一种软弱土固化剂及其施工方法技术

一种软弱土固化剂及其施工方法，软弱土固化剂特征在于它是由粉剂和液剂组成，所述粉剂是水泥、凝石或是包括如下重量份配比组成：水泥熟料０～２０重量份，水渣或矿渣６０～９５重量份，石灰１～５重量份，石膏１～５重量份，元明粉１～５重量份，烧碱０～１０重量份，水玻璃０～１０重量份，氟硅酸钠０．１～３重量份；所述液剂包括如下重量配比的组分组成：聚丙烯酰胺１～１５重量份，纸浆废液２０～６０重量份，水泥缓凝剂１０～４０重量份，ＯＰ乳化剂０．５～１．５重量份，卡拉胶０．３～１．０重量份，黄原胶０．３～１．０重量份，α－烯烃磺酸盐０．５～１．５重量份。本固化剂在使用前应先制成浆液，通过机械搅拌设备将软弱土与固化剂浆液搅拌均匀后铺摊或压实。由于加入很少量的液剂，使粉剂的掺加量大大降低，原料取材广泛，固结土性能优越，故本发明专利技术是一种高效环保的淤泥等软弱土固化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于软弱土固结用固化剂
，尤其涉及一种用于不同含水量 软弱土的固化处理用化学品及其施工方法。足杈不陆地上火成岩或水成岩经历千百万年气候变化，岩石风化粉碎，细小的岩 土颗粒在内陆河流和沿海潮汐水力搬运作用下，在入海口及沿岸，在江湖水库 等缓流地带会淤积沉淀成软弱土层，同时也将上游的生活及工业污染物携带夹 杂其中。所形成的软弱土层一般多具有颗粒细、有机物含量高、含水量高并不 易降水等特点，致使软弱土层的承载力低，孔隙率高，承载后沉降大，很难直 接作为建筑地基使用。随着国民经济建设发展，在沿海经济区建设、水利工程建设、海洋工程建 设以及城市景观建设中，每年都要产生大量的疏浚淤泥。 一方面疏浚淤泥堆放 占地会产生污染物扩散和破坏水环境的问题，另一方面建设用地对土方有大量 需求，开山采石、挖河采砂会对资源、生态和环境产生难以修复的破坏，故这 样的需求与污染之间的矛盾日益突出。为此，国内外开展了大量的软弱土固结 研究。其中软弱土地基降水、淤泥烧砖和固化剂固结这三个方面是大规模应用 并取得较好结果的领域。软弱土地基降水具有代表性的技术就是真空预压，真空预压技术存在工程周期较长(0.5-1年)和地基降水后的承载力较低(0.06-0.08 Mpa)的问题；利用淤泥烧砖国内外均有报道，淤泥的土颗粒级配往往不能满足 直接用于烧砖的要求，需掺加砂石等外加材料，过高的含水量和过高的有机物 含量会带来较多的麻烦，尚存在异地拉运淤泥的污染环境问题；固化剂固结软 弱土是最有发展前途的技术，这种技术将淤泥等软弱土原地搅拌固结，所处理 地基承载力高(0.1 3Mpa)、时间短(7 28天)，适宜大规模应用。国外在软弱土地基处理领域的近代技术有30 60年的经验，我国的深层搅 拌桩技术工作开展较早，真空预压技术己经得到大规模应用，但在浅层软弱土 地基处理方面还落后国外至少15年以上，中北欧、美国、日本和俄国等发达国 家在软弱土地基处理上走在世界前列。芬兰ALLU公司及德国KELLER公司的5板体稳定技术国内已在做引进尝试，国外在固化剂
与国内技术差距不 大，目前采用的淤泥固化剂主要还是水泥、石灰及钢渣等，每立方米掺加量在120 400公斤。用固化剂处理淤泥等软弱土地基，国内外普遍釆用的方式是将 水泥类无机材料与淤泥一起搅拌均匀，然后进行拉运摊铺或堆载固结。但是水 泥类材料用于淤泥固结时的掺加量较大，采用水泥固结高含水率(90 1500%) 淤泥和腐殖黑泥的掺加量范围在12 30%之间，固结淤泥28天后的无侧限抗压 强度仅为0.1 0.6Mpa。国内淤泥固化还有采用掺加大量无机材料如粉煤灰、石 灰、矿渣、炉渣等，其掺加数量高达25%-60%。因这些材料来源不便、运输量 大，难于大面积推广应用。国内地基承载要求一般为0.06 0.25Mpa，美国为0.12 0.35Mpa，日本为 0.12 0.3Mpa。