【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土壤固化，具体是一种淤泥固化混合料优化设计及制备方法。
技术介绍
1、由于现有淤泥脱水技术的限制，脱水成本较高，且含水率越低脱水成本越高，急需一种针对不同淤泥的固化技术。
2、在待固化淤泥中加入固化材料后其最佳流动度含水率的变化大小及幅度是不确定的，实际工程往往忽视这一点，主要由经验确定，不仅耗时耗力，还无法准精准控制淤泥固化混合料的工作性能。当仅使用固化剂固化淤泥时，其固化体力学性能较低，目前有学者在混合料中加入再生细骨料以提升其力学性能和耐久性，但再生细骨料掺量和级配在淤泥固化混合料中的设计方法还未有。
3、为了解决上述问题，本专利技术中提出了一种淤泥固化混合料优化设计及制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中淤泥固化混合料工作性能无法准确控制且力学性能和耐久性较低的问题，适应现实需要，提供一种淤泥固化混合料优化设计及制备方法，以解决上述技术问题。
2、本专利技术提供的一种淤泥固化混合料优化设计及制备方法，包括以下步骤：
3、s1：准备固化剂、再生细骨料、干淤泥、m1质量ω含水率的待固化淤泥；
4、s2：根据工程要求，确定固化剂掺量c1、浇筑流动度p、压实度k；c1为固化剂质量/混合料质量，混合料由待固化淤泥、固化剂、再生细骨料混合组成；
5、例如，相对沟槽，路基对于强度要求较高，故可以增加固化剂掺量或提升压实度来提升强度，对于淤泥无法高效脱水、不便于机械进场碾压、特殊
6、s3：测试不同再生细骨料级配的堆积密实度，以确定再生细骨料的最佳级配δ，δ为不同粒径再生细骨料的质量比，测试不同再生细骨料掺量对干混合料堆积密实度的影响，干混合料由干淤泥、固化剂、再生细骨料混合组成，以确定最佳再生细骨料掺量c2，c2为再生细骨料质量/混合料质量，再根据δ以及c1和c2确定混合料中固化剂、再生细骨料、淤泥各组分质量比为c1：c2：1-c1-c2；通过δ计算每个粒径再生细骨料的质量；
7、掺入经过级配和掺量设计建筑垃圾再生细骨料以提升固化体力学性能和耐久性提升，不仅成本降低，且因使用大量固废材料，更低碳。
8、s4：测试混合料最佳含水率ω1、最大干密度ρ1及最佳流动度对应含水率ω2；
9、s5：根据淤泥含水率ω的不同，分为以下三种情况制备：
10、a.当ω≤(1+c1+c2)ω1时：在淤泥中加入c1掺量固化剂、c2掺量再生细骨料、q1质量水，搅拌均匀后称取m2质量的混合料装入模具，静压成型后，取出试块养护，其中，q1=[(1+c1+c2)ω1-ω]×m1，m2=k×ρ2×v；
11、此时淤泥含水率极低，该方法适用于便于机械进场碾压的道路工程；
12、b.当(1+c1+c2)ω1＜ω≤(1+c1+c2)ω2时：在淤泥中加入c1掺量固化剂、c2掺量再生细骨料、q2质量水，搅拌均匀后倒入模具并振捣密实，成型后拆模养护，其中，q2=[(1+c1+c2)ω2-ω]×m1；
13、此时淤泥含水率较高，该方法适用于淤泥无法高效脱水（例如：淤泥脱水费用过高、施工地点无法通电导致脱水设备无法运行等）、不便于机械进场碾压、特殊情况需要高流动度的道路工程，其中浇筑基坑、沟槽时的流动度宜为160-220mm，浇筑路基和台背时的流动度宜为140-180mm；
14、c.当ω＞(1+c1+c2)ω2时：分别制备四份混合料，在其中分别加入不同掺量的吸水增稠材料后测试其流动度，用软件拟合后得到吸水增稠材料用量和混合料流动度的关系曲线，通过最佳流动度p确定加吸水增稠量q3，在混合料中加入q3质量吸水增稠材料，测试其流动度，若流动度在最佳流动度95-105%以外，则继续增加两组数据，并再次进行拟合，直至流动度在最佳流动度95-105%以内，最后在淤泥中加入c1掺量固化剂、c2掺量再生细骨料、q3质量吸水增稠材料，均匀搅拌后倒入模具并振捣密实，成型后拆模养护；
