木质素磺酸钙在改良淤泥中的应用及改良方法技术

本发明专利技术提供一种木质素磺酸钙淤泥改良剂及改良土施工方法，该木质素磺酸钙淤泥改良剂能够有效降低淤泥中的含水量，降低了改良成本。改良土施工方法能够充分发挥木质素磺酸钙淤泥改良剂和真空预压的的优点。木质素磺酸钙在改良淤泥中的应用。应用木质素磺酸钙改良淤泥的方法，步骤为：按木质素磺酸钙质量：待改良土体的质量＝０．１％～０．２％的比例称取所需的木质素磺酸钙；将木质素磺酸钙添加进待改良的土中，拌和均匀后静置，在６０±２ＫＰａ真空压力下对添加木质素磺酸钙的土进行真空预压。所述静置的时间为７天。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土木工程领域，涉及一种淤泥土改良剂，特别涉及降低堆积场淤泥含水率的木质素磺酸钙淤泥土改良剂及改良土施工方法。二
技术介绍
由于淤泥的天然含水率普遍较高，并且淤泥的保水性较好，晾晒几年后淤泥的含 水率仍然居高不下。因此，淤泥资源化利用一直是比较棘手和麻烦的事。淤泥资源化处理 的方法主要有以下几种(l)物理方法；目前最直接的办法就是采用脱水设备如离心机、压 滤机等进行机械脱水，从而降低淤泥的含水率。但此种脱水方式需要提供特定的场所，处理 费用较高，处理效率低。淤泥往往需要进行二次处理才能为工程所用。(2)热处理方法；此 方法主要是通过烘干、烧结等方法使得淤泥在热能及高温下发生化学反应，从而改变土中 的结构成分，将淤泥转化为建筑材料。此处理方法对场地有严格的要求，使其应用受到一定 的局限性。(3)化学处理方法；化学处理方法主要向淤泥中加入一定量的添加剂作为土壤 改良剂，土体与添加剂相互作用，改变淤泥的特性，使得固化或改性后土体能够满足要求。 凭借优良的水化反应及其不同梯度的强度快速形成机理，水泥在淤泥处理领域脱颖而出。 因此以水泥为基材的技术参数研究的较全面和充分。但水泥单价高，固化淤泥时所需掺量 大，因此，水泥固化淤泥所需成本高。同时，水泥固化淤泥对压实时间提出了较高要求。另 外，水泥固化淤泥土容易产生收縮裂缝。因此，水泥固化淤泥仍然具有许多缺点和限制。我 国淤泥处理技术落后，处理能力不足，对于每年疏浚的大量淤泥除抛弃外，只能采取填埋处 理。这既不利于资源的循环利用，更不利于环境的健康发展。 真空预压作为一种大面积软基加固技术，其基本原理是使得密封膜内、外产生一 个气压差，这个气压差就是相当于在地基上作用一个等效的荷载。随着膜内空气的不断被 排出，气压差逐渐增大，地基中的水、气不断被排出而使地基发生固结，从而提高软土地基 的强度。此技术80年代在我国开始运用，由于其成本较低，效果理想而被许多工程所采用。 但对于淤泥这类含水率较高的土，单单凭借真空预压，预压后淤泥的含水率仍然较高，真空 预压效果并不显著，往往需要进一步处理才能达到工程要求。三
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种木质素磺酸钙淤泥改良剂及改良土施工方法，该木质 素磺酸钙淤泥改良剂能够有效降低淤泥中的含水量，降低了改良成本。改良土施工方法能 够充分发挥木质素磺酸钙淤泥改良剂和真空预压的的优点。技术方案木质素磺酸钙在改良淤泥中的应用。应用木质素磺酸钙改良淤泥的方 法，步骤为按木质素磺酸钙质量待改良土体的质量=0. 1% 0. 2%的比例称取所需的 木质素磺酸钙；将木质素磺酸钙添加进待改良的土中，拌和均匀后静置，在60士2KPa真空 压力下对添加木质素磺酸钙的土进行真空预压。所述静置的时间为7天。 有益效果木质素磺酸钙是由纸浆工业生产过程中得到的多组分高分子聚合物，常在混凝土工程中用作减水剂。而在淤泥资源化处理工程中，将其用作淤泥的改良剂，主要 是由于木质素磺酸钙是一种阴离子表面活性剂，利用其大分子阴离子的表面活性作用，结 合渗透改良原理，改良淤泥的渗透性能，从而达到降低淤泥含水率的目的。木质素磺酸钙 在掺入淤泥中遇水相溶，发生电离反应，产生的亲水基是带负电荷的大分子阴离子，具有活 性。大分子阴离子溶解于水中后开始向水分子表面移动，最终吸附于水分子的外表面上，水 分子被大分子阴离子包裹，形成水分子负离子团，与带负电荷的土颗粒产生排斥作用，使得 土体呈现憎水性，土中水更容易排出。