专利名称：一种疏浚土复合固化剂及工程建筑材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种对水利工程和海洋工程等建设中产生的疏浚土进行固化处理所使用的复合固化剂。
背景技术：
为了满足日益增长的货运量和船舶大型化的需求，港口与航道也不断向大型化、 深水化发展。疏浚对港口与航道的建设和维护以及船舶的安全航行是必不可少的，与疏浚作业有关的最大问题就是如何处置每年数量高达几亿方的疏浚土。我国处置疏浚土的传统方法一般都是采用水中抛泥或者就近弃土。将疏浚土作为废弃物在指定水域外抛或者征用一块土地来堆放，由于疏浚土抛填形成的土地非常软弱，难以开发利用，因此造成大量土地资源和泥土资源的浪费。此外，疏浚土大多含有重金属、有机质等污染物，就近抛填必然会对周围环境造成二次污染。所以将疏浚土“变废为宝”，处理成良好的土工材料，对社会的可持续发展具有重大的意义。
疏浚土综合利用的方法之一是采用固化剂对疏浚土进行化学固化，提高土体强度，改善土质的孔隙结构和压实性，使其变成可利用的土木工程建筑材料。传统的固化剂一般属于固体粉状土壤固化剂，大多是从水泥加固机理出发，通过在各种基质材料中添加表面活性剂、碱性激发剂和膨胀组分等以达到提高土的工程性能的目的。
目前土壤固化剂及其相关技术仍处于不断完善和发展之中，不少市售产品在性能上都或多或少存在一些不足，如土壤固化剂通用性并不是很好；一种固化剂往往只能提高一、二项材料的性能，难以兼顾强度、耐久性、抗冻融和耐水性等多方面要求。新型土壤固化剂的固化效果一般优于传统固化材料，但其成本一般较高，只适用于使用量较少的特殊的地基处理当中，对于大量的疏浚土处理并不适用。因此，疏浚土固化技术的关键是提供合理、经济有效的固化剂配方。
公开号为CN 101081718A，发明创造名称为《一种淤泥固化剂及其应用》，此固化剂的成分为水泥熟料、炉渣或矿渣、石灰、石膏、硫酸盐、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、甘露醇、 木质素磺酸盐、木质素磺酸盐与铁、铬离子络合物、烷基酚聚氧乙烯醚、丹宁酸、腐殖酸盐、 α -烯烃磺酸盐等15种成分，成分复杂，成本高。
公开号为CN98113594. 3的专利公开了一种土壤固化剂，其使用78_85%的矿渣或矿渣组合物、10%-25%的碱性激发剂、O. 01-0. 15%的表面活性剂进行土壤处理，然而，由于此配方组份中缺少水泥等固化剂，其固化效果对于含水率较高的土壤来说，效果会大打折扣，且早期强度也较低。发明内容
本发明的目的在于提供一种合理、经济、有效的疏浚土复合固化剂，能将软弱、高黏的废弃疏浚土固化成为强度较高，压缩性和渗透性小，且具有一定密实度的满足工程要求的建筑材料。
本发明的另一目的在于提供上述疏浚土复合固化剂的应用方法及应用该方法所获得的建筑材料。
为了实现上述的发明目的，本发明采用以下的技术方案为一种疏浚土复合固化剂，其特征在于以工业钢渣粉、矿渣粉为主固化剂，配以少量水泥及碱激发剂为助固化剂， 主固化剂与助固化剂按以下质量比混合均匀
钢渣粉与矿渣粉的混合物65 75%
水泥8 28%
碱激发剂5 20%
进一步来说，所述钢渣粉与矿渣粉的质量比例为(O. 75^1. 25) :1。
具体地来说，所述的碱激发剂选自硫酸盐类和石膏类的混合，或硫酸盐类、膏类与水玻璃的混合。
所述硫酸盐类选自硫酸钠、硫酸钾、硫酸铜中的一种或多种的混合；所述石膏类选自二水石膏、半水石膏、无水石膏中的一种或多种的混合。
优选地，疏浚土复合固化剂的各原料组分按以下质量百分比混合
钢渣粉与矿渣粉的混合物，FL钢渣粉与65~75%矿渣粉的比例为(0.8 1.23) ·· I水泥8 28%硫酸盐类3 ~ 15%石膏类〗 10%水玻璃O ~ 5 %
或者该疏浚土复合固化剂的各原料组分按以下质量百分比混合
钢渣16~45%
矿渣15 45%水泥8 28%硫酸盐类3~15%石 1'f 炎I - 10%水玻璃O ~ 5%
更优选地，疏浚土复合固化剂的原料组分按以下质量百分比的混合
钢渣粉30矿渣粉37水泥25硫酸盐类3石膏类5
