一种气硬性固化淤泥的养护装置及其养护方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种气硬性固化淤泥的养护装置及其养护方法，包括箱体，特点是箱体内设置有若干层载物装置、气体循环装置以及温度调节控制装置，其养护方法包括(1)将柠檬酸1‑7份、氧化镁570‑640份、硫酸镁250‑270份、硅酸钠380‑420份、矿渣320‑345份、粉煤灰350‑380份和糯米汁20‑40份按重量比例溶于水中，再按质量百分数15%的掺杂量加入到淤泥中，充分搅拌后加入制样模中，振动得到镁质水泥固化土；(2)将制样模放入养护装置的箱体中，通入养护气体CO2，养护1‑2d后脱去制样模，即得到气硬性固化淤泥，优点是有效提高有机质土强度，减小变形。

A Maintenance Device for Pneumatic Solidification Mud and Its Maintenance Method

【技术实现步骤摘要】
一种气硬性固化淤泥的养护装置及其养护方法
本专利技术涉及一种淤泥的养护装置和方法，尤其是涉及一种气硬性固化淤泥的养护装置及其养护方法。
技术介绍
近年来，随着水泥固化剂的迅速发展，淤泥固化技术在工程中的应用越来越广泛，处理后的淤泥强度高，压缩性小，同时还对淤泥中的污染物具有包裹和稳定作用。镁质复合水泥由于节能环保等特性得到了广泛的关注和研究，但是针对有机质较高的淤泥的镁质水泥复合剂配方、制样养护方法及养护装置鲜有研究。作为室内试验的重要一环，因此，要求试样养护装置必须跟实际工程的施工相适应。气硬性固化淤泥养护成了实验中重要的环节，为接下来的三轴及抗压实验做好试样的养护。然而传统的试样养护主要是将试样脱掉三瓣模后，在标准温度和湿度中养护至设计龄期，然而该方法仅适用于水硬性固化剂（如普通硅酸盐水泥等），无法应用于气硬性固化淤泥（如镁质水泥固化淤泥）的养护。目前，影响气硬性固化淤泥养护的因素包括：（1）温度的差异，对于气硬性固化淤泥，由于市面上缺少养护装置，先放在空气中养护，这样温差较大，给实验造成一定误差；（2）通风情况，这是一种气硬性固化淤泥，通风能加快试样的脱模时间，采用现在的用风扇吹送，外部环境较大；（3）充入特殊气体对试样的影响，气硬性固化淤泥考虑在特殊气体下的养护，传统养护无法实现在特殊气体中养护，且易产生较大试验误差。近年来，随着水泥固化剂的迅速发展，淤泥固化技术在工程中的应用越来越广泛，处理后的淤泥强度高，压缩性小，同时还对淤泥中的污染物具有包裹和稳定作用。然而传统硅酸盐水泥在其生产过程中会产生大量的粉尘和有害气体，而且消耗大量矿石燃料，其发展与资源、环境的不协调性的矛盾日益严峻，迫切需要寻找一种新型固化剂代替传统硅酸盐水泥。镁是全球重要资源型商品，具有节能、轻质、易回收等特性，被广泛地应用于国防、汽车、航天、航空等产业领域，被誉为“21世纪绿色工程材料”。我国的菱镁矿储量居全球首位，而且质量高、易开采、工程利用价值高，为镁质水泥的应用提供了丰富的原材料市场。目前镁质水泥已经有很多的配方，但是其加固效果并不理想，尤其是对有机质土的固化处理更差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种既能保证气硬性固化淤泥在恒温恒风条件下养护，又能通入提高固化淤泥强度的特殊气体，同时减少试验误差的气硬性固化淤泥的养护装置及其养护方法，该养护方法能有效提高有机质土强度，减小变形。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：1、一种气硬性固化淤泥的养护装置，包括箱体，所述的箱体内设置有若干层用于放置固化淤泥试样的载物装置、向所述的箱体内输送气体的气体循环装置以及温度调节控制装置。所述的载物装置包括移动式载物台，所述的移动式载物台的上表面均布有若干个用于放置固化淤泥试样的试样定位槽，所述的试样定位槽的周壁设置有若干个通气孔，所述的移动式载物台的下表面两侧分别设置有载物台滑轮，所述的箱体内的侧壁设置有与所述的载物台滑轮配合使用的载物台滑轨。通气孔的设置使固化淤泥试样便于和催化气体接触，达到催化作用，加快反应速度。所述的气体循环装置包括位于所述的箱体侧壁的气体输入口和气体输出口以及位于所述的箱体内下部的气体输入泵、气体输出泵和气体储存箱，所述的气体输入口通过管道与所述的气体输入泵连通，所述的气体输出口通过管道与所述的气体输出泵连通，所述的气体输入泵和所述的气体输出泵分别与所述的气体储存箱连接，所述的气体储存箱通过气体加压管道与所述的箱体外的气体加压罐连接。通过气体加压罐，为气体储存箱加入加快固化淤泥的硬化反应所需要的催化气体，结合气体输入泵和输出泵，实现养护装置内空气的循环流动，从而使得气硬性固化淤泥试样在催化气体中得到良好的养护和硬化。所述的温度调节控制装置包括位于所述的箱体内的加热体、用于提供热源的恒温制热器、用于提供冷源的恒温制冷器以及高温熔断器，所述的恒温制热器和所述的恒温制冷器分别与所述的加热体电连接，所述的高温熔断器设置在所述的恒温制热器与所述的加热体的连接电线上。恒温制冷器和恒温制热器通过调节温度，使养护箱的温度处于使用者设定的所需温度，适宜气硬性固化淤泥的养护温度条件。高温熔断器可以在出现短路或者温度过高电路不能承受时实现电路熔断，保护养护装置和实验人员人身安全和实验室的财产安全。所述的箱体的侧部设置有带把手的箱门，所述的箱门上设置有可视玻璃窗口、恒风调节按钮、温度调节按钮和温度显示屏。所述的箱体内顶部设置有恒温检测探头、LED照明灯和紫外光能组件，所述的恒温检测探头分别与所述的恒温制热器和所述的恒温制冷器通过电信号连接。恒温检测探头能够实现养护箱内温度的敏感性检测，并及时反馈给恒温制冷器和恒温制热器，从而实现养护装置内的温度的精确控制。2、一种利用上述养护装置进行气硬性固化淤泥养护的方法，包括以下步骤：(1)将以下各原料按重量份数：柠檬酸1-7份、氧化镁570-640份、硫酸镁250-270份、硅酸钠380-420份、矿渣320-345份、粉煤灰350-380份和糯米汁20-40份的比例溶于水中得到镁质水泥复合固化剂，将镁质水泥复合固化剂按质量百分数15%的掺杂量加入到含水量为40-60wt%的淤泥中，充分搅拌，分3-5层加入制样模中，每层振动1-3分钟，得到镁质水泥固化土；(2)将装有镁质水泥固化土的制样模放入养护装置的箱体中，通入养护气体CO2，控制气体循环速度为2-4立方/时，压强为0.15-0.25MPa，温度为18-22℃，养护1-2d后脱去制样模，即得到气硬性固化淤泥。3、一种镁质水泥复合固化剂，该固化剂由以下原料及其重量份数组成：柠檬酸1-7份、氧化镁570-640份、硫酸镁250-270份、硅酸钠380-420份、矿渣320-345份、粉煤灰350-380份和糯米汁20-40份。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：（1）将装有固化淤泥的制样模放入养护装置中，调节适当的温度，养护1-2d脱去制样模，然后打开养护装置的气体循环系统，通入催化气体，流动的催化气体能使气硬性固化淤泥的固化反应更快更充分，通过恒温控制器和恒温调节器设定适合气硬性固化淤泥试样的温度；养护装置内的可变气体储存箱，可变气体输出泵和可变气体输入泵可提供条件稳定的特殊气体，从而使得气硬性固化淤泥试样不受外界温度、风速等不稳定因素的干扰，处于恒温恒风下的养护条件；（2）镁质水泥复合固化剂节能环保，水化产物丰富，有多种凝胶材料（MgCO3、3·1·8相、Al2(Si4O10)和M-F-A-S凝胶相)胶结土颗粒、填充颗粒孔隙；固化剂富含的Al3+、Fe3+、Ca2+、Mg2+、Na2O等成分可以有效提高黏土扩散层中高价阳离子浓度，减小扩散层厚度，提高有机质淤泥土的强度、减小变形；同时，添加柠檬酸主要是延缓硫氧镁水泥的凝结时间，提高其强度，抑制硫氧镁水泥收缩。掺杂的糯米汁中存在大量的支链淀粉，支链淀粉易生成紧密的微观结构，掺入糯米汤的镁质水泥砂浆的物理特性更稳定，粘结性能更强；（3）养护过程中，CO2气体的存在可以为Mg(OH)2+CO2=MgCO3这一水化反应提供反应物质，促进反应生成凝胶材料；CO2气体的循环加速了淤泥中水分的蒸发，加快了固化土凝胶材料的硬化速度，加速固化土强度的提高。同时控制压强使二氧化碳气体更容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气硬性固化淤泥的养护装置，包括箱体，其特征在于：所述的箱体内设置有若干层用于放置固化淤泥试样的载物装置、向所述的箱体内输送气体的气体循环装置以及温度调节控制装置。

