【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于淤泥固化，涉及一种以电石渣和片碱作为激发剂固化软土的固化剂及其固化方法。
技术介绍
1、淤泥或淤泥质土是一种自然沉积尚未固结完成的土，这种土具有含水率高、压缩性大、强度低等问题。河道疏浚每年也产生大量的淤泥或淤泥质土，处置难度大。工程建设中，这类软土不能直接作为路基或地基使用，需要对其进行工程加固后，方可使用。
2、燃煤热电厂、钢铁厂、乙炔厂等可产生大量粉煤灰、钢渣、电石渣等工业固体废弃物。利用该类废弃物制作软土固化剂，可变废为宝，减少固化剂碳排放，同时可缓解相关企业的排放压力，经济与环境效益显著。
3、软土的加固方法可分为物理法与化学法。物理法主要有自然干化法、堆载预压法、真空预压法、强夯法或强夯置换法等。自然干化法是将淤泥堆放在空地上，通过蒸发淤泥中的水，从而对淤泥进行固化。堆载预压法在淤泥层竖向安装排水板、顶部铺设砂垫层，再堆载一定厚度土层。真空预压法在软土层竖向安装排水管，表面覆盖封闭膜，给土体施加负压，将土层的水排除。强夯法或强夯置换法，通过夯锤冲击产生的动能对土体进行加固。物理法加固软土主要降低土体中的含水率，考虑到软土的渗透性差的实际，因此，加固效果往往不理想。化学法固化软土是将固化剂混合软土中，固化剂与水发生复杂反应，生成的胶凝材料将土颗粒包裹，从而达到对软土固化作用。本专利技术中的固化剂中的活性材料与水发生地聚合反应，生成具有空间网格的地聚物，将土颗粒包裹，同时将土体中的自由水转化为结合水，使水发生相变，因此显著提高土体抗剪强度。传统的化学固化法一般采用水泥和石灰等高碳排放
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有淤泥固化方法的不足，提供一种以电石渣和片碱作为激发剂固化软土的固化剂及固化方法，采用粉煤灰、矿渣等工业固体废弃物作为主要材料，以电石渣、片碱作为碱激发剂和水制得淤泥固化剂，提高了固体废弃物的资源再利用率，碳排放量很小。所制备的固化剂可将软中水转化为结晶水，显著提高软土的抗剪强度。固化剂制备方法简单、主要材料廉价易得、施工方法成熟。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
3、以电石渣和片碱为激发剂固化软土的复合型固化剂，所述复合型固化剂包括复合碱激发剂、前驱体、水，由三者拌合而成。
4、所述的前驱体质量占复合碱激发剂质量的41.7％-58.3％。所述的复合型固化剂中水的含量为前驱体和电石渣质量之和的50％-70％。
5、所述的复合碱激发剂由电石渣和片碱按照4～6：1的质量份数混合而成。
6、所述的前驱体由粉煤灰与矿渣按1：4～6的质量份数混合而成。
7、进一步的，所述的电石渣颗粒直径低于0.2mm，片碱为片状固体。
8、进一步的，所述的粉煤灰为一级粉煤灰，所述矿渣为s105级矿渣。
9、本专利技术选用一级粉煤灰和s105级矿渣作为活性固体材料，电石渣和片碱为激发剂。一级粉煤灰微观粒子较为均匀，粒径较小，杂质较少，比表面积大，活性高，在碱溶液中更易溶解。s105级矿渣相比s95级活性更高。
10、以电石渣和片碱为激发剂固化软土的复合型固化剂的固化方法，所述固化方法为将粉煤灰、矿渣、电石渣、片碱等固体按配比直接淤泥软土搅拌均匀即可。具体包括以下步骤：
11、(1)固化前准备工作。
12、室温下，按原料配比分别称取粉煤灰、矿渣、电石渣倒入容器并搅拌均匀，或在淤泥固化场地现场搅拌亦可，得到拌合物。
13、(2)制备液体固化剂。
14、对于要求预制的固化剂质量，按配比要求，称取相应的质量的水、片碱加入容器中，室温下充分搅拌，使片碱完全溶解，静置15-20分钟以释放溶解热，得到片碱溶液；然后将步骤(1)所得拌合物少量、多次加入片碱溶液中，不断搅拌，防止形成团块，使固体粉末完全溶解，直至形成均匀浆体-液体固化剂。
15、(3)在淤泥场地上，按正方形、三角形、梅花形等形式布点，将步骤(2)所得液体固化剂按每点需要的固化剂质量，通过控制专用搅拌机械进浆速率，经多次上下循环，将液体固化剂均匀拌和到淤泥中，最终形成固化土桩。
