一种淤泥固化剂的制作方法

1.本发明涉及一种淤泥固化剂。


背景技术：

2.传统路基施工工艺是将路基原有淤泥或软弱地基土挖去，换填入按一定比例搅拌而成的灰土(成分为生石灰加优质土壤)，将灰土和水搅拌(加水的比例以实验测得的最优含水率为掺量基准)，通过对灰土层压实处理，铺设成路基。
3.这种工艺下所需的材料为石灰和土壤，石灰为固化材料，土壤需要换填，原位土壤无法直接使用，这就造成了原位土壤资源的浪费，运输和购买新土导致了施工成本的增加并且影响了施工的工期。另外灰土固化反应所需要的水量是有要求的，加水量过多或者过少对施工效果都有很明显的影响，要想铺设的路基强度达到国家标准，加水量就需要严格进行控制，所以施工的工艺要求较高，无形中增加的施工成本。
4.同时为了增加原土的利用率，现有研究采用掺和固化的方式对原土进行直接处理与固化，从而获得固化强度符合使用标准的地基条件，但是该种方式在淤泥较多的地区的使用效果并不理想，其固化强度以及固化效率均存在一定的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种淤泥固化剂。
6.一种淤泥固化剂，应用于高含水地区的地基建设，包括主固化剂和激发剂；
7.按质量份数，主固化剂包括，4-10份的矿粉，1.6-2.8份的水泥；
8.按质量份数，激发剂包括0.1-1份的硫酸钠、0.05-0.24份氧化钠、0-18份的吸水树脂、0-20份的发泡剂、0-2.5份的硫酸镁、0-3.5份的高强纤维，1.4-2份的石灰、0.3-2.1份的二水石膏；
9.其中上述组分按照土质含水量的高低，选择具体的质量分数，其中土质含水量的指数为15％至80％。
10.本发明各组成成分作用：
11.矿粉：用以代替水泥固化软弱土的效果，同时节约水泥用量降低成本。
12.水泥：作用为固化软弱土，起胶凝作用。
13.硫酸钠：激发矿粉水泥活性，加速水化反应，减少施工工期。
14.氢氧化钠：作用是与土壤中的水分反应，中和水分，起到降低含水率的作用。
15.吸水树脂：吸水树脂具有很强的吸水能力，能够吸附自身质量30-200倍的水，能够在较短的时间内快速的吸收水分。
16.发泡剂：本发明选用发泡剂类型为植物蛋白类发泡剂，其作用为在不损失强度的情况下减轻路基重量。
17.硫酸镁：其作为絮凝剂，最大作用是净化土壤水分，其次还可以吸收水分。
18.高强纤维：其作用为增强固化土早期强度，高强纤维可以选用以下的一种或是几
种：
19.聚苯二甲酰对苯二胺纤维(kevlar)、芳香族聚酰胺共聚纤维(hm-50)、杂环族聚酰胺纤维(βниивлонсβμ)、碳纤维(carbon fiber:torayca)、石墨纤维(m40)、碳化硅纤维等。
20.石灰：吸水剂，起到降低含水率的作用。
21.二水石膏：对固化材料起到缓凝作用，延长固化剂反应时间，给施工留有充足的时间。
22.下表为各固化剂成分掺量：
[0023][0024]
其中吸水树脂的含量n吸水树脂，,土质含水量为n；其中当n小于35％时，n吸水树脂的具体含量为0，此时的吸水由主固化剂提供；当n大于35％时，n吸水树脂的质量份数由0份逐渐提升至18份，并用于原土中水分的吸收。
[0025]
所述的固化剂的具体使用步骤如下：
[0026]
在施工前，将固化剂中的主固化剂与激发剂进行混合，并通过抛撒的方式均匀分布在待固化的土壤表面，再通过现场机械设备对土壤以及固化剂进行搅拌处理。
[0027]
搅拌时，通过一定量的水进行补充，其中补充水的质量份数与土质含水量相关，补充水的质量为(12-15％)*(固化剂总质量+土壤脱水后总质量)。
[0028]
固化剂原材料为水泥、生石灰、矿粉、二水石膏等，这些原料市场内较易获得，且根据前期实验数据可得，加入总质量约8％左右的固化剂，即可起到良好的固化效果。因此原料成本并不高。
[0029]