【技术特征摘要】
1.一种气硬性固化淤泥的养护装置，包括箱体，其特征在于：所述的箱体内设置有若干层用于放置固化淤泥试样的载物装置、向所述的箱体内输送气体的气体循环装置以及温度调节控制装置。2.根据权利要求1所述的一种气硬性固化淤泥的养护装置，其特征在于：所述的载物装置包括移动式载物台，所述的移动式载物台的上表面均布有若干个用于放置固化淤泥试样的试样定位槽，所述的试样定位槽的周壁设置有若干个通气孔，所述的移动式载物台的下表面两侧分别设置有载物台滑轮，所述的箱体内的侧壁设置有与所述的载物台滑轮配合使用的载物台滑轨。3.根据权利要求1所述的一种气硬性固化淤泥的养护装置，其特征在于：所述的气体循环装置包括位于所述的箱体侧壁的气体输入口和气体输出口以及位于所述的箱体内下部的气体输入泵、气体输出泵和气体储存箱，所述的气体输入口通过管道与所述的气体输入泵连通，所述的气体输出口通过管道与所述的气体输出泵连通，所述的气体输入泵和所述的气体输出泵分别与所述的气体储存箱连接，所述的气体储存箱通过气体加压管道与所述的箱体外的气体加压罐连接。4.根据权利要求1所述的一种气硬性固化淤泥的养护装置，其特征在于：所述的温度调节控制装置包括位于所述的箱体内的加热体、用于提供热源的恒温制热器、用于提供冷源的恒温制冷器以及高温熔断器，所述的恒温制热器和所述的恒温制冷器分别与所述的加热体电连接，所述的高温熔断器设置在所述的恒温制热器与所述的加热体的连接电线上。5.根据权利要求4所述的一种气硬性固化...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱剑锋，潘斌杰，饶春义，刘浩旭，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33