16、本专利技术固化剂原理在于：矿渣与粉煤灰中的sio2与cao在碱激发剂作用下，发生复杂的地聚合反应，生成的地聚合物为一种胶凝材料，具有空间结构的地聚合物将土颗粒包裹并粘结在一起，并将土中的液态水转化为结晶水，显著降低软土中的液态水含量，从而提高土的强度。因地聚合反应缓慢，耗时长，因此，固化土强度会随龄期而增长。其次，电石渣主要成分为氢氧化钙，可为反应体系提供oh-，有助于后期粉煤灰发生火山灰反应，进一步提高体系中无定形胶凝材料含量，进一步提高土的强度。因此，采用粉煤灰与矿渣作为活性固化材料，电石渣和片碱作为碱激发剂具有很好的固化效果，能够短时间提升固化软土的强度。
17、本专利技术的有益效果为：
18、(1)本专利技术所使用的主要材料为大宗工业固体废弃物，无能耗、无排放，属环保绿色材料，大量使用提高了固体废弃物的资源化利用率。材料成本较低，满足成本效益要求。
19、(2)本专利技术使用粉煤灰、矿渣、电石渣等材料作为主要配比组成部分，固化软土的早期强度提升明显，且强度随龄期不断增长，稳定性好，可用于地基处理工程。
20、(3)本专利技术所述固化剂，可在高含水率软土中制成高强度地聚合物固化土桩，形成满足工程要求的复合地基，并提供了施工方法。
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1.一种以电石渣与片碱作为激发剂固化软土的复合型固化剂，其特征在于，所述复合型固化剂由复合碱激发剂、前驱体、水，由三者拌合而成。
2.根据权利要求1所述的一种以电石渣与片碱作为激发剂固化软土的复合型固化剂，其特征在于，所述的前驱体质量占复合碱激发剂质量的41.7％-58.3％。
3.根据权利要求1所述的一种以电石渣与片碱作为激发剂固化软土的复合型固化剂，其特征在于，所述的复合型固化剂中水的含量为前驱体和电石渣质量之和的50％-70％。
4.根据权利要求1所述的一种以电石渣与片碱作为激发剂固化软土的复合型固化剂，其特征在于，所述的复合碱激发剂由电石渣和片碱按照4～6：1的质量份数混合而成。
5.根据权利要求4所述的一种以电石渣与片碱作为激发剂固化软土的复合型固化剂，其特征在于，所述的电石渣颗粒直径低于0.2mm，片碱为片状固体。
6.根据权利要求1所述的一种以电石渣与片碱作为激发剂固化软土的复合型固化剂，其特征在于，所述的前驱体由粉煤灰与矿渣按1：4～6的质量份数混合而成。
7.根据权利要求6所述的一种以电石渣
8.一种权利要求1-7任一所述的以电石渣与片碱作为激发剂固化软土的复合型固化剂的固化方法，其特征在于，所述固化方法为将粉煤灰、矿渣、电石渣、片碱固体按配比直接淤泥软土搅拌均匀即可。
9.根据权利要求8所述的一种以电石渣与片碱作为激发剂固化软土的复合型固化剂的固化方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种以电石渣与片碱作为激发剂固化软土的复合型固化剂，其特征在于，所述复合型固化剂由复合碱激发剂、前驱体、水，由三者拌合而成。
2.根据权利要求1所述的一种以电石渣与片碱作为激发剂固化软土的复合型固化剂，其特征在于，所述的前驱体质量占复合碱激发剂质量的41.7％-58.3％。
3.根据权利要求1所述的一种以电石渣与片碱作为激发剂固化软土的复合型固化剂，其特征在于，所述的复合型固化剂中水的含量为前驱体和电石渣质量之和的50％-70％。
4.根据权利要求1所述的一种以电石渣与片碱作为激发剂固化软土的复合型固化剂，其特征在于，所述的复合碱激发剂由电石渣和片碱按照4～6：1的质量份数混合而成。
5.根据权利要求4所述的一种以电石渣与片碱作为激发剂固化软土的复合...
【专利技术属性】
技术研发人员：张金利，江衡，侯栋友，翟浩宇，杨钢，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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