一种利用原位淤泥质粘性土制备预拌流态固化土的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用原位淤泥质粘性土制备预拌流态固化土的方法，包括如下步骤：首先对淤泥质粘性土地层进行原位钻孔、取土，然后加入复合黏土分散剂溶液，进行一次搅拌处理形成淤泥质软土悬浮浆液；再加入颗粒填料，进行二次搅拌处理，得混合土悬浊浆液；最后加入复合软土固化剂，搅拌混合均匀，即得预拌流态固化土。本发明专利技术采用“两阶段”流态固化土的制作方法，并对分散剂、固化剂配方和搅拌条件进行优化，可有效解决现有原位预拌淤泥质软黏土流态固化土及其制备过程中存在的强度低、搅拌不均、成本高、受环境影响限制等问题，适合推广应用。用。

A method for preparing ready mixed fluid solidified soil from in-situ muddy clay

【技术实现步骤摘要】
一种利用原位淤泥质粘性土制备预拌流态固化土的方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种利用原位淤泥质粘性土制备预拌流态固化土的方法。

技术介绍

[0002]城市改、扩建过程中，会形成大量的废弃混凝土、砖块等建筑垃圾，这部分建筑垃圾可以加工成满足一定给配要求的中、粗、细颗粒骨料，这些骨料可以作为混凝土的粗、细骨料。同时，城市改、扩建过程中(诸如基坑开挖、地铁隧道开挖等)会形成大量的颗粒成分复杂的弃土，针对这些弃土，可以通过洗沙的方法，将粗细颗粒分离，满足一定给配要求的粗颗粒土可以作为混凝土骨料。针对粗颗粒很少的淤泥质粘性土，传统的水泥土搅拌桩很难形成完整稳定的桩体，而具有一定粗颗粒填料的淤泥质软土，传统的水泥土搅拌桩的成桩效果好，通过往淤泥质软土浆液中添加一定质量的中、粗、细骨料，可以大大提高固化土抗压强度。原位预拌流态水泥土能够很好地解决深厚海相淤泥质软土的成桩完整性问题。
[0003]目前，传统流态土的制备工艺通常需要首先对原位淤泥质软土进行烘干、破碎、筛分处理，制作成本高；也可采用天然暴晒、破碎、筛分处理，但受到工期和天气等因素的制约，很难大规模推广到工程领域。现有固化工艺通常没有针对淤泥质粘性土搅拌过程中形成的“泥球”进行特殊处理，采用常规的搅拌工艺难以满足流动度要求和龄期强度要求。原位淤泥质软土在搅拌过程中，很容易粘在搅拌叶片上，形成“泥饼”，大大降低搅拌效果；现有无机分散剂如，三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、草酸钠等价格便宜，但针对粘土颗粒分散效果差；有机分散剂分散效果较好，但价格昂贵，不利于大规模的工程推广应用。因此，需要进一步研制专用的淤泥质软土复合分散剂，有效解决上述淤泥质软土形成“泥饼”的问题，大大提高搅拌效率。
[0004]在我国大力发展节能、节土、利废和保护环境的大背景下，原位淤泥质软黏土改良后的流态固化混合土可以用于地基处理、路基填筑、基坑回填、管廊回填等工程，具有重要的推广价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种利用原位淤泥质粘性土制备预拌流态固化土的方法，在对基于原位淤泥质粘性土的流态混合固化土进行拌制过程中，首先引入复合黏土分散剂溶液，并对搅拌条件进行优化，形成淤泥质软土悬浮浆液，然后添加颗粒填料和复合软土固化剂，充分拌合形成满足流动度要求的混合流态固化土，有效解决现有原位预拌淤泥质软黏土流态固化土及其制备过程中存在的强度低(且固化强度不可控)、搅拌不均、成本高、受环境影响限制等问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种利用原位淤泥质粘性土制备预拌流态固化土的方法，包括如下步骤：
[0008]1)对淤泥质粘性土地层进行原位钻孔、取土，然后将所得淤泥质粘性土置于搅拌
装置中；
[0009]2)加入复合黏土分散剂溶液，进行一次搅拌处理，形成淤泥质软土悬浮浆液；其中复合黏土分散剂以偏磷酸钠、草酸钠、氢氧化钠和硅酸钠为主要原料复合而成；
[0010]3)向所得淤泥质软土悬浮浆液中进一步加入颗粒填料，进行二次搅拌处理，得混合土悬浊浆液；
[0011]4)在搅拌条件下，向步骤3)所得浆液中加入复合软土固化剂，混合均匀，即得所述预拌流态固化土。
[0012]上述方案中，所述淤泥质粘性土的含水率为50％以上，有机质含量为5wt％以上，孔隙率为1.0
‑
1.5，强度10
‑
20kPa，压缩系数0.5
‑
3.0MPa
‑1；并且具有含水率高、有机质高、硫酸根离子含量高、含沙率低、天然重度小等特点，在形成流态土的过程中，普通的水泥固化料难以得到较高的龄期固化强度；同时在搅拌过程中，在搅拌叶片上容易形成“泥球”，降低搅拌效率，很难形成满足流动度要求的固化土。
