專利名稱：一種高有機質河道淤泥復合固化材料及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及將高有機質河道淤泥固化的復合固化材料，還涉及用復合固化材料將高有機質河道淤泥固化成建筑用材的應用。本發明屬于水利和土工建材領域。
背景技術：
淤泥的化學固化技術已經得到廣泛的應用。在淤泥中添加固化材料，進行攪拌混合，通過孔隙水與固化材料發生水和反應使孔隙內的自由水變為結合水，加強了土粒子之間的結合力從而提高疏浚泥的強度。淤泥經固化過后，含水率有了明顯的下降，工程性能得到很大的提高。固化淤泥可以作為城建、堤壩、道橋乃至園林的填筑材料，緩解緊張的建筑用土需求，特別是在缺少沙石料的地方，利用就地取材的淤泥進行固化，可節省費用、方便施工、縮短周期。現有的大量研究主要通過固化使淤泥變成填土材料或路基填充材料，但固化后的強度都不高，均在0.1 6MPa。研究表明，淤泥固化后的強度與水泥摻量有關，水泥量加的越多強度越高，但單純增加水泥添加量勢必會增加費用，也會使得對淤泥的處理能力(即一定量固化材料能夠固化的淤泥量)下降。當處理富含有機質的河道淤泥時，由于有機質的主要成分——腐殖酸對水泥的水化具有抑制作用，腐殖酸含量對固化淤泥的無側限抗壓強度和破壞應變的影響存在一個極限含量，并且這個極限含量值隨水泥添加量的增加而增加。所以對高有機質淤泥來說，用傳統方法增加水泥也不能有效地增加固化淤泥的強度。

發明內容
發明目的:本發明的目的在于解決上述背景技術中提到的問題，提供一種能提高高有機質河道淤泥固化強度且經濟高效的復合固化`材料，還提供了用所述復合固化材料將高有機質河道淤泥固化成建筑用材的應用.
技術方案:本發明所述的一種高有機質河道淤泥復合固化材料，以水泥、粉煤灰、生石灰和黃砂為主料，配以添加劑；所述添加劑為激發劑、增強劑、早強劑中的一種或多種；各組分的質量百分比為:高有機質河道淤泥40 65%、水泥10 20%、粉煤灰10 20%、生石灰2 10%、黃砂2 10%、激發劑O 10%、增強劑O 1%、早強劑O 1%，激發劑、增強齊U、早強劑不同時為O。所述激發劑的質量百分比為I 10%，所述激發劑由如下質量百分比的組分組成:NaOH 15 30%、Al2 (SO4)3 15 30%、CaSO4 40 55%。所述增強劑的質量百分比為0.01 1%，所述增強劑由如下質量百分比的組分組成:烷基酚聚氧乙烯醚10 25%、α 一烯烴磺酸鹽20 40%、木質素磺酸鈉5 20%、乙烯-醋酸乙烯共聚物30 50%。所述早強劑的質量百分比為0.01 1%，所述早強劑由如下質量百分比的組分組成:Na2S04 45 55%、FeSO4 45 55%。所述水泥為32.5級硅酸鹽水泥。
本發明激發劑的作用主要是激發火山灰質膠凝(粉煤灰)的活性以及淤泥本身的活性使得火山灰反應能順利進行，使得固化強度能持續增長。增強劑是通過膠結淤泥中的土質顆粒，形成早期強度，且增強劑具有表面活化作用，使離子交換反應迅速徹底地進行。早強劑通過加入陽離子可以壓縮水泥水化產物C-S-H (水化硅酸鈣)膠體顆粒的擴散雙電子層，加速C-S-H膠體顆粒的凝聚，從而降低其在液相中的濃度，加速水泥中C3S (硅酸三鈣)和C2S (硅酸二鈣)的水化，提高早期強度，加快固化速度。原有固化材料難以應用于高有機質河道淤泥，本發明的復合固化材料可以應用于高有機質河道淤泥，提高抗壓強度，具體應用步驟為:(I)向高有機質河道淤泥中加入水泥、粉煤灰、生石灰、黃砂和添加劑；(2)充分攪拌混合物使之混合均勻；(3)將混合物裝入事先涂好機油的70.7mmX70.7mmX70.7mm的試模中，分層填
裝，每層充分震動，將裝有混合物的試模置于20°C、濕度>90%的養護箱中養護；(4)放置I天后脫模，將脫模后的試件置于20°C、濕度>90%的養護箱繼續養護；(5)分別于7天、14天、28天用萬能試驗機試驗試件的抗壓強度；(6)將符合一定抗壓強度的 材料作為建筑用材。有益效果:與現有技術相比，本發明的顯著優點是:本發明改善了原有單純添加水泥提高強度的方法，節約了成本，且不會影響淤泥的處理能力；相比水泥、粉煤灰等傳統固化材料，本發明的添加劑具有添加量小，價格便宜，容易獲得且強度增加比例高的優點；本發明通過固化材料中的添加劑克服高有機質淤泥中腐殖酸的影響，能有效增加高有機質淤泥的固化強度。
