一种淤泥土双轴搅拌碳化固化装置的制作方法

本实用新型涉及岩土工程试验技术领域，具体是一种淤泥土双轴搅拌碳化固化装置。

背景技术：

在市政工程和近海基础设施工程中会产生大量高含水率疏浚淤泥，这些淤泥力学性质差，直接利用价值不高，其无序堆弃问题已为国内外众多城市带来巨大环境困扰和经济压力。陆地堆填和近海抛弃等传统处置方法极易造成二次污染，在环境问题愈受关注的今天已有逐渐被舍弃的趋势。固化稳定化技术在淤泥处理领域应用日渐广泛，但传统固化剂水泥在生产过程中存在资源和能源消耗高、二氧化碳排放量大和大气污染严重等系列问题。因此，引入活性氧化镁-粉煤灰固化材料，采用碳化-固化联合技术处理废弃疏浚淤泥，实现疏浚淤泥资源化利用的同时，可减少环境污染，现已成为目前废弃疏浚淤泥处理的新方向。

在现有实际工程中，碳化固化装置分为两种，一种是先土方开挖，再埋设二氧化碳通气管道，最后进行土方回填，此类方案埋设的管道无法取出，浪费严重，同时土方开挖回填浪费大量时间。另一种为二氧化碳泡沫混合装置，利用发泡剂产生二氧化碳泡沫与固化土混合，然后用于工程用土，整体效率取决于二氧化碳发泡效率。实际应用中存在工艺复杂，项目时间长，同时由于二氧化碳泡沫的易碎性，使得固化土碳化不完全。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述技术问题，提供一种工程用淤泥土双轴搅拌碳化固化装置，该装置具有流程简单、搅拌均匀、快速碳化、固化效率高的优点。

本实用新型的技术方案如下：

一种淤泥土双轴搅拌碳化固化装置，包括：

固化系统和二氧化碳供气系统；

所述固化系统包括从上至下依次设置的料斗、过滤箱、搅拌箱和碳化固化箱，料斗与过滤箱、过滤箱与搅拌箱以及搅拌箱与碳化固化箱通过接口连通，且搅拌箱与碳化固化箱可拆卸连接；

所述料斗包括淤泥土料斗和固化剂料斗；

所述二氧化碳供气系统包括二氧化碳高压站和至少一条与二氧化碳高压站连接的高压管，高压管管路上设置有压力表和调压阀，高压管的出气口与碳化固化箱可拆卸连接。

作为优选，所述淤泥土双轴搅拌碳化固化装置还包括浇筑运输系统；

所述浇筑运输系统包括中部连接有压力泵的运输管，运输管的进料端与碳化固化箱可拆卸连接，运输管的出料端用于连接运输车或浇筑目的地。

作为优选，所述搅拌箱包括位于上层的横向搅拌箱和位于下层的纵向搅拌箱，横向搅拌箱与纵向搅拌箱相连通；横向搅拌箱内设有至少一根横向搅拌棒，横向搅拌棒的搅拌轴竖向布置；纵向搅拌箱内设有至少一根纵向搅拌棒，纵向搅拌棒的搅拌轴水平布置；横向搅拌箱、纵向搅拌箱的搅拌轴上均布置有搅拌叶片。

作为优选，所述搅拌箱包括位于上层的纵向搅拌箱和位于下层的横向搅拌箱，纵向搅拌箱与横向搅拌箱相连通；纵向搅拌箱内设有至少一根纵向搅拌棒，纵向搅拌棒的搅拌轴水平布置；横向搅拌箱内设有至少一根横向搅拌棒，横向搅拌棒的搅拌轴竖向布置；纵向搅拌箱、横向搅拌箱的搅拌轴上均布置有搅拌叶片。