[0013]上述方案中，所述复合黏土分散剂溶液的浓度为2～6wt％。
[0014]上述方案中，所述复合黏土分散剂中各组分及其所占重量份数包括：偏磷酸钠50～70份，草酸钠20～40份，氢氧化钠2～10份，硅酸钠5～20份。
[0015]优选的，所述复合黏土分散剂中各组分及其所占重量份数包括：偏磷酸钠55
‑
65份，草酸钠20
‑
30份，氢氧化钠2
‑
4份，硅酸钠6
‑
10份。
[0016]上述方案中，步骤1)所述淤泥质粘性土与复合黏土分散剂溶液的体积比为1:(1.0
‑
2.0)；优选为1:1.5。
[0017]上述方案中，步骤2)所述一次搅拌处理步骤采用的起始搅拌速率为60～70r/min，每间隔4～6min改变搅拌方向并以4.5～5.5r/min的增量提高搅拌速率，直至搅拌速率为100～110r/min，最后搅拌9～10min。
[0018]上述方案中，步骤3)所述二次搅拌处理步骤采用的起始搅拌速率为100～110r/min，每间隔4～6min改变搅拌方向并以4.5～5.5r/min的增量提高搅拌速率，直至搅拌速率为115～120r/min，最后搅拌9～10min。
[0019]上述方案中，所述搅拌方向为顺时针或逆时针。
[0020]上述方案中，所述颗粒填料的添加量占淤泥质粘性土质量的10～15％。
[0021]上述方案中，所述颗粒填料包括细颗粒土、中颗粒土和粗颗粒土；具体可选用建筑垃圾加工颗粒、城市建设开挖弃土筛选颗粒或沙土颗粒等；其中细颗粒土的粒径为0.25mm以下，中颗粒土的粒径为0.25mm(不包括0.25mm)～0.5mm；粗颗粒土的粒径为0.5mm(不包括0.5mm)～1mm。
[0022]优选的，所述颗粒填料中各粒级颗粒及其所占质量百分比为：0.25mm以下10～20％，0.25mm(不包括0.25mm)～0.5mm 40～80％，0.5mm(不包括0.5mm)～1mm 20～30％。
[0023]上述方案中，所述复合软土固化剂以矿渣、水泥、生石膏、碱性触发剂和缓凝剂为主要原料复合而成。
[0024]上述方案中，所述复合软土固化剂中各组分及其所占重量份数包括：矿渣30～50％，水泥44～70％，碱性触发剂1～2％，生石膏2～4％，缓凝剂0.1～1％。
[0025]上述方案中，所述矿渣为高炉矿渣，其密度≥2.8g/cm3，比表面积≥400m2/kg；具体可选用S95粒化高炉矿渣或S90粒化高炉矿渣等；所述水泥为普通硅酸盐水泥，比表面积≥
300m2/kg；具体可选用42.5普通硅酸盐水泥等。
[0026]上述方案中，所述碱性触发剂可选用氧化镁或苛性碱等；缓凝剂可选用木质磺酸钠或羟基羧酸盐等。
[0027]上述方案中，所述复合软土固化剂占原位取土质量的15～22％，复合软土固化剂与淤泥质粘性土的改良混合土进行充分混合，无需配置专用固化料浆液。
[0028]上述方案中，步骤4)采用的搅拌速率为60～120r/min，搅拌至所得浆料的坍落度为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用原位淤泥质粘性土制备预拌流态固化土的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)对淤泥质粘性土地层进行原位钻孔、取土，然后将所得淤泥质粘性土置于搅拌装置中；2)加入复合黏土分散剂溶液，进行一次搅拌处理，形成淤泥质软土悬浮浆液；其中复合黏土分散剂以偏磷酸钠、草酸钠、氢氧化钠和硅酸钠为主要原料复合而成；3)向所得淤泥质软土悬浮浆液中进一步加入颗粒填料，进行二次搅拌处理，得混合土悬浊浆液；4)在搅拌条件下，向步骤3)所得浆液中加入复合软土固化剂，混合均匀，即得所述预拌流态固化土。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淤泥质粘性土的含水率为50％以上，有机质含量为5wt％以上，孔隙率为1.0～1.5％，强度10～20kPa，压缩系数0.5～3.0MPa
‑1。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合黏土分散剂溶液的浓度为2～6wt％；淤泥质粘性土与复合黏土分散剂溶液的体积比为1:(1.0～2.0)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合黏土分散剂中各组分及其所占重量份数包括：偏磷酸钠50～70份，草酸钠20～40份，氢氧化钠2～10份，硅酸钠5～20份。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖尊群，林健，司建涛，王慧，许彩云，耿星月，舒志鹏，王先亚，钟鸣，石银磊，罗科奇，王福琦，吕振滔，常燕斌，
申请(专利权)人：河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院，
类型：发明
国别省市：