一种掺加再生骨料颗粒的疏浚淤泥改良为路基土的方法与流程

本发明涉及一种方法，尤其是涉及一种掺加再生骨料颗粒的疏浚淤泥改良为路基土的方法。

背景技术：

1、本发明涉及一种疏浚淤泥改良为高强度路基填料的方法，更具体地说，涉及利用建筑固废再生骨料与高炉矿粉来取代部分传统高碳固化剂水泥，从而提升淤泥的强度与稳定性，达到淤泥固化的效果。本发明属于固体废物的处理技术(淤泥固化)领域。

2、

3、由于淤泥长期浸泡于江、湖等水下，含水率极高。于此同时随着河湖之中的污染物质与动植物尸体逐渐沉淀，使得淤泥包含的有害物质与有机质也逐渐增多。含水率高、有机质含量高、重金属含量高，这是淤泥的最大特点。高含水率与高有机质使得传统的水泥、石灰等固化剂效果不佳；重金属含量高使得在对淤泥进行处治时，必须减少其对环境的二次污染。因此，本发明通过可压缩堆积模型的理论，将再生骨料颗粒掺入淤泥之中，一方面根据可压缩颗粒堆积模型，充分发挥再生骨料大颗粒的骨架作用，另一方面使用含水率较低的再生骨料对淤泥进行改性，降低整体混合物的含水率与有机质含量，提升淤泥固化土的强度。在此基础上，使用水泥将淤泥内部重金属元素固定，并充分利用水泥所提供的碱性环境，使用高炉矿粉与水泥协同固化淤泥，达到比仅用水泥更佳的固化效果。

4、现有技术，如cn 113845341 b提出了一种用于河塘底泥的复合固化剂及固化方法，使用6％-8％淤泥质量的水泥与0.8％-1.6％淤泥质量的脱硫灰作为固化剂，待将荷塘淤泥的杂物清理后，将固化剂输送至淤泥并充分搅拌，再埋设塑料排水板并接通集水管，使用真空泵对淤泥抽水，最终对抽水后的淤泥进行28d的养护。

5、cn 115849644 a提出了一种淤泥固化改性剂及其制备方法。其固化剂包含30-40份cao、35-55份caco3、6-12份sio2、3-8份fe2o3、0.1-0.3份tio2、0.1-0.5份cacl2、0.4-4份减水剂、0.5-1份白炭黑。

6、cn 116003037 a提出了一种固废基高含水率软土固化剂与固化装置。其固化剂主要包含红砖粉、废弃混凝土再生微粉中的至少一种；矿粉、钢渣粉、电石渣粉中的至少一种；稻壳灰；生石灰；氢氧化钠；氢氧化镁；高分子材料。

7、cn 102941209 a公开了一种使用生活垃圾焚烧底灰加入淤泥并与固化剂耦合作用的方法。主要掺加了淤泥质量30％-50％的生活垃圾焚烧底灰，3％-10％的固化剂。固化体水浸泡不坍塌崩散，28d的无侧限抗压强度为50-80kpa。

8、然而，上述现有技术存在如下缺陷：

9、1.未能合理设置固化剂的成分，在未能协同利用多种固体废弃物的同时，其固化剂的主要含量为水泥。水泥在生产的过程中，需要消耗大量资源，同时会排出温室气体，不符合低碳环保的理念。当固化剂成分主要为水泥时，不符合低碳环保理念，同时未能协同利用多种固体废弃物。

10、2.未能合理利用建筑固废再生骨料。建筑固废再生骨料通常来源于废弃建筑物，通常包括废弃红砖、废弃混凝土等。目前技术在对淤泥进行固化时，只使用了建筑固废再生骨料微粉。一方面，再生骨料微粉相比于再生骨料颗粒工艺要求更为复杂，对资源的消耗也更大。另一方面，再生骨料微粉中水化活性成分含量相较于新骨料更少，因此最后固化的效果会大打折扣。

11、3.部分固化方法固化剂所含成分过多，掺量巨大，同时包含金属离子。固化剂对施工现场材料堆存、施工技术人员配置水平有较高的要求，同时这些金属化合物会使得土壤盐含量增加，最终影响淤泥固化土的稳定性。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明公开一种掺加再生骨料颗粒的疏浚淤泥改良为路基土的方法，其技术方案如下：

