淤泥质土复合固化

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

1、一种淤泥质土复合固化剂,其特征在于:以酸盐泥为胶凝性材料, 配以性激发组分、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;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。

说明书全文

技术领域

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、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、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:
本发明以普通酸盐水泥为胶凝性材料,配以性激发组分、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。
QQ群二维码
意见反馈