[发明专利]一种淤泥复合型固化材料

说明书

一种淤泥复合型固化材料，包括水泥、膨润土、粉煤灰、生石膏、金属稳定剂。各成分质量分数为：水泥40～50％、膨润土35～45％、粉煤灰10～15％、重金属稳定剂1～2％、余量为生石膏。按比例混合均匀而制成的复合型淤泥固化材料，可以改善淤泥的高含水率、低强度的性质，稳定重金属，将对环境产生污染的废弃淤泥再生为工程中可以应用的土工材料。固化材料采用工业产生的废料或市售工业品，来源广泛，成本低廉，在经济上显著优于国外固化材料。

技术领域

本发明涉及一种淤泥复合型固化材料。

背景技术

河道和湖泊等水体，由于上游大量泥沙和受纳废水污染物长期堆积在水底，不仅影响河道交通和湖泊库容，还会降低河湖水利防洪排涝能力，因此河道需要定期进行疏浚工作。清理出来的淤泥中含有大量重金属离子和有机物，其中有机物高，Cr、Zn、Pb、Ni、Cu等金属离子浓度超标，加之含水率高、颗粒较细、强度和承载力低，清淤后，淤泥直接堆放，堆放过程中占用大量的土地资源，随着地表降雨径流流失对水环境造成二次污染。

在现有的淤泥资源化技术中，主要包括：抛泥处理、吹填造地、物理脱水、焚烧和化学固化。抛泥处理是指把污染较轻的淤泥抛洒在一定的海洋区域中，这种方法能处理底泥表层污染较轻的淤泥。吹填造地即将淤泥收集于堤围中，随着淤泥脱水固结形成陆地，但淤泥脱水时间较长。物理脱水指的是利用脱水设备对淤泥进行脱水，对于大型的疏浚工程来说，脱水效率低而且成本较高。焚烧是利用淤泥中的有机物具有一定的热值，高温将淤泥颗粒固结再生成为建筑材料，缺点是焚烧要求淤泥中的有机物含量较高，且再生的固化淤泥有重金属溶出的风险。化学固化方法，通过向淤泥添加固化材料，搅拌使得固化材料和淤泥充分混合，并进一步发生水解和水化反应，生成的水化产物附着在淤泥表面形成连接，改善淤泥的高含水率、低强度的性质，稳定重金属，将对环境产生污染的废弃淤泥再生为工程中可以应用的土工材料，广泛应用于市政工程、道路工程和堤防加固等。

淤泥固化土属于改性土，现有的研究认为淤泥固化效果与无侧限抗压强度、含水率、渗透系数等技术指标有关。从工程角度上，固化淤泥关键技术在于利用简单的工艺技术和成本低廉的固化材料，降低淤泥含水量和达到资源化利用的物理强度。

发明内容

本发明提供一种配方简单、使用方便的淤泥复合型固化材料，按比例向淤泥添加水泥、膨润土、粉煤灰、生石膏、金属稳定剂，有效降低淤泥的含水率和提高固化淤泥的物理强度，将固化淤泥资源化利用作建筑材料，避免淤泥堆放占用大规模土地资源和重金属二次溶出造成环境污染。

一种淤泥复合型固化材料，其特征在于包括水泥、膨润土、粉煤灰、生石膏和金属稳定剂，各成分质量分数为：水泥40～50％、膨润土35～45％、粉煤灰10～15％、重金属稳定剂1～2％、余量为生石膏。重金属稳定剂，包括氢氧化钠、硫酸亚铁、硫化钠、氯化铁和高分子有机稳定剂中的至少一种。

对于初始含水率80％～120％淤泥，应用本发明复合型固化材料，固化材料添加量在100～140kg/m³时，即能满足路基的强度要求。

一种淤泥固化材料，应用步骤如下：

（1）淤泥通过清淤工程取得；

（2）按照所述重量配比混合水泥、膨润土、粉煤灰、生石膏和金属稳定剂，得到复合型固化材料；

（3）按照100～140kg/m³复合型固化剂添加到淤泥中，搅拌混匀；

（4）将混合了固化材料的淤泥运输至填筑路基施工地，采用压路机等机械夯实。

与现有的技术相比，本发明的优点及积极效果如下。

（1）固化材料采用工业产生的废料或市售工业品，来源广泛，成本低廉，使粉煤灰等工业废料能够再利用为固化剂，提供处理粉煤灰的新思路，在经济上显著优于国外固化材料。