[发明专利]用于形成开垦结构的方法和系统

说明书

一种形成结构的方法包括a)挖掘材料；b)使材料均质化；c)确保材料中的铝硅酸盐含量；d)增加材料的碱含量；e)使材料发泡；和f)将材料注入到表面上，其中当注入时材料形成泡沫状结构。

背景技术

在疏浚土地开垦(reclamation，再生，复垦)时，疏浚(dredged，挖掘)的集料通常被挖掘，运输到新的位置，然后通过倾倒或其他方式堆放以形成新的土地。新建土地的体积、稳定性和侵蚀性受形成新土地的施加质量的规模和密度的影响。通过添加天然石材或其他技术来增加密度，例如施加振动，可以添加防护等级。开垦土地的大小等于疏浚的集料的施加质量，因此也与疏浚的集料运送到开垦地点的运输能力成比例。

用于土地开垦的典型材料是沙土。由于开垦沙土(再生沙土)在世界许多地方都是稀缺商品，因此它通常必须从其他地方开采并运输到新位置。这可以导致运输成本高以及挖掘沙土的地区的不利环境影响。

发明内容

根据本发明的第一方面，一种形成结构的方法包括：a)挖掘材料；b)使材料均质化；c)确保材料中的铝硅酸盐含量(aluminosilicate level，铝硅酸盐水平)；d)增加材料的碱含量(alkaline level，碱水平，碱性水平)；e)使材料发泡；和f)将材料注入到表面上，其中在注入时材料形成为泡沫状结构。

这种方法允许形成具有疏浚的材料的结构，其不受容纳疏浚的材料的运输船(或其他装置)的容量限制。这还可以降低所需的运输成本并且能实现使用当地材料。因为该方法允许用形成泡沫状结构的材料来形成结构，因此所形成的结构可以膨胀到大于被疏浚(和运输)的材料的体积。这种方法还允许使用以前认为不适合土地开垦的材料，例如粘土或粘土混合物，以形成稳定的结构。

根据一个实施方式，步骤b)还包括分析混合物的水含量；并通过加入或除去混合物中的水来调节混合物的水含量。

根据一个实施方式，步骤d)包括添加碱性材料。适当的碱含量确保铝硅酸盐溶解在混合物中以允许适当发泡。

根据一个实施方式，步骤c)包括向该混合物中加入粘合剂材料。可选地，粘合剂材料包括飞灰、高炉矿渣、煅烧粘土、废玻璃、废石和/或岩棉。加入粘合剂可以用来调节混合物中的铝硅酸盐的含量，以使得能够从该方法形成期望的结构。

根据一个实施方式，在一个或多个混合室中进行步骤b)至e)中的一个或多个。

根据一个实施方式，使用计量系统(dosing system，给料系统)来进行该方法的一个或多个步骤。可选地，计量系统可以包括一个或多个喷嘴。这样的计量系统可以帮助确保添加精确量的不同材料以确保期望的混合物。

根据一个实施方式，步骤f)包括使用注入嘴注入材料。注入嘴可以帮助将材料引导至期望的放置区域和/或表面。

根据一个实施方式，材料被注入到海底表面上。因此，该方法可用于土地开垦和/或建造海底结构。

根据一个实施方式，一旦注入，泡沫状结构就固化。

根据一个实施方式，泡沫状结构被设计成基于形成结构的压力、使用的材料和/或其他因素在一定的时间段(certain time period，一段时间)内形成。这可以确保适当的沉降和固化，无论注入表面如何。

根据一个实施方式，步骤e)包括将空气机械混合到材料中。这可以在混合器和/或使用喷嘴进行以将空气注入材料中。

根据一个实施方式，步骤e)包括将材料加压并将压缩空气加入材料中。这种加压和添加压缩空气使加压材料的压力高于其中它被注入的环境的压力。一旦注入，加压材料就膨胀以形成坚硬泡沫状结构。

根据一个实施方式，步骤e)包括将发泡剂加入到材料中。发泡剂可以是例如过氧化氢，其充当另外的催化剂以将过氧化氢分解成水和氧气。在该情况下，催化点火剂也可以用来点燃化学反应。