能否通过改进和提高软弱土处理用固化剂的性能，利用物理与 化学相结合的方法縮短施工周期，加快降水，提高承载力，降低外来材料掺加 量，这是该领域新技术发展的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种掺加量少、软弱土降水快、承载力高、固结体耐 水浸泡性好的固化剂，解决现有淤泥固化技术存在固结体承载力低、淤泥脱水 困难、外来掺加材料多的缺点。本专利技术采用的技术方案如下一种软弱土固结用固化剂由粉剂和液剂原料组成，所述粉剂是水泥、凝石 或是包括如下重量配比的组分组成水泥熟料0 20重量份，水渣或矿渣60 95重量份，石灰1 5重量份，石膏1 5重量份，元明粉1 5重量份，烧碱0 IO重量份，水玻璃0 10重量份，氟硅酸钠0.1 3重量份；所述液剂包括如下 重量配比的组分组成聚丙烯酰胺1 15重量份，纸浆废液20 60重量份，水 泥缓凝剂10 40重量份，OP乳化剂0.5 1.5重量份，卡拉胶0.3 1.0重量份， 黄原胶0.3 1.0重量份，a—烯烃磺酸盐0.5 1.5重量份。所述的软弱土地基处理用固化剂粉剂中水泥为普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、 硫铝酸盐水泥；所述凝石为凝石A、凝石B、凝石C;所述水泥熟料为硅酸盐水 泥熟料；所述水渣或矿渣是经过高温过程煅烧的活性材料；所述石灰为生石灰 粉或熟石灰粉；所述石膏为无水石膏、 一水石膏、二水石膏及磷石膏；所述元 明粉为含结晶水硫酸钠；所述烧碱为氢氧化钠；所述水玻璃为水化硅酸钠，模 数为2.2 3.7;所述氟硅酸钠为工业级；粉剂重量份总合计为IOO份。'所述软弱土固结用固化剂液剂中聚丙烯酰胺为阴性、阳性、非离子和两性离子，呈颗粒或粉状，分子量为600万 1500万，离子度为5 50%，如用水解 聚丙烯酰胺浓度一般为6 12%，聚丙烯酰胺离子类型的选择应根据淤泥或腐殖 黑泥的化学成分不同而定；所述纸浆废液为木浆、苇浆及草浆纸浆废液，纸浆 废液中木质素磺酸盐含量为40 50%,这里木质素磺酸盐是指木质素磺酸钙和 木质素磺酸钠；所述水泥缓凝剂为商售水泥缓凝剂、增塑剂和减水剂；所述OP 乳化剂为工业乳化剂OP-IO，浓度为70 95%;所述卡拉胶和黄原胶为工业级； 所述(x—烯烃磺酸盐是它的钠盐或钙盐，可以是羟烷基磺酸盐和二磺酸盐的混合 物；液剂重量份总合计为100份，制备液剂时用水稀释浓度到20 40%使用， 也就是说加水量占总重量的60 80%。所述的水泥、凝石和粉剂，视与液剂及各种软弱土的适应性不同，可以采 用单一种与液剂组合，也可以釆用两种以上不同比率混合后再与液剂组合使用，亦可以粉剂单独使用。粉剂单独使用时，可制成浆液后使用，亦可呈干粉状直 接使用。所述的软弱土地基处理用固化剂的量，应根据地基承载力的设计要求，由 实验室试验确定，粉剂一般每立方米软弱土掺加量为50 120公斤，液剂一般 每立方米软弱土掺加量为1 2.5升(浓度25%)，将粉剂按水灰比0.3 1.0制 浆并加入液剂再与软弱土搅拌混合；承载力要求越高掺加量越高，有机物含量 越高掺加量越高，细粒土含量越高掺加量越高。所述的软弱土地基，其特征在于所述软弱土是指不同含水量的淤泥、高含 量有机物的腐殖黑泥及含有超过5%淤泥和腐殖黑泥的粉细砂，含较多细粒土的 粉细砂的含水量为25 50%，淤泥的含水量为50 150%，腐殖黑泥的含水量为 150 1500%。所述的软弱土固化剂适用于现有施工设备，可采用现场就地搅拌固结施工， 可用于深层搅拌桩施工，可用于袋装施工，可用于异地填土施工；对高含水量 高有机物含量的软弱土地基，就地搅拌处理堆载预压固结效果更好，在固结体 上堆载0.3 1米厚山皮土、建筑垃圾或砂石料，可加速排水，提高地基承载力。所述的软弱土固化剂的施工机具可采用垂直和水平搅拌设备。垂直搅拌设 备有单轴和多轴，以固化剂浆液供料为主。水平搅拌设备主要是双螺杆搅拌， 以粉状固化剂供料为主。垂直搅拌方式，搅拌轴与地面垂直，搅拌轴或搅拌叶 片上布有出桨口，搅拌轴带动搅拌叶片转动，完成出浆口流出的固化剂浆液与 软弱土的搅拌工作。搅拌轴被夹持在可自行车辆或挖泥船的摇臂上，给搅拌轴 提供固化剂浆液的装置可采用深层搅拌桩的供浆系统，通过一条胶管给搅拌轴 供浆，供浆距离可达800米以上，深层搅拌桩长度可达30米，进口设备可达70米。