專利名稱：一種疏浚土復(fù)合固化劑及工程建筑材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種對水利工程和海洋工程等建設(shè)中產(chǎn)生的疏浚土進(jìn)行固化處理所使用的復(fù)合固化劑。
背景技術(shù)：
為了滿足日益增長的貨運量和船舶大型化的需求，港口與航道也不斷向大型化、 深水化發(fā)展。疏浚對港口與航道的建設(shè)和維護以及船舶的安全航行是必不可少的，與疏浚作業(yè)有關(guān)的最大問題就是如何處置每年數(shù)量高達(dá)幾億方的疏浚土。我國處置疏浚土的傳統(tǒng)方法一般都是采用水中拋泥或者就近棄土。將疏浚土作為廢棄物在指定水域外拋或者征用一塊土地來堆放，由于疏浚土拋填形成的土地非常軟弱，難以開發(fā)利用，因此造成大量土地資源和泥土資源的浪費。此外，疏浚土大多含有重金屬、有機質(zhì)等污染物，就近拋填必然會對周圍環(huán)境造成二次污染。所以將疏浚土“變廢為寶”，處理成良好的土工材料，對社會的可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義。
疏浚土綜合利用的方法之一是采用固化劑對疏浚土進(jìn)行化學(xué)固化，提高土體強度，改善土質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)和壓實性，使其變成可利用的土木工程建筑材料。傳統(tǒng)的固化劑一般屬于固體粉狀土壤固化劑，大多是從水泥加固機理出發(fā)，通過在各種基質(zhì)材料中添加表面活性劑、堿性激發(fā)劑和膨脹組分等以達(dá)到提高土的工程性能的目的。
目前土壤固化劑及其相關(guān)技術(shù)仍處于不斷完善和發(fā)展之中，不少市售產(chǎn)品在性能上都或多或少存在一些不足，如土壤固化劑通用性并不是很好；一種固化劑往往只能提高一、二項材料的性能，難以兼顧強度、耐久性、抗凍融和耐水性等多方面要求。新型土壤固化劑的固化效果一般優(yōu)于傳統(tǒng)固化材料，但其成本一般較高，只適用于使用量較少的特殊的地基處理當(dāng)中，對于大量的疏浚土處理并不適用。因此，疏浚土固化技術(shù)的關(guān)鍵是提供合理、經(jīng)濟有效的固化劑配方。
公開號為CN 101081718A，發(fā)明創(chuàng)造名稱為《一種淤泥固化劑及其應(yīng)用》，此固化劑的成分為水泥熟料、爐渣或礦渣、石灰、石膏、硫酸鹽、聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、甘露醇、 木質(zhì)素磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽與鐵、鉻離子絡(luò)合物、烷基酚聚氧乙烯醚、丹寧酸、腐殖酸鹽、 α -烯烴磺酸鹽等15種成分，成分復(fù)雜，成本高。
公開號為CN98113594. 3的專利公開了一種土壤固化劑，其使用78_85%的礦渣或礦渣組合物、10%-25%的堿性激發(fā)劑、O. 01-0. 15%的表面活性劑進(jìn)行土壤處理，然而，由于此配方組份中缺少水泥等固化劑，其固化效果對于含水率較高的土壤來說，效果會大打折扣，且早期強度也較低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種合理、經(jīng)濟、有效的疏浚土復(fù)合固化劑，能將軟弱、高黏的廢棄疏浚土固化成為強度較高，壓縮性和滲透性小，且具有一定密實度的滿足工程要求的建筑材料。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述疏浚土復(fù)合固化劑的應(yīng)用方法及應(yīng)用該方法所獲得的建筑材料。
為了實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案為一種疏浚土復(fù)合固化劑，其特征在于以工業(yè)鋼渣粉、礦渣粉為主固化劑，配以少量水泥及堿激發(fā)劑為助固化劑， 主固化劑與助固化劑按以下質(zhì)量比混合均勻
鋼渣粉與礦渣粉的混合物65 75%
水泥8 28%
堿激發(fā)劑5 20%
進(jìn)一步來說，所述鋼渣粉與礦渣粉的質(zhì)量比例為(O. 75^1. 25) :1。
具體地來說，所述的堿激發(fā)劑選自硫酸鹽類和石膏類的混合，或硫酸鹽類、膏類與水玻璃的混合。
所述硫酸鹽類選自硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸銅中的一種或多種的混合；所述石膏類選自二水石膏、半水石膏、無水石膏中的一種或多種的混合。
優(yōu)選地，疏浚土復(fù)合固化劑的各原料組分按以下質(zhì)量百分比混合
鋼渣粉與礦渣粉的混合物，F(xiàn)L鋼渣粉與65~75%礦渣粉的比例為(0.8 1.23) ·· I水泥8 28%硫酸鹽類3 ~ 15%石膏類〗 10%水玻璃O ~ 5 %
或者該疏浚土復(fù)合固化劑的各原料組分按以下質(zhì)量百分比混合
鋼渣16~45%
礦渣15 45%水泥8 28%硫酸鹽類3~15%石 1'f 炎I - 10%水玻璃O ~ 5%
更優(yōu)選地，疏浚土復(fù)合固化劑的原料組分按以下質(zhì)量百分比的混合
鋼渣粉30礦渣粉37水泥25硫酸鹽類3石膏類5