一种工程建筑材料，按水固体原料为(129Γ1890 1的质量比制备免烧砖，其中所述固体原料按以下配方制得如上任一所述的疏浚土复合固化剂If 28%、砂1(Γ27%、疏浚土 50 70%。
如上所述的工程建筑材料的制备方法，其特征在于把疏浚土复合固化剂添加至已风干的疏浚土及砂中，搅拌均匀后加入水，继续搅拌均匀；然后将混合料倒入塑料袋中陈化8h;称取适量的混合料，进行二次搅拌以后加入模具中振动填平，在压力机上加压成型 (成型压力约40kN)，脱模后进行蒸养16h，然后自然养护28d后。
由于钢渣粉中溶入了较多的FeO、MgO、P2O5等杂质，其玻璃体的结构是以Si-O键和Al-O键组成的[SiO4]、[AlO4]四面体或[AlO6]配位多面体。[SiO4]四面体中的Si-O键在钢渣粉的粉磨过程中会发生断键，继而在激发剂形成的碱性环境中发生以下反应
权利要求
1.一种疏浚土复合固化剂，其特征在于以工业钢渣粉、矿渣粉为主固化剂，配以少量水泥及碱激发剂为助固化剂，主固化剂与助固化剂按以下质量比混合均匀 钢渣粉与矿渣粉的混合物 65 75% 水泥8 28% 碱激发剂5 20%。
2.根据权利要求I所述的疏浚土复合固化剂，其特征在于所述钢渣粉与矿渣粉的质量比例为(O. 75 I. 25) :1。
3.根据权利要求I或2所述的疏浚土复合固化剂，其特征在于其特征在于所述的碱激发剂选自硫酸盐类和石膏类的混合，或硫酸盐类、膏类与水玻璃的混合。
4.根据权利要求3所述的疏浚土复合固化剂，其特征在于所述硫酸盐类选自硫酸钠、硫酸钾、硫酸铜中的一种或多种的混合；所述石膏类选自二水石膏、半水石膏、无水石膏中的一种或多种的混合。
5.根据权利要求I所述的疏浚土复合固化剂，其特征在于，它的各原料组分按以下质量百分比混合钢渣粉与矿渣粉的混合物，且钢渣粉与65-75% 矿渣粉的比例为(0.8-1.23) I 水泥8 ~ 28%硫酸盐类3 15%石膏类I 10%水玻璃O 5%
6.根据权利要求I所述的疏浚土复合固化剂，其特征在于，它的各原料组分按以下质量百分比混合钢渣16 45%矿渣15 45%水泥8 28%硫酸盐类3 15%石膏类I ~ 10%水玻璃O ~ 5%
7.根据权利要求5所述的疏浚土复合固化剂，其特征在于，它的原料组分按以下质量百分比的混合钢渣粉30%矿渣粉37%水泥25%硫酸盐类3%4::]骨类5%
8.一种工程建筑材料，其特征在于按水固体原料为(129Γ18%) 1的质量比制备免烧砖，其中所述固体原料按以下配方制得权利要求Γ7任一所述的疏浚土复合固化剂18 28%、砂 10 27%、疏浚土 50 70%。
9.如权利要求8所述的工程建筑材料的制备方法，其特征在于把如权利要求Γ7任一所述的疏浚土复合固化剂添加至已风干的疏浚土及砂中，搅拌均匀后加入水，继续搅拌均匀；然后将混合料倒入塑料袋中陈化8h ;称取适量的混合料，进行二次搅拌以后加入模具中振动填平，在压力机上加压成型，脱模后进行蒸养16h，然后自然养护28d。
全文摘要
本发明公开了一种疏浚土复合固化剂，是以工业钢渣粉、矿渣粉为主固化剂，配以少量水泥及碱激发剂为助固化剂，主固化剂与助固化剂按以下质量比混合均匀钢渣粉与矿渣粉的混合物65~75%；水泥8~28%；碱激发剂5~20%。本发明的固化剂可改善疏浚土的松散结构，提高密实度，大幅度提高疏浚土的抗压、抗剪强度，降低其渗透性和压缩性，对软弱、高黏的疏浚土具有良好的改性效果。经此固化剂改性后的疏浚土可制备成工程填筑材料，也可制备成免烧砖，用于民用建筑。本发明充分利用了工业废渣等原料对废弃的疏浚土进行固化，实现了“变废为宝”，其成本低，环保性好，适用性广。
文档编号C04B28/00GK102976677SQ201210506918
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者张夏虹, 董志良, 王胜年, 张夏真, 颜永国, 倪静姁, 王迎飞, 熊建波 申请人:中交四航工程研究院有限公司, 中交第四航务工程局有限公司, 广州四航材料科技有限公司, 广州四航岩土技术工程有限公司, 广州港湾工程质量检测有限公司