15、此时淤泥含水率极高，该方法适用情况与范围与s5中b情况相同；
16、s5提供了准确控制淤泥固化混合料工作性能的公式，能够精准且快速控制淤泥固化混合料的工作性能；且引入除粉状材料之外的再生细骨料掺量，并将其作为参数加入通用计算公式，使其适用性更广；还将公式中的参数用待固化淤泥质量、含水率以及固化剂和再生细骨料的掺量表示，方便实际工程操作；
17、s6：测试固化淤泥的无侧限抗压强度，不合格则增加固化剂掺量，每次增加5%，直到符合要求。
18、优选的，所述干淤泥为原状淤泥放入烘箱40℃、烘干48h后经破碎（敲碎是用橡胶锤敲碎，不破坏淤泥粒径）、除杂、过筛得到。
19、优选的，所述吸水增稠材料包括物理化学吸水增稠材料，例如聚丙烯酸钠、膨润土、增稠型减水剂。
20、优选的，所述固化剂为粉状固化剂，包括固废基、水泥基、石灰基等固化剂。
21、优选的，模具的压实度为90-99%。
22、优选的，所述最佳流动度为140-220mm。
23、相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：
24、1.本专利技术通过以加水或加吸水增稠材料的方式控制淤泥固化混合料的工作性能，并将贴合实际工程施工需要的待固化淤泥质量、含水率以及固化剂和再生细骨料的掺量作为参数，并给出具体公式，使得获取精准可控淤泥固化混合料的过程简单且快速。同时，基于堆积密度理论，以混合料为研究对象获得再生细骨料的最佳级配及掺量，进一步提升固化体的密实性，显著提高固化体力学性能。
25、2.本专利技术所提供的淤泥固化混合料中可利用大宗固体废弃物，包括对建筑垃圾再生细骨料(如废弃混凝土)和活性工业废渣(如钢渣、碱渣等)。该材料不仅提高了固化体的力学性能和耐久性，还解决了建筑垃圾和工业废渣对环境的污染与资源浪费问题，经济且环保。
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1.一种淤泥固化混合料的优化设计及制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种淤泥固化混合料的优化设计及制备方法，其特征在于，所述干淤泥为原状淤泥放入烘箱40℃、烘干48h后经破碎、除杂、过筛得到。
3.根据权利要求1所述一种淤泥固化混合料的优化设计及制备方法，其特征在于，所述吸水增稠材料包括物理化学吸水增稠材料。
4.根据权利要求1所述一种淤泥固化混合料的优化设计及制备方法，其特征在于，所述固化剂为粉状固化剂。
5.根据权利要求1所述一种淤泥固化混合料的优化设计及制备方法，其特征在于，模具的压实度为90-99%。
6.根据权利要求1所述一种淤泥固化混合料的优化设计及制备方法，其特征在于，所述最佳流动度为140-220mm。
【技术特征摘要】
1.一种淤泥固化混合料的优化设计及制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种淤泥固化混合料的优化设计及制备方法，其特征在于，所述干淤泥为原状淤泥放入烘箱40℃、烘干48h后经破碎、除杂、过筛得到。
3.根据权利要求1所述一种淤泥固化混合料的优化设计及制备方法，其特征在于，所述吸水增稠材料包括物理化学吸水增稠材...
【专利技术属性】
技术研发人员：王安辉，黄虎，荣辉，张艳芳，倪娇娇，林佼，
申请(专利权)人：中建安装集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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