一种高强淤泥固化土用固化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强淤泥固化土用固化剂及其制备方法，其由无机胶凝组分、微膨胀组分、纳米填充组分、保水内养护组分、粘粒团聚组分和降粘组分复配而成，各组分重量份为：无机胶凝组分90~95份、微膨胀组分5~10份、纳米填充组分0.5~1份、保水内养护组分2~4份、黏粒团聚组分0.2~0.4份和降粘组分0.1~0.3份。本发明专利技术提供一种淤泥固化土用固化剂，具有掺量适中、固化强度高、强度增长快、高含水率淤泥固化效果好和环保性强等优点，制备出的固化土无侧限抗压强度达1.5MPa以上、粘聚力C值超过100kPa。解决了淤泥固化土抗压强度和粘聚力低的技术难题，有助于扩大淤泥固化土的应用范围。

A kind of solidifying agent for high strength sludge solidified soil and its preparation method

The invention discloses a solidifying agent for high strength sludge solidified soil and its preparation method. The solidifying agent is composed of inorganic cementing component, micro-expansion component, nano-filling component, water-retaining maintenance component, clay agglomeration component and viscosity-reducing component. The weight components of each component are: inorganic cementing component 90-95, micro-expansion component 5-10, nano-filling component 0.5-1, water-retaining internal maintenance component 2-4. 0.2-0.4 phr, 0.1-0.3 phr and 0.1-0.3 phr of clay agglomeration component. The invention provides a solidifying agent for sludge solidified soil, which has the advantages of moderate dosage, high solidifying strength, fast strength growth, good solidifying effect of high water content sludge and strong environmental protection. The unconfined compressive strength of the prepared solidified soil is over 1.5 MPa, and the cohesive force C value exceeds 100 kPa. It solves the technical problem of low compressive strength and cohesion of sludge solidified soil, and helps to expand the application scope of sludge solidified soil.

【技术实现步骤摘要】
一种高强淤泥固化土用固化剂及其制备方法
本专利技术涉及固化剂
，尤其适合用于固化淤泥，制备出力学强度高的淤泥固化土，具体为一种高强淤泥固化土用固化剂及其制备方法。
技术介绍
