【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土木建筑材料，具体涉及一种用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，满足现场原位固化处置。
技术介绍
1、近年来，我国基础设施建设发展迅速，经常面临着淤泥、淤泥质土、泥炭及泥炭质土等软土地基，由于软土天然含水率大、强度低、孔隙比大、压缩系数高，并具有触变性、蠕变性等特殊的工程性质，且经常处于流塑或者软塑状态，工程地质条件较差，若不进行加固处理，通常会发生地面沉降开裂、基坑坍塌或倾覆等安全事故，给项目施工和工程质量带来巨大挑战。因此，必须根据软土的工程特性，采取加固处理措施。
2、在众多软基处置方法中，固化稳定化技术不乏为一种行之有效的方法，特别是淤泥原位固化处置，具有淤泥无需外运节约运输与处置费用、无需换填石渣节约施工成本、减少或完全取代换填土等优点。而化学固化又具有原材料来源广泛、固化成本低、固化时间快等优点，可以达到快速硬化并且节约施工成本的效果，为项目施工创造有利条件。
3、由于软土具有高含水率的特点，通常室内固化强度与现场固化试验结果不匹配，很难指导工程实际。这主要表现为2个方面的原因，一方面，很多研究将淤泥晾晒、破碎、过筛后清除淤泥中的杂质再进行固化试验(部分还采用静压成型法制样)，这本身就忽略了初始含水率对淤泥固化强度的影响，造成试验结果失真；另外一方面，虽然采用淤泥原样进行固化试验，但是大多数试验采用标准养护或不覆膜养护的方式，而实际上，现场的外部环境条件也是变化的。对于高含水率淤泥，在掺入固化剂之后，其内部水分会加速散失，进而提高固化强度，此时就不能很好的判断固化剂的有效性，同样
技术实现思路
1、针对目前的固化剂忽视了淤泥初始含水率或固化后内部水分散失导致固化结果失真，从而不能应用于指导现场原位固化的问题。本专利技术的目的在于提供一种用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，综合考虑高含水率淤泥覆膜养护条件下的固化效果，通过各组分复配，解决了覆膜养护条件下固化淤泥土的早期强度发展问题，进而克服了现有的固化剂因为室内固化强度与现场固化效果的巨大差异从而无法满足现场固化承载力的问题，可有效提高软土地基的承载力，解决了室内固化强度与现场固化试验结果不匹配导致无法指导实际工程应用的问题，从而满足现场原位固化的需求。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，所述固化剂由硫铝酸盐水泥、碱激发胶凝材料、镁质胶凝材料、表面活性剂组成；所述固化剂按照质量百分比计，由硫铝酸盐水泥30％-70％、碱激发胶凝材料20％-60％、镁质胶凝材料3％-12％、表面活性剂0-0.1％组成；
4、其中，所述碱激发胶凝材料按质量百分比计，由胶凝组分65％-90％和碱激发剂10％-30％组成；
5、所述镁质胶凝材料按质量百分比计，由60％-75％的氧化镁和10％-30％的氯化镁或硫酸镁组成；
6、所述表面活性剂的含量大于0；
7、所述高含水率淤泥软土的含水率为60％-80％。
8、上述技术方案中，所述镁质胶凝材料按质量百分比计，由60％-75％的氧化镁和10％-30％的氯化镁组成；或者，由60％-75％的氧化镁和10％-30％的硫酸镁组成。
9、优选地，所述硫铝酸盐水泥为快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥中的一种或多种。
10、优选地，所述碱激发胶凝材料中的胶凝组分为高炉矿渣、高钛矿渣中的一种或多种。
11、优选地，所述碱激发胶凝材料中的碱激发剂为碳酸钠、硫酸钠、偏铝酸钠中的一种或多种。
12、所述镁质胶凝材料为氯氧镁水泥或硫氧镁水泥；优选地，所述氧化镁为轻烧氧化镁，含量大于75％。
13、优选地，所述氯化镁为无水氯化镁，所述硫酸镁无水硫酸镁。
14、优选地，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
15、所述固化剂由硫铝酸盐水泥、碱激发胶凝材料、镁质胶凝材料以及表面活性剂按照相应质量比例混合均匀并粉磨至200目以上，其中粒径小于10μm的颗粒占比30％以上。
16、所述固化剂满足覆膜自然养护条件下高含水率淤泥软土的固化强度，适用于工程现场的原位固化处置。
17、相较于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
18、本专利技术通过将硫铝酸盐水泥、碱激发胶凝材料、镁质胶凝材料以及表面活性剂四组分协同复配，解决了覆膜养护条件下固化淤泥土的早期强度发展问题，进而克服了现有的固化剂因为室内固化强度与现场固化效果的巨大差异从而无法满足现场固化承载力的问题，可有效提高软土地基的复合承载力。