水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软弱土固化剂及其施工方法，其特征在于它包括如下重量份数配比的粉剂和液剂原料组成，所述粉剂是水泥、凝石或是包括如下重量份配比组成：水泥熟料０～２０重量份，水渣或矿渣６０～９５重量份，石灰１～５重量份，石膏１～５重量份，元明粉１～５重量份，烧碱０～１０重量份，水玻璃０～１０重量份，氟硅酸钠０．１～３重量份；所述液剂包括如下重量配比的组分组成：聚丙烯酰胺１～１５重量份，纸浆废液２０～６０重量份，水泥缓凝剂１０～４０重量份，ＯＰ乳化剂０．５～１．５重量份，卡拉胶０．３～１．０重量份，黄原胶０．３～１．０重量份，α－烯烃磺酸盐０．５～１．５重量份。本固化剂在软弱土中使用前应先制成浆液，通过使用机械搅拌设备将软弱土与固化剂浆液搅拌均匀后铺摊或压实。

【技术特征摘要】
1.一种软弱土固化剂及其施工方法，其特征在于它包括如下重量份数配比的粉剂和液剂原料组成，所述粉剂是水泥、凝石或是包括如下重量份配比组成水泥熟料0～20重量份，水渣或矿渣60～95重量份，石灰1～5重量份，石膏1～5重量份，元明粉1～5重量份，烧碱0～10重量份，水玻璃0～10重量份，氟硅酸钠0.1～3重量份；所述液剂包括如下重量配比的组分组成聚丙烯酰胺1～15重量份，纸浆废液20～60重量份，水泥缓凝剂10～40重量份，OP乳化剂0.5～1.5重量份，卡拉胶0.3～1.0重量份，黄原胶0.3～1.0重量份，α-烯烃磺酸盐0.5～1.5重量份。本固化剂在软弱土中使用前应先制成浆液，通过使用机械搅拌设备将软弱土与固化剂浆液搅拌均匀后铺摊或压实。2. 根据权利要求l所述的软弱土固结用固化剂粉剂，其特征在于所述水泥 为普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、硫铝酸盐水泥；所述凝石为凝石A、凝石B、凝 石C;所述水泥熟料为硅酸盐水泥熟料；所述水渣或矿渣是经过高温过程煅烧 的活性材料；所述石灰为生石灰粉或熟石灰粉；所述石膏为无水石膏、 一水石 膏、二水石膏及磷石膏；所述元明粉为含结晶水硫酸钠；所述烧碱为氢氧化钠； 所述水玻璃为水化硅酸钠，模数2.2 3.7;所述氟硅酸钠为工业级；粉剂重量份 总合计为100份。3. 根据权利要求l所述的软弱土固结用固化剂液剂，其特征在于所述聚丙 烯酰胺为阴性、阳性、非离子和两性离子，呈颗粒或粉状，分子量为600万 1500万，离子度为5 50%，如用水解聚丙烯酰胺浓度为6 12%，聚丙烯酰胺 离子类型的选择应根据淤泥或腐殖黑泥的化学成分不同而定；所述纸浆废液为 木浆、苇浆及草浆纸浆废液，纸浆废液中木质素磺酸盐含量为40 50%，这里 木质素磺酸盐是指木质素磺酸钙和木质素磺酸钠；所述水泥缓凝剂为商售水泥 缓凝齐lj、增塑剂和减水剂;所述OP乳化剂为工业乳化剂OP-IO，浓度为70 95%; 所述卡拉胶和黄原胶为工业级；所述(X—烯烃磺酸盐是它的钠盐或转盐，可以是 羟烷基磺酸盐和二磺酸盐的混合物；液剂重量份总合计为100份。制备液剂时 用水稀释浓度到20 40%使用，也就是说加水量占总重量的60 80%。4. 根据权利要求2所述的水泥、凝石和粉剂，视与液剂及各种软弱土的适 应性不同，可以采用单一种与液剂组合，也可以采用两种以上不同比率混合后 再与液剂组合使用，亦可粉剂单独使用。5. 根据权利要求2、 3所述的软弱土固结用固化剂的掺加量，应根据软弱土地基承载力的设计要求，粉剂一般每立方米软弱土掺加量为50 120公斤，液 剂一般每立方米软弱土掺加量为1 2.5升(浓度25%)，将粉剂按水灰比0.3 l.O制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建国，刘曰键，梁力民，王展国，
申请(专利权)人：要明伦，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]