[发明专利]一种淤（污）泥和软基础固化/稳定化的固化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于市政和环保工程技术领域，涉及淤（污）泥和软基础固化/稳定化的固化剂，更具体的说是一种使淤污泥和软基础固化稳定化的固化剂及其应用。

背景技术

由于气候和地址运动被不断变化，细小岩石及土壤颗粒在河流和沿海潮汐的作用下，在河道沿岸、海口、水库、湖泊等缓流地带会淤积沉淀形成软弱土层，同时也将上游的生活及工业污染物携带夹杂其中，形成湿软淤泥层。这种软弱土层一般具有颗粒细、有机物含量高、含水量高并不易降水等特点，致使软弱土层的承载力低，孔隙率高，承载后沉降大，很难直接作为建筑地基使用。

随着经济建设的快速发展，工业污染、生活污染已经给城市产生巨量的污泥，在每个城市都要投入巨大的资金进行污泥的处理。可一方面污泥堆放占地会产生污染物扩散和破坏水环境的问题，另一方面建设用地对土方有大量需求，开山采石、挖河采砂会对资源、生态和环境产生难以修复的破坏，故这样的需求与污染之间的矛盾日益突出。为此，国内外开展了大量的软弱土固结研究，其中淤（污）泥的软弱土地基真空预压降水法、抽取沉淀晾干法和固化剂固结等多个方面并取得较好结果的应用领域。

空预压技术存在施工周期较长(5-10个月)和地基降水后的承载力较低(0.01-0.06Mpa)的问题；沉淀晾干法，会带来较多的麻烦一是需要较大的堆放场地，二是抽排的过程造成空气的污染和二次环境污染，还有就是降水后的淤泥要异地拉运、填埋任有可能造成污染环境问题；使用固化剂固结软弱土是最有发展前途的技术。

    国外在淤泥和软基础处理领域有50年的经验，我国的深层搅拌桩技术开展较早，真空预压技术和抽取沉淀晾干技术己经得到大规模应用，但在淤泥和软基础就地稳定处理方面还落后国外至少20年以上，欧洲、美国、日本和俄国等发达国已走在世界前列。芬兰ALLU公司及德国KELLER公司的板体稳定技术国内己在做引进尝试。目前采用的淤泥固化剂主要是水泥、石灰及钢渣类的等，每立方掺量在120-400公斤。用固化剂处理淤泥等软弱土地基，国内外普遍采用的方式是将水泥类无机材料与淤泥一起搅拌均匀，然后进行拉运摊铺或堆载固结。但是水泥类材料用于淤泥固结时的掺加量较大，采用水泥固结高含水率（90-1500%）淤泥和腐殖黑泥，其掺加量范围在12-30%之间，固结淤泥28天后的无侧限抗压强度仅为0.1-0.6Mpa。国内淤泥固化还有采用掺加大量无机材料如粉煤灰、石灰、矿渣、炉渣等，其掺加数量高达25%-60%。因这些材料来源不便、运输量大，难于大面积推广应用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种掺加量少、软弱土降水快、承载力高、固结体耐水浸泡性好的固化剂，解决现有淤（污）泥固化技术存在固结体承载力低、淤泥脱水时间长、固化剂后稳定性差的缺点。

为实现上述目的本发明提供如下的技术方案：

一种淤（污）泥和软基础固化/稳定化的固化剂，其特征在于该固化剂为粉剂，由水泥、生石灰、特殊石渣粉、絮凝粉、吸水剂等组成；更加具体的固化剂是由下述重量分数比的原料组成：

水泥熟料5-10份，氢氧化铝10-20份，生石灰10-15份，无水石膏1-5份，特殊石渣粉50-60份，硅酸钠5-10份，氟硅酸钠0.1-3份，阴离子聚丙烯酰胺1-3份，十二烷基苯磺酸钠0.5-1.5份，卡拉胶浓缩粉0.3-1.0份；其中所述的特殊石渣粉指的是：将石渣粉生料经预热器进行预热和部分分解后，采用回转窑进行热交换和熟料烧制，随着石渣粉物料温度升高，石渣粉会变成液相，熟料烧成后，温度开始降低，最后经熟料冷却机将高温熟料冷却至下游输送带进行研磨制成。

本发明公开了固化剂的制备方法，其特征在于：

（1）先将石渣粉熟料与生石灰研磨至粒径达到140-200目；

（2）水泥熟料、氢氧化铝、无水石膏、硅酸钠、氟硅酸钠、阴离子聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠、卡拉胶浓缩粉所需配料按比例与研磨好的特殊石渣粉和生石灰均匀，混合粉磨至勃氏比表面积300- 700m²/kg，制成制成pH值8-9，粒径为0.005-0.15mm的粉状固化剂。

本发明进一步公开的固化剂的制备方法如下：