合物搅拌均匀制成3个Ф39.1×80mm的圆柱体平行试样,标准养护,其7 天的平均强度可达1.046MPa,60天的平均强度可达2.000MPa。 实施例3 表5 成分 水泥 石膏 生石灰 水玻璃 氢氧化钠 FDN 三乙醇胺 质量组成(%) 18 4.0 2.0 6.0 0.5 2.0 0.04 在试验前,去除土样杂质,称取600g土样,按表5的配比添加固化材料, 将混合物搅拌均匀制成3个Ф39.1×80mm的圆柱体平行试样,标准养护,其7 天的平均强度可达1.115MPa,60天的平均强度可达2.500MPa。 实施例4 表6 成分 水泥 石膏 生石灰 水玻璃 氢氧化钠 FDN 三乙醇胺 质量组成(%) 15 4.0 2.0 6.0 0.4 2.0 0.04 在试验前,去除土样杂质,称取600g土样,按表6的配比添加固化材料, 将混合物搅拌均匀制成3个Ф39.1×80mm的圆柱体平行试样,标准养护,其7 天的平均强度可达1.080MPa,60天的平均强度可达2.300MPa。 实施例5 表7 成分 水泥 石膏 生石灰 水玻璃 氢氧化钠 FDN 三乙醇胺 质量组成(%) 15 4.0 2.0 6.0 0.6 2.5 0.04 在试验前,去除土样杂质,称取600g土样,按表7的配比添加固化材料, 将混合物搅拌均匀制成3个Ф39.1×80mm的圆柱体平行试样,标准养护,其7 天的平均强度可达1.120MPa,60天的平均强度可达2.400MPa。 |