固化剂的生产只需按实验所得各组成原料的配比掺量准确添加，然后干粉搅拌即可完成生产过程，本土壤固化剂不燃烧、不爆炸、室温下可储存一年以上。
[0030]
有益效果：
[0031]
本发明通过限定各组分的使用量，并采用吸水树脂、发泡剂等无机材料进行应用，可以极大的提高固化剂的应用范围，使其可以应用到多种不同环境的土壤中去，扩大其适用性。
[0032]
其次，通过现场施工与喷洒的方式，可以极大的缩短土壤固化施工工期，节约了换填的时间，同时固化剂的水化反应较快，施工当天就有承载强度。并同时减少人工的使用，施工控制方便，施工只需简单搅拌均匀，充分压实即可，对于大型机械的需求小。
附图说明
[0033]
图1是实施例一制备的固化剂的表面固化后的示意图；
[0034]
图2是实施例一制备的固化剂的侧面固化后的示意图。
具体实施方式
[0035]
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
[0036]
实施例一：
[0037]
其中土质含水率为15％，各成分的配比如下：
[0038]
矿粉4份、水泥1.60份、硫酸钠0.10份、氢氧化钠0.05份、吸水树脂0份、发泡剂0份、硫酸镁0份、高强纤维0份、石灰1.40份、二水石膏0.30份。
[0039]
计算出需施工的土壤总量，按固化剂配比均匀抛洒，加水(加水量经前期实验大致为土壤加固化剂总量的13％左右)，通过现场机械设备将土壤和固化剂含水搅拌和压实即可完成，并通过简单搅拌均匀，充分压实即可。
[0040]
实施例二：
[0041]
其中土质含水率为25％，各成分的配比如下：
[0042]
矿粉6份、水泥2份、硫酸钠0.10份、氢氧化钠0.08份、吸水树脂0份、发泡剂0份、硫酸镁0份、高强纤维0份、石灰1.60份、二水石膏0.60份。其余部分与实施例一。
[0043]
实施例三：
[0044]
其中土质含水率为35％，各成分的配比如下：
[0045]
矿粉8份、水泥2.40份、硫酸钠0.20份、氢氧化钠0.11份、吸水树脂10份、发泡剂12份、硫酸镁0.50份、高强纤维1.50份、石灰1.80份、二水石膏0.90份。其余部分与实施例一。
[0046]
实施例四：
[0047]
其中土质含水率为45％，各成分的配比如下：
[0048]
矿粉10份、水泥2.80份、硫酸钠0.40份、氢氧化钠0.14份、吸水树脂12份、发泡剂14份、硫酸镁1份、高强纤维2份、石灰2份、二水石膏1.20份。其余部分与实施例一。
[0049]
实施例五：
[0050]
其中土质含水率为55％，各成分的配比如下：
[0051]
矿粉10份、水泥2.80份、硫酸钠0.60份、氢氧化钠0.17份、吸水树脂14份、发泡剂16份、硫酸镁1.50份、高强纤维2.50份、石灰2份、二水石膏1.50份。其余部分与实施例一。
[0052]
实施例六：
[0053]
其中土质含水率为65％，各成分的配比如下：
[0054]
矿粉10份、水泥2.80份、硫酸钠0.80份、氢氧化钠0.21份、吸水树脂16份、发泡剂18份、硫酸镁2份、高强纤维3份、石灰2份、二水石膏1.80份。其余部分与实施例一。
[0055]
实施例七：
[0056]
其中土质含水率为75％，各成分的配比如下：
[0057]
矿粉10份、水泥2.80份、硫酸钠1份、氢氧化钠0.24份、吸水树脂18份、发泡剂20份、硫酸镁2.50份、高强纤维3.50份、石灰2份、二水石膏2.10份。其余部分与实施例一。
[0058]
下表是实施例一至七的7d无侧限强度的检测报告。
[0059]
含水率7d无侧限强度15％2.3mpa25％1.8mpa35％1.6mpa45％1.5mpa55％1.3mpa65％1.1mpa75％1mpa
[0060]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。