19、具体的，掺加适量硫铝酸盐水泥，充分利用其凝结硬化快、早期强度高的特点，在覆膜养护的高含水率条件下，快速吸收并发生水化反应，降低淤泥初始含水率。碱激发胶凝物质具有优异的耐水特性，通过胶凝组分与碱激发剂相互作用，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙和水化硅铝酸钙凝胶相物质，填充并密实淤泥固化体，提高固化强度。同时，氧化镁和氯化镁或硫酸镁在常温常压下可以较快的硬化，生成氧化镁-氯化镁/硫酸镁-水三元化合物结晶相，通过复合微量阴离子表面活性剂，在搅拌的过程中，可以减弱物料表面张力的同时引入微量空气，强化镁质胶凝材料的气硬性特征，进一步提高固化效果。进一步地，经过粉磨后的氧化镁比表面积也更大，与氯化镁或硫酸镁水溶液接触的机会也就更多，反应也就进行的更好，生成的结晶相更多。
20、本专利技术通过硫铝酸盐水泥、碱激发胶凝材料、镁质胶凝材料以及表面活性剂四种组分复合使用，有效地提高了高含水率淤泥覆膜养护条件下的固化强度。硫铝酸盐水泥的水化产物主要为钙矾石，若掺量过高则短时间内生成的产物较多，微膨胀性副作用凸显，加之脆性较大，容易造成固化土开裂，后期出现强度倒缩。单独采用碱激发胶凝材料的情况下，由于淤泥含水率较高，导致碱溶度下降，固化淤泥土早期强度不高，复合使用硫铝酸盐水泥可降低淤泥的含水率，碱激发胶凝材料产生的胶凝物质更多。同样，由于氯氧镁水泥或硫氧镁水泥为气硬性的，单独采用氯氧镁水泥或硫氧镁水泥也无法获得固化强度，而掺量表面活性剂在搅拌的时候可以引入部分空气，弱化氯氧镁水泥或硫氧镁水泥的气硬性特征，促进结晶相的形成，提高固化强度，满足现场原位固化的需求。
21、本专利技术提供的固化剂，具有固化强度高、时间短、成本低、性能稳定的优点，可满足现场原位固化的承载力需求。
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1.一种用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，其特征在于，所述固化剂由如下质量百分比原料组成：硫铝酸盐水泥30％-70％、碱激发胶凝材料20％-60％、镁质胶凝材料3％-12％、表面活性剂0-0.1％；
2.根据权利要求1所述的用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥为快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，其特征在于，所述镁质胶凝材料为氯氧镁水泥或硫氧镁水泥。
4.根据权利要求1所述的用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，其特征在于，所述胶凝组分为高炉矿渣、高钛矿渣中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，其特征在于，所述碱激发剂为碳酸钠、硫酸钠、偏铝酸钠中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂
8.根据权利要求1所述的用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，其特征在于，所述固化剂由原料按质量比混合均匀并粉磨至200目以上，其中，粒径小于10μm的颗粒占30％以上。
...【技术特征摘要】
1.一种用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，其特征在于，所述固化剂由如下质量百分比原料组成：硫铝酸盐水泥30％-70％、碱激发胶凝材料20％-60％、镁质胶凝材料3％-12％、表面活性剂0-0.1％；
2.根据权利要求1所述的用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥为快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，其特征在于，所述镁质胶凝材料为氯氧镁水泥或硫氧镁水泥。
4.根据权利要求1所述的用于原位固化高含水率淤泥软土的固化剂，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：习智琴，李水生，李颖，单宏伟，王双歌，何昌杰，孔松，
申请(专利权)人：中国建筑第五工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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