專利名稱：一種疏浚土復合固化劑及工程建筑材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種對水利工程和海洋工程等建設中產生的疏浚土進行固化處理所使用的復合固化劑。
背景技術：
為了滿足日益增長的貨運量和船舶大型化的需求，港口與航道也不斷向大型化、 深水化發展。疏浚對港口與航道的建設和維護以及船舶的安全航行是必不可少的，與疏浚作業有關的最大問題就是如何處置每年數量高達幾億方的疏浚土。我國處置疏浚土的傳統方法一般都是采用水中拋泥或者就近棄土。將疏浚土作為廢棄物在指定水域外拋或者征用一塊土地來堆放，由于疏浚土拋填形成的土地非常軟弱，難以開發利用，因此造成大量土地資源和泥土資源的浪費。此外，疏浚土大多含有重金屬、有機質等污染物，就近拋填必然會對周圍環境造成二次污染。所以將疏浚土“變廢為寶”，處理成良好的土工材料，對社會的可持續發展具有重大的意義。
疏浚土綜合利用的方法之一是采用固化劑對疏浚土進行化學固化，提高土體強度，改善土質的孔隙結構和壓實性，使其變成可利用的土木工程建筑材料。傳統的固化劑一般屬于固體粉狀土壤固化劑，大多是從水泥加固機理出發，通過在各種基質材料中添加表面活性劑、堿性激發劑和膨脹組分等以達到提高土的工程性能的目的。
目前土壤固化劑及其相關技術仍處于不斷完善和發展之中，不少市售產品在性能上都或多或少存在一些不足，如土壤固化劑通用性并不是很好；一種固化劑往往只能提高一、二項材料的性能，難以兼顧強度、耐久性、抗凍融和耐水性等多方面要求。新型土壤固化劑的固化效果一般優于傳統固化材料，但其成本一般較高，只適用于使用量較少的特殊的地基處理當中，對于大量的疏浚土處理并不適用。因此，疏浚土固化技術的關鍵是提供合理、經濟有效的固化劑配方。
公開號為CN 101081718A，發明創造名稱為《一種淤泥固化劑及其應用》，此固化劑的成分為水泥熟料、爐渣或礦渣、石灰、石膏、硫酸鹽、聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、甘露醇、 木質素磺酸鹽、木質素磺酸鹽與鐵、鉻離子絡合物、烷基酚聚氧乙烯醚、丹寧酸、腐殖酸鹽、 α -烯烴磺酸鹽等15種成分，成分復雜，成本高。
公開號為CN98113594. 3的專利公開了一種土壤固化劑，其使用78_85%的礦渣或礦渣組合物、10%-25%的堿性激發劑、O. 01-0. 15%的表面活性劑進行土壤處理，然而，由于此配方組份中缺少水泥等固化劑，其固化效果對于含水率較高的土壤來說，效果會大打折扣，且早期強度也較低。發明內容
本發明的目的在于提供一種合理、經濟、有效的疏浚土復合固化劑，能將軟弱、高黏的廢棄疏浚土固化成為強度較高，壓縮性和滲透性小，且具有一定密實度的滿足工程要求的建筑材料。
本發明的另一目的在于提供上述疏浚土復合固化劑的應用方法及應用該方法所獲得的建筑材料。
為了實現上述的發明目的，本發明采用以下的技術方案為一種疏浚土復合固化劑，其特征在于以工業鋼渣粉、礦渣粉為主固化劑，配以少量水泥及堿激發劑為助固化劑， 主固化劑與助固化劑按以下質量比混合均勻
鋼渣粉與礦渣粉的混合物65 75%
水泥8 28%
堿激發劑5 20%
進一步來說，所述鋼渣粉與礦渣粉的質量比例為(O. 75^1. 25) :1。
具體地來說，所述的堿激發劑選自硫酸鹽類和石膏類的混合，或硫酸鹽類、膏類與水玻璃的混合。
所述硫酸鹽類選自硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸銅中的一種或多種的混合；所述石膏類選自二水石膏、半水石膏、無水石膏中的一種或多種的混合。
優選地，疏浚土復合固化劑的各原料組分按以下質量百分比混合
鋼渣粉與礦渣粉的混合物，FL鋼渣粉與65~75%礦渣粉的比例為(0.8 1.23) ·· I水泥8 28%硫酸鹽類3 ~ 15%石膏類〗 10%水玻璃O ~ 5 %
或者該疏浚土復合固化劑的各原料組分按以下質量百分比混合
鋼渣16~45%
礦渣15 45%水泥8 28%硫酸鹽類3~15%石 1'f 炎I - 10%水玻璃O ~ 5%
更優選地，疏浚土復合固化劑的原料組分按以下質量百分比的混合
鋼渣粉30礦渣粉37水泥25硫酸鹽類3石膏類5
