海洋疏浚泥固化处理方法技术

本发明专利技术涉及一种海洋疏浚泥固化处理方法，该方法是向海洋疏浚泥中添加固化剂，然后进行充分搅拌，固化剂的成分中至少含有水泥。经本发明专利技术固化后疏浚泥具有土质均匀、固结速度快、承载力大的特点，可广泛地用于海滨和海岛的填海造地、筑堤或堤加固工程、急需用地的填海工程。用固化后的疏浚泥进行填筑的优点主要有：１）个性化设计，填筑后不需进行软基处理；２）固化龄期短，２８天可完全固定，达到设计承载要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋环境治理
，还涉及建筑材料加工技术，特别是一种。
技术介绍
随着我国沿海经济和海上运输的快速发展，港口、航道、海洋和海岸工程的建设及维护工程也迅速增长，向海洋倾倒的疏浚泥数量也随之增加。由于疏浚泥的倾倒严重影响海洋资源的有效利用并对海洋环境造成了不可弥补的破坏。因此疏浚泥倾倒与其他海洋活动及海洋环境保护之间的矛盾越来越深刻，已成为海洋行政管理的一个难题。减少疏浚泥海洋倾倒的最好方法是将疏浚泥转化为填方工程和建筑工程的原材料进行再利用。但是如果使用传统的吹填施工方式，填筑地基存在固结速度慢、承载力小、容易对海洋环境造成二次污染等问题。这种方法既不能大规模推广应用，也难从根本解决疏浚泥处置的管理问题。因此，需要研究开发既不污染海洋环境、破坏海洋资源，又能经济可行、大规模利用的新方法。疏浚泥固化处理的造价在很大程度上取决于固化材料的类型和添加量。相对于我国而言，国外的工程造价较高，所以国外常用的固化材料无论在质的方面还是在量的方面都比较昂贵，难以适合我国的国情。因此开发廉价、有效的固化剂和适合我国国情的固化处理方法是推广这一技术的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种造价低廉、方法简便、原料易得的。本专利技术的目的按照下述技术方案实现一种，是向海洋疏浚泥中添加固化剂，然后进行充分搅拌，固化剂的成分中至少含有水泥；所述固化剂的成分为水泥和粉煤灰；所述固化剂的成分为水泥、粉煤灰和石膏；所述水泥的最低添加量为每立方米疏浚泥20-40公斤；所述粉煤灰与水泥的重量比例为2-5；粉煤灰与水泥的重量比例为2-3，石膏的配入量为水泥重量的20％-40％；所述水泥、粉煤灰和石膏的加入量分别为每立方米疏浚泥40公斤、80公斤、8公斤。根据国外一些研究中使用的固化材料种类和使用量，处理1m3淤泥的造价需要35～40元的造价，按照本专利技术的技术方案，采用复合型的固化材料可以将处理1m3淤泥的费用降低到20～25元左右。经本专利技术固化后疏浚泥具有土质均匀、固结速度快、承载力大的特点，可广泛地用于海滨和海岛的填海造地、筑堤或堤加固工程、急需用地的填海工程。用固化后的疏浚泥进行填筑的优点主要有1)个性化设计，填筑后不需进行软基处理；2)固化龄期短，28天可完全固定，达到设计承载要求。具体实施例方式实施例1单一型固化材料水泥的固化结果与分析首先对单一材料水泥的固化效果进行了研究，研究中调整水泥的掺加量，对10种不同的水泥添加量进行了试验。试验结果汇总如表1所示。表1 水泥固化疏浚泥的试验结果表 (1)随着固化材料添加量的增加，固化疏浚泥的无侧限抗压强度基本上按照线性关系增加，用式1表示抗压强度qu与水泥掺加量C之间的关系qu＝k(C-C0) 式1式中k为固化土固化系数；C0为最低水泥添加量。(2)式1表明，对于本试验所用疏浚泥，存在着最低水泥配方量C0，若水泥固化土里的水泥含量低于这个数值时，没有固化效果。对于本试验所用淤泥其最小水泥添加量为20kg/m3。(3)固化疏浚泥的强度随着龄期的增加而增加，7天强度可以达到28天强度的一半。(4)固化疏浚泥的破坏应变与水泥掺加量呈乘幂关系，固化材料的添加量越大，破坏应变越小。实施例2水泥-粉煤灰复合型固化材料固化结果与分析使用水泥作为主固化材料，将水泥的掺加量定在50kg/m3以下，研究粉煤灰掺加量水泥的促进效果。以水泥添加30kg/m3、40kg/m3为基准添加量，采用增加试验的方法，逐渐增加粉煤灰的掺加量对固化效果进行研究。研究中共对10种配方进行了试验，水泥-粉煤灰固化试验的结果如表2所示。