作为优选，所述碳化固化箱底部安装有滑轮。

作为优选，所述过滤筛主要由壳体和设于壳体内的振动筛构成，振动筛主要由筛体和用于将筛体固定于壳体上的固定连接部构成，筛体从边缘至中部呈向下倾斜状。

作为优选，所述料斗、过滤箱、搅拌箱的底部呈向下倾斜状，底部与侧壁连接处为高点，底部接口处为低点。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型装置区别于现有碳化装置，采用封闭碳化固化箱进行固化土的碳化，随后移动碳化固化箱至固化土铺设现场，实现碳化固化土的工程应用。本装置工程效率高，通过增加碳化固化箱数量可使得固化-碳化-使用工艺流程整体进行，碳化固化土强度取决于所添加氧化镁基固化剂掺量及碳化时间、压力等因素，故能满足不同工程强度需求，适用性广。

本实用新型装置可以将高含水率疏浚淤泥进行流动碳化固化处理。通过料斗向高含水率疏浚淤泥中添加含氧化镁的固化剂并充分搅拌，使拌合物起初具有一定的流动性，然后在碳化的作用下使氧化镁与水反应生成的氢氧化镁逐渐转化为胶结强度更高的碳酸镁，逐渐凝固硬化并产生强度，从而像混凝土一样可以采取泵送的方式进行施工，将流态“淤泥固化土拌和物”泵送到需要高强度土体材料的地方，从而达到高效处理利用高含水率疏浚淤泥的目的。

本实用新型装置可在施工现场组织，工艺简单，通过料斗加料，振动筛除杂，双层双轴搅拌箱搅拌，使得淤泥土与固化剂反应充分，混合均匀，最后在碳化固化箱中收集；碳化固化箱可移动，可一箱多用：碳化固化箱，既可以作为固化剂与土的混合物的承接箱；也可以移动到二氧化碳高压站，连接二氧化碳储气罐，作为碳化箱；还可以移动到碳化固化土铺设现场，连接运输泵，输出箱内处理好的碳化固化土；通过增加碳化固化箱可大幅度提高碳化固化效率。

本实用新型装置可通过二氧化碳高压站的调控，实现碳化固化箱中固化土自下而上充分碳化，通过顶部接口，排出碳化固化箱中多余空气，然后封闭实现碳化固化箱的高压碳化，同时根据土体材料强度的需要和实际固化土含水率，可通过控制提供不同压力的二氧化碳环境和碳化时间，实现最高效率。

本实用新型通过泵送，实现碳化固化材料的精准浇筑，在人工岛浇筑和填海造陆时便于现场施工，在湖泊疏浚工程中利于运输。

本实用新型为淤泥碳化固化的一系列应用提供了一个精确平台，通过料斗可添加不同配比的固化剂，通过二氧化碳高压站实现不同压力的二氧化碳碳化环境，使试验具有相当的精确度和可重复性；针对不同固化剂对碳化固化淤泥的物理化学性质影响研究，也可以通过基于本实用新型基础上的相关试验，来补充试验结果，使试验具有补充性。

附图说明

图1是实施例1所述装置中固化系统示意图；

图2是实施例1所述装置中二氧化碳供气系统与碳化固化箱连接示意图；

图3是实施例1所述装置中的浇筑运输系统与与碳化固化箱连接示意图。

图中：1-料斗、2-过滤箱、3-振动筛、4-横向搅拌箱、5-横向搅拌棒、6-纵向搅拌箱、7-纵向搅拌棒、8-碳化固化箱、9-高压管、10-调压阀、11-压力表、12-二氧化碳高压站、13-运输管、14-压力泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例及附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

参见图1-3，一种淤泥土双轴搅拌碳化固化装置，包括：

固化系统和二氧化碳供气系统；

所述固化系统包括从上至下依次设置的料斗1、过滤箱2、搅拌箱和碳化固化箱8，料斗1与过滤箱2、过滤箱2与搅拌箱以及搅拌箱与碳化固化箱8通过接口连通，且搅拌箱与碳化固化箱8可拆卸连接；

所述料斗1包括淤泥土料斗和固化剂料斗；

所述二氧化碳供气系统包括二氧化碳高压站12和至少一条与二氧化碳高压站12连接的高压管9，高压管9管路上设置有压力表11和调压阀10，高压管9的出气口与碳化固化箱8可拆卸连接；