一種工程建筑材料，按水固體原料為(129Γ1890 1的質(zhì)量比制備免燒磚，其中所述固體原料按以下配方制得如上任一所述的疏浚土復(fù)合固化劑If 28%、砂1(Γ27%、疏浚土 50 70%。
如上所述的工程建筑材料的制備方法，其特征在于把疏浚土復(fù)合固化劑添加至已風(fēng)干的疏浚土及砂中，攪拌均勻后加入水，繼續(xù)攪拌均勻；然后將混合料倒入塑料袋中陳化8h;稱取適量的混合料，進(jìn)行二次攪拌以后加入模具中振動填平，在壓力機上加壓成型 (成型壓力約40kN)，脫模后進(jìn)行蒸養(yǎng)16h，然后自然養(yǎng)護28d后。
由于鋼渣粉中溶入了較多的FeO、MgO、P2O5等雜質(zhì)，其玻璃體的結(jié)構(gòu)是以Si-O鍵和Al-O鍵組成的[SiO4]、[AlO4]四面體或[AlO6]配位多面體。[SiO4]四面體中的Si-O鍵在鋼渣粉的粉磨過程中會發(fā)生斷鍵，繼而在激發(fā)劑形成的堿性環(huán)境中發(fā)生以下反應(yīng)
權(quán)利要求
1.一種疏浚土復(fù)合固化劑，其特征在于以工業(yè)鋼渣粉、礦渣粉為主固化劑，配以少量水泥及堿激發(fā)劑為助固化劑，主固化劑與助固化劑按以下質(zhì)量比混合均勻 鋼渣粉與礦渣粉的混合物 65 75% 水泥8 28% 堿激發(fā)劑5 20%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的疏浚土復(fù)合固化劑，其特征在于所述鋼渣粉與礦渣粉的質(zhì)量比例為(O. 75 I. 25) :1。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的疏浚土復(fù)合固化劑，其特征在于其特征在于所述的堿激發(fā)劑選自硫酸鹽類和石膏類的混合，或硫酸鹽類、膏類與水玻璃的混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的疏浚土復(fù)合固化劑，其特征在于所述硫酸鹽類選自硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸銅中的一種或多種的混合；所述石膏類選自二水石膏、半水石膏、無水石膏中的一種或多種的混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的疏浚土復(fù)合固化劑，其特征在于，它的各原料組分按以下質(zhì)量百分比混合鋼渣粉與礦渣粉的混合物，且鋼渣粉與65-75% 礦渣粉的比例為(0.8-1.23) I 水泥8 ~ 28%硫酸鹽類3 15%石膏類I 10%水玻璃O 5%
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的疏浚土復(fù)合固化劑，其特征在于，它的各原料組分按以下質(zhì)量百分比混合鋼渣16 45%礦渣15 45%水泥8 28%硫酸鹽類3 15%石膏類I ~ 10%水玻璃O ~ 5%
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的疏浚土復(fù)合固化劑，其特征在于，它的原料組分按以下質(zhì)量百分比的混合鋼渣粉30%礦渣粉37%水泥25%硫酸鹽類3%4::]骨類5%
8.一種工程建筑材料，其特征在于按水固體原料為(129Γ18%) 1的質(zhì)量比制備免燒磚，其中所述固體原料按以下配方制得權(quán)利要求Γ7任一所述的疏浚土復(fù)合固化劑18 28%、砂 10 27%、疏浚土 50 70%。
9.如權(quán)利要求8所述的工程建筑材料的制備方法，其特征在于把如權(quán)利要求Γ7任一所述的疏浚土復(fù)合固化劑添加至已風(fēng)干的疏浚土及砂中，攪拌均勻后加入水，繼續(xù)攪拌均勻；然后將混合料倒入塑料袋中陳化8h ;稱取適量的混合料，進(jìn)行二次攪拌以后加入模具中振動填平，在壓力機上加壓成型，脫模后進(jìn)行蒸養(yǎng)16h，然后自然養(yǎng)護28d。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種疏浚土復(fù)合固化劑，是以工業(yè)鋼渣粉、礦渣粉為主固化劑，配以少量水泥及堿激發(fā)劑為助固化劑，主固化劑與助固化劑按以下質(zhì)量比混合均勻鋼渣粉與礦渣粉的混合物65~75%；水泥8~28%；堿激發(fā)劑5~20%。本發(fā)明的固化劑可改善疏浚土的松散結(jié)構(gòu)，提高密實度，大幅度提高疏浚土的抗壓、抗剪強度，降低其滲透性和壓縮性，對軟弱、高黏的疏浚土具有良好的改性效果。經(jīng)此固化劑改性后的疏浚土可制備成工程填筑材料，也可制備成免燒磚，用于民用建筑。本發(fā)明充分利用了工業(yè)廢渣等原料對廢棄的疏浚土進(jìn)行固化，實現(xiàn)了“變廢為寶”，其成本低，環(huán)保性好，適用性廣。
文檔編號C04B28/00GK102976677SQ201210506918
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者張夏虹, 董志良, 王勝年, 張夏真, 顏永國, 倪靜姁, 王迎飛, 熊建波 申請人:中交四航工程研究院有限公司, 中交第四航務(wù)工程局有限公司, 廣州四航材料科技有限公司, 廣州四航巖土技術(shù)工程有限公司, 廣州港灣工程質(zhì)量檢測有限公司