另外，木质素磺酸钙是一种质量很轻的黄色粉末，易 溶于水，因此，在施工过程中木质素磺酸钙易于搬运和搅拌。由于木质素磺酸钙引起的斥力 可认为是一种周围压力，与真空预压力的作用方式相同，因此，添加木质素磺酸钙的土利用 真空预压力作为外力对土体进行排水所取得的效果最好。 木质素磺酸钙遇水溶解后阴离子的表面活性作用，使得阴离子吸附于水分子表 面，形成水分子负离子团，从而与土颗粒形成斥力，增大土体的渗透性，使得淤泥在外力作 用下易于排水。由于疏浚淤泥天然含水率高，能较好的发挥木质素磺酸钙的阴离子表面活 性作用。接着对添加木质素磺酸钙的土体进行真空预压，达到增强真空预压排水的效果。因 此，木质素磺酸钙主要适用于存放在堆积场的淤泥、淤泥质土等较高天然含水率状态的软 土处理。 利用木质素磺酸钙的阴离子表面活性作用，使得水分子带负电荷，与带负电荷的 土颗粒形成斥力，增大了土体的渗透性，从而使得淤泥在外力作用下易于排水。 水分子负离子团与土颗粒形成的斥力与真空预压力一样为周围力，力的作用方式相似。因此，利用真空预压力对添加木质素磺酸钙的土进行加固，能使得真空预压力与添加 木质素磺酸钙引起的上述斥力起到线性叠加作用，两者结合的加固效果最好。 拌和后的土应静置一段时间，然后再用真空预压等方式对土体加固，以使阴离子充分吸附于水分子表面。 四附图说明 图1为1天真空前静置时间下抽真空时不同掺木量的土的排水量变化； 图2为3天真空前静置时间下抽真空时不同掺木量的土的排水量变化； 图3为7天真空前静置时间下抽真空时不同掺木量的土的排水量变化； 图4为0. 05%掺木量的土在不同真空前静置时间下抽真空时的排水量变化； 图5为0. 1%掺木量的土在不同真空前静置时间下抽真空时的排水量变化； 图6为0. 2%掺木量的土在不同真空前静置时间下抽真空时的排水量变化； 图7为0. 4%掺木量的土在不同真空前静置时间下抽真空时的排水量变化； 图8为1天真空前静置时间下抽真空时不同掺木量的土的沉降量变化； 图9为7天真空前静置时间下抽真空时不同掺木量的土的沉降量变化。 由图1、图2、图3可知，掺木量小的土的排水量曲线在掺木量大的土的排水量曲线 之下，土的排水量随着掺木量的增加而增加。另外，第一阶段斜线的斜率随着掺木量的增大 而增大，说明随着掺木量的增加土的排水速率变大。由图4、图5、图6、图7可以看出，不同 真空前静置时间下抽真空的木钙土在第一阶段的斜率基本一致，没有太多变化。说明真空 前静置时间的长短对土的初始阶段的排水速率无明显影响。在整个排水过程中，真空前静置时间长的土的真空预压排水量曲线并不能始终在真空前静置时间短的土的真空预压排 水量曲线之上。由图4、图5、图6可知，对于0. 05%、0. 1%、0. 2%掺木量的木钙土，当进入 第二排水阶段后，1天真空前静置时间下抽真空的土的排水量曲线明显在7天真空前静置 时间下抽真空的土的排水量曲线之下。由图7可知，对于0. 4%掺木量的木钙土，当进入第 二排水阶段后，3天真空前静置时间下抽真空的土的排水量曲线在1天和7天真空前静置 时间下抽真空的土的排水量曲线之上。由图1 图3、图8 图9可知，沉降量曲线变化规 律与排水量曲线变化规律有相似性，也分两个阶段(l)快速沉降阶段。可以看出，此阶段 木钙土的沉降速率明显大于石灰改良土的沉降速率，并且掺木量越大，木钙土的沉降速率 就越大。(2)缓慢沉降阶段。随着土中水不断排出，土的密实度随之增加，土中排水通道变 少，土的排水能力变弱，土的排水量减少，土的沉降量随之变小。整个沉降量变化过程与排 水量变化过程具有一致性。五具体实施方式 实施例1 : 改良剂配制(l)取天然含水率约为98本文档来自技高网...

【技术保护点】
木质素磺酸钙在改良淤泥中的应用。

【技术特征摘要】
木质素磺酸钙在改良淤泥中的应用。2. 应用木质素磺酸钙改良淤泥的方法，其特征在于步骤为按木质素磺酸钙质量待 改良土体的质量=0. 1% 0. 2%的比例称取所需的木质素磺酸钙；将木质素磺酸钙...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保田，王建勋，张文慧，张福海，李守德，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]