具體實施例方式實施例1本實施例中各組分的質量百分比為:高有機質河道淤泥(52.36%),32.5級硅酸鹽水泥(18.32%)、粉煤灰(18.32%)、生石灰(4.97%)、黃砂(6.03%)。實施例2本實施例中各組分的質量百分比為:高有機質淤泥(52.25%),32.5級硅酸鹽水泥(18.29%)、粉煤灰(18.29%)、生石灰(4.96%)、黃砂(6.00%)、增強劑(0.21%)。實施例3本實施例中各組分的質量百分比為:高有機質淤泥(49.93%),32.5級硅酸鹽水泥、粉煤灰(17.47%)、生石灰(4.74%)、黃砂(5.74%)、激發劑(4.65%)。實施例4本實施例中各組分的質量百分比為:高有機質淤泥(49.79%),32.5級硅酸鹽水泥(17.43%)、粉煤灰(17.43%)、生石灰(4.73%)、黃砂(5.73%)、激發劑(4.65%)、增強劑(0.24%)。實施例5本實施例中各組分的質量百分比為:高有機質淤泥(53.16%),32.5級硅酸鹽水泥(17.43%)、粉煤灰(17.43%)、生石灰(4.73%)、黃砂(6.04%)、增強劑(0.21%)、早強劑(1.00%)。實施例6本實施例中各組分的質量百分比為:高有機質淤泥(48.73%),32.5級硅酸鹽水泥(17.43%)、粉煤灰(17.43%)、生石灰(4.73%)、黃砂(6.03%)、激發劑(4.65%)、早強劑(1.00%)。將實施例1 實施例6按照以下步驟實施:(I)向相應比例的高有機質淤泥中加入相應比例的32.5級硅酸鹽水泥、粉煤灰、生石灰、黃砂和添加劑；( 2 )充分攪拌混合物使之混合均勻；(3)將混合物裝入事先涂好機油的70.7mmX70.7mmX70.7mm的試模中，分層填
裝，每層充分震動，將裝有混合物的試模置于20°C、濕度>90%的養護箱中養護；(4)放置I天后脫模，將脫模后的試件置于20°C、濕度>90%的養護箱繼續養護；(5)分別于7天、14天、28天用萬能試驗機試驗試件的抗壓強度并記錄抗壓強度數據。將數據整理后可得下表I。
權利要求
1.一種高有機質河道淤泥復合固化材料，其特征在于:以水泥、粉煤灰、生石灰和黃砂為主料，配以添加劑；所述添加劑為激發劑、增強劑、早強劑中的一種或多種；各組分的質量百分比為:高有機質河道淤泥40 65%、水泥10 20%、粉煤灰10 20%、生石灰2 10%、黃砂2 10%、激發劑0 10%、增強劑0 1%、早強劑0 1%，激發劑、增強劑、早強劑不同時為O。
2.按權利要求1所述的高有機質河道淤泥復合固化材料，其特征在于:所述激發劑的質量百分比為廣10% ;所述激發劑由如下質量百分比的組分組成=NaOH 15 30%、Al2(SO4)315 30%、CaSO4 40 55%。
3.按權利要求1所述的高有機質河道淤泥復合固化材料，其特征在于:所述增強劑的質量百分比為0.οΓι%;所述增強劑由如下質量百分比的組分組成:烷基酚聚氧乙烯醚10 25%、α 一烯烴磺酸鹽20 40%、木質素磺酸鈉5 20%、乙烯一醋酸乙烯共聚物30 50%。
4.按權利要求1所述的高有機質河道淤泥復合固化材料，其特征在于:所述早強劑的質量百分比為0.0Γ % ;所述早強劑由如下質量百分比的組分組成=Na2SO4 45 55%、FeSO445 55%。
5.按權利要求1所述的高有機質河道淤泥復合固化材料，其特征在于:所述水泥為32.5級娃酸鹽水泥。
6.權利要求1所述的高有機質河道淤泥復合固化材料的應用，其特征在于:具體應用步驟為: (O向高有機質河道淤泥中加入水泥、粉煤灰、生石灰、黃砂和添加劑； (2)充分攪拌混合物使之混合均勻； (3)將混合物裝入事先涂好機油的70.7mmX70.7mmX70.7mm的試模中，分層填裝,每層充分震動，將裝有混合物的試模置于20°C、濕度>90%的養護箱中養護； (4)放置I天后脫模，將脫模后的試件置于20°C、濕度>90%的養護箱繼續養護； (5)分別于7天、14天、28天用萬能試驗機試驗試件的抗壓強度； (6)將符合一定抗壓強度的材料作為建筑用材。
全文摘要
本發明公開了一種高有機質河道淤泥復合固化材料，以水泥、粉煤灰、生石灰和黃砂為主料，配以添加劑；所述添加劑為激發劑、增強劑、早強劑中的一種或多種；各組分的質量百分比為高有機質河道淤泥40~65%、水泥10~20%、粉煤灰10~20%、生石灰2~10%、黃砂2~10%、激發劑0~10%、增強劑0~1%、早強劑0~1%，激發劑、增強劑、早強劑不同時為0。本發明的復合固化材料應用于高有機質河道淤泥，可將淤泥固化成建筑用材。本發明改善了原有單純添加水泥提高強度的方法；本發明的添加劑具有添加量小，價格便宜，容易獲得且強度增加比例高的優點；本發明能有效增加高有機質淤泥的固化強度。
文檔編號C04B28/04GK103086666SQ20131002025
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者祝建中, 陳冠寰, 陳龍, 史海波 申請人:河海大學