伴随着城市化的快速推进，建设用地资源紧缺的局面逐渐凸显，沿海城市陆续出现不同程度的用地荒，因此，将无自然保护要求的大量沿海滩涂地进行合理开发，成为政府解决用地紧张问题的有效手段。沿海滩涂通常是指由海流夹带的泥沙海岸附近沉积而形成的浅海滩地，其显著特征是表层覆盖较深的淤泥，属于软地基，承载力差，为对其进行开发利用，首先需对部分区域进行软基加固处理，形成设备工作面和交通运输道路。坚持“绿水青山就是金山银山”的可持续发展理念，绿色环保的淤泥直接固化技术成为软基处理的首选，而抛石加固软基的传统施工工艺正逐渐退出历史舞台。淤泥直接固化技术作为新兴技术，尚有许多技术问题急需解决，其中包括如何采用环保型固化剂制备出抗压强度高和抗剪性能优异的淤泥固化土，从而满足滩涂区域重载道路和设备工作面建材的需要。目前，CN107337410A中公开了一种淤泥固化剂及淤泥固化方法，该专利提供的固化剂制备出的淤泥固化土28天龄期无侧限抗压强度和粘聚力C值分别为1.5MPa左右和65kPa左右，淤泥固化土抗压强度提高明显，抗剪性能有一定改善，但尚有提高的空间，其它国内可检索专利均未明确提出如何制备高强淤泥固化土用固化剂，也未明确指出如何改善淤泥固化土的抗剪性能。本专利技术的目的是提供一种固化剂，提高淤泥固化土抗压强度，同时明显改善其抗剪性能，扩大淤泥固化土的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高强淤泥固化土用固化剂及其制备方法。本专利技术提供的用于固化滩涂淤泥的固化剂，可制备出抗压强度高、抗剪性能优异的固化土。固化剂具有掺量适中(1m3淤泥掺入固化剂150kg左右)、固化强度高、高含水率淤泥固化效果好(淤泥含水率不大于80％均可进行有效固化)和环保性强等优点，用其制备出的淤泥固化土28d无侧限抗压强度达1.5MPa以上、粘聚力C值超过100kPa。解决了淤泥固化土强度低的技术难题，同时实现了软地基的绿色环保固化处理，从而有助于扩大淤泥固化土的应用范围，呈现巨大的技术和环保优势。为了达到以上目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高强淤泥固化土用固化剂，包括无机胶凝组分、微膨胀组分、纳米填充组分、保水内养护组分、粘粒团聚组分、降粘组分复配而成，各组分重量份数为：无机胶凝组分90～95份、微膨胀组分5～10份、纳米填充组分0.5～1份、保水内养护组分2～4份、粘粒团聚组分0.2～0.4份、降粘组分0.1～0.3份。优先的，所述的无机胶凝组分为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰和硅铝活性材料中的一种或多种，其中水泥在整个无机胶凝组分中的质量占比不大于10％。优先的，所述的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥强度等级不低于42.5；所述的粒化高炉矿渣粉级别不低于S95；所述的粉煤灰技术要求不低于Ⅱ级；硅铝活性材料7天活性指数大于75％。优先的，所述的微膨胀组分为石膏和硫铝酸钙类膨胀剂中的一种或两种。优先的，所述的石膏为天然石膏或工业副产石膏，硫酸钙含量≥75％；硫铝酸钙类膨胀剂7天限制膨胀率为0.025％～0.05％。优先的，所述的纳米填充组分为纳米级碳酸钙、硅灰和纳米级硫酸钡中的一种或两种。优先的，所述的纳米级碳酸钙、硅灰和纳米级硫酸钡比表面积不低于20000m2/kg。优先的，所述的保水内养护组分为钠基膨润土，吸水率(2h)≥400％。优先的，所述的粘粒团聚组分为改性淀粉和聚丙烯酰胺中的一种或两种。优先的，所述的改性淀粉为淀粉接枝丙烯酸酯制得；聚丙烯酰胺为阳离子型，分子量不大于50万。优先的，所述的降粘组分为三聚磷酸钠和栲胶的一种或两种。优先的，所述的栲胶单宁质量分数≥70％。本专利技术还提供了该高强淤泥固化土用固化剂的制备方法，其制备步骤为，将各组分计量后投入强制型搅拌釜搅拌400s混匀，即可制得高强淤泥固化土用固化剂。技术原理：无机胶凝组分水化产物主要为C-S-H凝胶，为淤泥颗粒和水化结晶体间提供基础的胶凝粘结作用，促使分散体系变为一个具备较高力学强度的整体。微膨胀组分遇水水化形成膨胀型水化产物，有效地填补高含水率淤泥固化失水后形成的干缩和化学收缩微裂缝，抵消固化土的收缩，有助于提升淤泥固化土强度。纳米填充材料可填充淤泥固化过程形成的微孔隙，特别是填补粘土颗粒和C-S-H凝胶界面工作区的微缺陷，强化界面工作区，提升淤泥固化土强度。保水内养护组分首先是起到降低固化体系自由水的目的，其吸附自由水的能力极强，减少自由水通过毛细管通道扩散至固化土表面，降低体系干燥收缩，同时内养护组分吸附的自由水伴随龄期延迟，会长时间缓慢释放，释放的自由水提供给剩余胶凝材料继续水化，保证了体系强度的持续增长。黏粒团聚组分主要为改性淀粉，可对较高含水率淤泥中的部分粘土颗粒形成团聚作用，形成系列粒径范围的团聚颗粒，从而优化体系颗粒粒径组成，减少颗粒堆积孔隙率，提升淤泥固化土强度。