一種工程建筑材料，按水固體原料為(129Γ1890 1的質量比制備免燒磚，其中所述固體原料按以下配方制得如上任一所述的疏浚土復合固化劑If 28%、砂1(Γ27%、疏浚土 50 70%。
如上所述的工程建筑材料的制備方法，其特征在于把疏浚土復合固化劑添加至已風干的疏浚土及砂中，攪拌均勻后加入水，繼續攪拌均勻；然后將混合料倒入塑料袋中陳化8h;稱取適量的混合料，進行二次攪拌以后加入模具中振動填平，在壓力機上加壓成型 (成型壓力約40kN)，脫模后進行蒸養16h，然后自然養護28d后。
由于鋼渣粉中溶入了較多的FeO、MgO、P2O5等雜質，其玻璃體的結構是以Si-O鍵和Al-O鍵組成的[SiO4]、[AlO4]四面體或[AlO6]配位多面體。[SiO4]四面體中的Si-O鍵在鋼渣粉的粉磨過程中會發生斷鍵，繼而在激發劑形成的堿性環境中發生以下反應
權利要求
1.一種疏浚土復合固化劑，其特征在于以工業鋼渣粉、礦渣粉為主固化劑，配以少量水泥及堿激發劑為助固化劑，主固化劑與助固化劑按以下質量比混合均勻 鋼渣粉與礦渣粉的混合物 65 75% 水泥8 28% 堿激發劑5 20%。
2.根據權利要求I所述的疏浚土復合固化劑，其特征在于所述鋼渣粉與礦渣粉的質量比例為(O. 75 I. 25) :1。
3.根據權利要求I或2所述的疏浚土復合固化劑，其特征在于其特征在于所述的堿激發劑選自硫酸鹽類和石膏類的混合，或硫酸鹽類、膏類與水玻璃的混合。
4.根據權利要求3所述的疏浚土復合固化劑，其特征在于所述硫酸鹽類選自硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸銅中的一種或多種的混合；所述石膏類選自二水石膏、半水石膏、無水石膏中的一種或多種的混合。
5.根據權利要求I所述的疏浚土復合固化劑，其特征在于，它的各原料組分按以下質量百分比混合鋼渣粉與礦渣粉的混合物，且鋼渣粉與65-75% 礦渣粉的比例為(0.8-1.23) I 水泥8 ~ 28%硫酸鹽類3 15%石膏類I 10%水玻璃O 5%
6.根據權利要求I所述的疏浚土復合固化劑，其特征在于，它的各原料組分按以下質量百分比混合鋼渣16 45%礦渣15 45%水泥8 28%硫酸鹽類3 15%石膏類I ~ 10%水玻璃O ~ 5%
7.根據權利要求5所述的疏浚土復合固化劑，其特征在于，它的原料組分按以下質量百分比的混合鋼渣粉30%礦渣粉37%水泥25%硫酸鹽類3%4::]骨類5%
8.一種工程建筑材料，其特征在于按水固體原料為(129Γ18%) 1的質量比制備免燒磚，其中所述固體原料按以下配方制得權利要求Γ7任一所述的疏浚土復合固化劑18 28%、砂 10 27%、疏浚土 50 70%。
9.如權利要求8所述的工程建筑材料的制備方法，其特征在于把如權利要求Γ7任一所述的疏浚土復合固化劑添加至已風干的疏浚土及砂中，攪拌均勻后加入水，繼續攪拌均勻；然后將混合料倒入塑料袋中陳化8h ;稱取適量的混合料，進行二次攪拌以后加入模具中振動填平，在壓力機上加壓成型，脫模后進行蒸養16h，然后自然養護28d。
全文摘要
本發明公開了一種疏浚土復合固化劑，是以工業鋼渣粉、礦渣粉為主固化劑，配以少量水泥及堿激發劑為助固化劑，主固化劑與助固化劑按以下質量比混合均勻鋼渣粉與礦渣粉的混合物65~75%；水泥8~28%；堿激發劑5~20%。本發明的固化劑可改善疏浚土的松散結構，提高密實度，大幅度提高疏浚土的抗壓、抗剪強度，降低其滲透性和壓縮性，對軟弱、高黏的疏浚土具有良好的改性效果。經此固化劑改性后的疏浚土可制備成工程填筑材料，也可制備成免燒磚，用于民用建筑。本發明充分利用了工業廢渣等原料對廢棄的疏浚土進行固化，實現了“變廢為寶”，其成本低，環保性好，適用性廣。
文檔編號C04B28/00GK102976677SQ201210506918
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者張夏虹, 董志良, 王勝年, 張夏真, 顏永國, 倪靜姁, 王迎飛, 熊建波 申請人:中交四航工程研究院有限公司, 中交第四航務工程局有限公司, 廣州四航材料科技有限公司, 廣州四航巖土技術工程有限公司, 廣州港灣工程質量檢測有限公司