上述淤泥土双轴搅拌碳化固化装置，还包括浇筑运输系统；

所述浇筑运输系统包括中部连接有压力泵14的运输管13，运输管13的进料端与碳化固化箱8可拆卸连接，运输管13的出料端用于连接运输车或浇筑目的地。

所述搅拌箱包括位于上层的横向搅拌箱4和位于下层的纵向搅拌箱5，横向搅拌箱4与纵向搅拌箱5相连通；横向搅拌箱4内设有至少一根横向搅拌棒，横向搅拌棒的搅拌轴竖向布置；纵向搅拌箱5内设有至少一根纵向搅拌棒，纵向搅拌棒的搅拌轴水平布置；横向搅拌箱4、纵向搅拌箱5的搅拌轴上均布置有搅拌叶片。

所述搅拌箱包括位于上层的纵向搅拌箱5和位于下层的横向搅拌箱4，纵向搅拌箱5与横向搅拌箱4相连通；纵向搅拌箱5内设有至少一根纵向搅拌棒，纵向搅拌棒的搅拌轴水平布置；横向搅拌箱4内设有至少一根横向搅拌棒，横向搅拌棒的搅拌轴竖向布置；纵向搅拌箱5、横向搅拌箱4的搅拌轴上均布置有搅拌叶片。

所述碳化固化箱8底部安装有滑轮。

所述过滤筛2主要由壳体和设于壳体内的振动筛3构成，振动筛3主要由筛体和用于将筛体固定于壳体上的固定连接部构成，筛体从边缘至中部呈向下倾斜状。

所述料斗1、过滤箱2、搅拌箱的底部呈向下倾斜状，底部与侧壁连接处为高点，底部接口处为低点。

实施例1中，二氧化碳高压站为负责碳化的高压站，二氧化碳高压罐只是其中一部分，高压站负责二氧化碳气体从高压罐中进入碳化固化箱然后出来的整个过程。

实施例1中，调压阀包括阀体、设置于阀体内且自进气端向出气端方向依次连接设置的电池阀、电磁阀、微调阀、输出压力显示表、止逆记泡器。止逆记泡器、电磁阀和微调阀，电磁阀采用的是BdZ系列防爆电磁阀隔爆型，配合不同的电路来实现预期的控制，控制的精度和灵活性都能够保证；微调阀采用的是GW-J-T型系列高真空微调阀，用于向碳化固化箱中充入二氧化碳气体并可精确调节进气流量。止逆记泡器：记泡器中加入水，可以通过升起气泡快慢，观察二氧化碳出气量，以便调整；同时具有止逆的作用，防止压力变化时液体倒流。

本实用新型淤泥土双轴搅拌碳化固化装置的使用方法，包括以下步骤：

(1)现场组装：将碳化固化装置依次在施工现场组装好，检查箱体连接处的稳定性，检查搅拌器是否正常工作，检查碳化固化箱的气密性。

(2)加料固化：根据现场淤泥条件，配置相应含氧化镁固化剂，淤泥和固化剂分别从不同料斗加入，在过滤箱中振动筛过滤淤泥中的大块杂质，并将淤泥与固化剂初次混合，混合物经过横向搅拌箱和纵向搅拌箱后，形成反应完全、混合均匀的固化土，然后打开碳化固化箱顶部接口，将固化土收集到碳化固化箱。

(3)碳化固化：接步骤(2)，待碳化固化箱中的固化土收集到一定程度后，推来另一空的碳化固化箱将其与搅拌箱连接，继续收集固化土，推走收集好固化土的碳化固化箱至二氧化碳高压站，并连接高压管，最后打开调压阀，输出预设压力的二氧化碳压力值，短时间内待箱内空气从碳化固化箱的顶部接口排出后，关闭顶部接口，持续碳化，碳化时间由淤泥土性质和固化剂掺量以及碳化固化土需要达到的强度决定。

(4)浇筑运输：将碳化后的碳化试验箱推送至浇筑运输区，连接运输管，打开箱体顶部接口，开启压力泵，将碳化固化土泵送至需要浇筑的施工地点。

(5)重复试验：根据不同施工进度要求，可以不同数量的碳化固化箱和二氧化碳压力水平来重复性进行步骤(1)到布置(4)，使施工高效有序进行。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。