降粘组分的作用是针对部分粘度较高的淤泥，降低体系粘度，有助于固化剂均匀分散于淤泥体系，降低固化剂和淤泥的拌匀难度，保证淤泥固化土整体强度的均一性。本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术相较传统淤泥固化剂，在固化剂中引入硫铝酸盐型膨胀剂组分，其早期的微膨胀特性，可有效的改善早期固化土收缩产生的裂缝，从而减少了淤泥固化土的微观裂缝缺陷，达到提升固化土力学性能的目的。(2)本专利技术创造性的将无机纳米颗粒作为填充材料引入固化剂中，起到了增强淤泥固化土中水化产物和粘土颗粒间界面过渡区的作用，同样发挥增强固化土力学性能的功效。(3)本专利技术将钠基膨润土作为高强淤泥固化土用固化剂的重要组成组分，首先钠基膨润土具备的较强吸水特性，有助于降低高含水率淤泥中的自由水；其次，钠基膨润土吸附的自由水缓慢释放于体系，可减缓体系的干燥收缩，从而减少微裂缝的产生，提升了固化土体系的力学强度。(4)本专利技术成功的引入降粘组分，降低了固化剂和淤泥拌和均匀的粘度，保证了体系整体强度的均一性。(5)本专利技术提供一种淤泥固化土用固化剂，具有掺量适中、固化强度高、强度增长快、高含水率淤泥固化效果好和环保性强等优点，用其固化淤泥制备出的固化土28天龄期无侧限抗压强度达1.5MPa以上、粘聚力C值超过100kPa。解决了淤泥固化土强度低的技术难题，有助于扩大淤泥固化土的应用范围。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。以下实施例是对于本
技术实现思路
的进一步说明，以作为对本专利技术
技术实现思路
的阐释，但本专利技术的实质性内容并不仅限于下述实例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓基于本专利技术实质精神的简单变化或替换均应属于本专利技术所要求的保护范围。一种高强淤泥固化土用固化剂，包括无机胶凝组分、微膨胀组分、纳米填充组分、保水内养护组分、粘粒团聚组分、降粘组分复配而成，各组分重量份数为：无机胶凝组分90～95份、微膨胀组分5～10份、纳米填充组分0.5～1份、保水内养护组分2～4份、粘粒团聚组分0.2～0.4份、降粘组分0.1～0.3份。其中，所述的无机胶凝组分为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粒化高炉矿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强淤泥固化土用固化剂及其制备方法，其特征在于：包括无机胶凝组分、微膨胀组分、纳米填充组分、保水内养护组分、粘粒团聚组分、降粘组分，各组分重量份数为：无机胶凝组分90~95份、微膨胀组分5~10份、纳米填充组分0.5~1份、保水内养护组分2~4份、粘粒团聚组分0.2~0.4份、降粘组分0.1~0.3份。

【技术特征摘要】
1.一种高强淤泥固化土用固化剂及其制备方法，其特征在于：包括无机胶凝组分、微膨胀组分、纳米填充组分、保水内养护组分、粘粒团聚组分、降粘组分，各组分重量份数为：无机胶凝组分90~95份、微膨胀组分5~10份、纳米填充组分0.5~1份、保水内养护组分2~4份、粘粒团聚组分0.2~0.4份、降粘组分0.1~0.3份。2.如权利要求1所述的一种高强淤泥固化土用固化剂及其制备方法，其特征在于：所述的无机胶凝组分为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰和硅铝活性材料中的一种或多种，其中水泥在整个无机胶凝组分中的质量占比不大于10%。3.如权利要求2所述的一种高强淤泥固化土用固化剂及其制备方法，其特征在于：所述的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥强度等级不低于42.5；所述的粒化高炉矿渣粉级别不低于S95；所述的粉煤灰技术要求不低于Ⅱ级；硅铝活性材料7天活性指数大于75%。4.如权利要求1所述的一种高强淤泥固化土用固化剂及其制备方法，其特征在于：所述的微膨胀组分为石膏和硫铝酸钙类膨胀剂中的一种或两种。5.如权利要求4所述的一种高强淤泥固化土用固化剂及其制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟天雪，汪潇，陈雷，
申请(专利权)人：江苏坤泽科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32