表2 水泥-粉煤灰固化实验结果汇总表 注材料掺加量以每m3疏浚泥中加入的固化材料质量表示。CaFb，C代表水泥，F代表粉煤灰，a，b表示材料添加量(kg/m3)从表2中可以看出，对于水泥-粉煤灰固化土(1)水泥与粉煤灰有一个最优的组合，在本试验中无论以30kg/m3或40kg/m3水泥为基准，都是当粉煤灰添加量为水泥3倍时强度达到最大值。(2)当水泥量为30kg/m3时，其强度单靠增加粉煤灰的量，强度增加不明显。而在40kg/m3水泥中添加粉煤灰，其强度增长较明显。就是说在水泥-粉煤灰复合型固化材料试验中，主材水泥起主导作用，它也存在一个最小的添加量。当水泥量不足时，光靠增加粉煤灰的量不能使强度得到较大增长。(3)水泥-粉煤灰固化淤泥试样的破坏应变有增加，随着粉煤灰掺加量的增加，变形又逐渐减小，但总的破坏应变仍在3％以内，表明在变形性质上粉煤灰的添加对固化土的变形影响不大。(4)粉煤灰添加后会在一定程度上引起水泥水和反应出现滞后现象，表现在早期龄期条件下，掺加粉煤灰的试样的强度较低。添加粉煤灰可以在一定程度上达到减少水泥用量的效果，这一效果的大小与水泥用量有一定的关系。固化土的破坏应变随着粉煤灰添加量的增加而减小。实施例3三种复合型固化材料的固化结果与分析为了得到更经济的固化材料配方，根据固化反应的原理，研究在水泥中加入石膏、粉煤灰以提高固化中的填充作用。在水泥中加入石膏可以生成大量的钙矾石，钙矾石体积膨胀120％，可以很好的填充淤泥中的空隙。这里对水泥、粉煤灰和石膏三种材料进行了复合型三种固化材料的固化试验。参照前面单种和两种固化材料的试验结果，水泥添加量以30kg/m3、40kg/m3、50kg/m3为基准添加量，试验设计按照正交试验设计方法。正交试验是将试验中各因素水平取值对称、搭配均匀，既没有遗露，也不重复。试验设计的正交试验因素水平表如表3所示，正交试验的计算如果如表11所示。表3 三种固化材料的因素水平表 表4 三种复合型固化材料的正交试验结果分析 从表4分析可以看出，对于水泥-粉煤灰-石膏复合固化疏浚泥(1)对于固化土不同龄期的强度，水泥对应的方差都是最大，表明对于复合型固化材料，水泥对固化土的强度起主要作用，其次是粉煤灰，石膏的作用较弱。(2)对于7天强度，石膏因素的方差为22.9，粉煤灰的方差为9.3，石膏的影响作用大于粉煤灰，可见掺加石膏对于促进固化土的早强性有作用。对于14天、21天、28天强度，粉煤灰的方差均大于石膏方差，这表明粉煤灰对强度的影响作用大于石膏，可见粉煤灰的添加对于固化土的后期强度作用大于石膏。(3)对三种复合型固化材料，也存在着一个水泥最小添加量，在本试验中，当水泥掺加量为30kg/m3时，改变粉煤灰和石膏的配比对固化土的强度提高不明显。(4)在本试验中，对于固化土各龄期强度，最佳的材料组合都是C2F2G2，即C40F80G8。这个组合在9次试验中没有出现，根据补做C40F80G8的试验结果，其7天强度为110kPa，28天强度为260kPa，均高于试验中各个配比，可见在本试验中对于三种材料水泥、粉煤灰、石膏的复合，其最佳的效果配比是当粉煤灰量为水泥量的2倍，石膏量为水泥量的20％时。权利要求1.一种，其特征在于该方法是向海洋疏浚泥中添加固化剂，然后进行充分搅拌，固化剂的成分中至少含有水泥。2.如权利要求1所述的，其特征在于所述固化剂的成分为水泥和粉煤灰。3.如权利要求1所述的，其特征在于所述固化剂的成分为水泥、粉煤灰和石膏。4.如权利要求1所述的，其特征在于所述水泥的最低添加量为每立方米疏浚泥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋疏浚泥固化处理方法，其特征在于该方法是向海洋疏浚泥中添加固化剂，然后进行充分搅拌，固化剂的成分中至少含有水泥。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张和庆，谢健，朱伟，徐志良，黄亦真，张春雷，石萍，林安珍，
申请(专利权)人：国家海洋局南海海洋工程勘察与环境研究院，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]