2、1.一种将建筑固废再生骨料颗粒运用于淤泥固化的方法，其特征为：

3、步骤一：使用激光粒度分布仪测定淤泥颗粒、水泥、高炉矿粉的级配，得到淤泥、水泥高炉矿粉第i级粒径区间的体积分数yi；使用标准振筛机筛分建筑固废再生骨料颗粒，得到第i级再生骨料粒径区间的体积分数yi；

4、步骤二：通过公式，使用特征粒径di替代第i级级配的粒径区间，所述公式为：

5、log10(di)＝[log10(dmax)+log10(dmin)]/2；

6、步骤三：通过实验得到每一材料的第i级粒径区间的特征粒径di下的堆积密实度αi，获得对应剩余堆积密实度βi；所述剩余堆积密实度是指在单位体积的容器内，某材料某一尺寸的颗粒混合堆积时，所占有的最大体积；其中，对于淤泥颗粒、水泥、高炉矿渣，由于颗粒较小，因此假定其下每一级级配的特征粒径di都具有相同的剩余堆积密实度βi，即β1＝β2＝...＝βi＝βi+1＝...βn；n表示混合后的粒径区间的总数。对于建筑固废再生骨料颗粒，选定颗粒堆积方式，通过实验测得第i级特征粒径di下的堆积密实度αi，再通过公式计算βi，式中k为压实指数，其与堆积方式有关：

7、βi＝(k+1)×αi/k；

8、步骤四：预设几组建筑固废再生骨料颗粒掺量比例；选定淤泥：水泥：高炉矿粉配比后，将所有物质进行混合，得到混合体第i级级配区间的特征粒径体积分数剩余堆积密实度式中ratio代表某粒径所在材料占混合体的比例：

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10、

11、步骤五：引入松开效应修正系数ajk与临壁效应修正系数bjk，下标jk代表混合体的特征粒径中第k级特征粒径对第j级特征粒径的影响：

12、其中：k＝j+1,j+2,…,n；

13、

14、其中：k＝1,2,…,j-1；

15、步骤六：计算混合体某特征颗粒虚拟堆积密实度与混合体堆积密实度γ*

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18、步骤七：计算所有预设比例下的γ*，γ*最小的配比即为合理的建筑固废再生骨料掺入比。

19、有益效果

20、1.水泥掺量低。在确保水泥对重金属离子有固定作用的情况下，使用固废高炉矿粉降低水泥用量。

21、2.建筑固废再生骨料颗粒运用得当。使用过40mm筛的建筑固废再生骨料颗粒而非再生骨料粉，不仅节省了研磨再生骨料的工序，同时还发挥了再生骨料颗粒的骨架作用与咬合作用。

22、3.固化剂配方简单，性质稳定，同时协同运用了多源固废。有利于施工现场材料堆放，有便于工作人员配置固化剂。

技术特征：

1.一种将建筑固废再生骨料颗粒运用于淤泥固化的方法，其特征为：

2.根据权利要求1所述的将建筑固废再生骨料颗粒运用于淤泥固化的方法，其特征为：所用建筑固废再生骨料颗粒的最优配比为淤泥质量的18％-60％。

3.根据权利要求1所述的将建筑固废再生骨料颗粒运用于淤泥固化的方法，其特征为：淤泥∶水泥∶高炉矿粉配比为100∶5∶10。

4.根据权利要求1所述的将建筑固废再生骨料颗粒运用于淤泥固化的方法，其特征为：所述建筑固废再生骨料颗粒的粒径小于40mm，主要成分为废弃红砖与废弃混凝土，比例为2∶8左右。

技术总结
一种将建筑固废再生骨料颗粒运用于淤泥固化的方法，包括：使用激光粒度分布仪测定淤泥颗粒、水泥、高炉矿粉的级配，得到各粒级的体积分数、再生骨料级配信息与体积分数；通过公式使用特征粒径替代某一级配区间；通过实验得到每一特征粒径下的堆积密实度，获得对应剩余堆积密实度；预设几组建筑固废再生骨料颗粒掺量比例，得到体积分数，剩余堆积密实度；引入松开效应修正系数与临壁效应修正系数，计算混合体某特征颗粒虚拟堆积密实度与混合体堆积密实度；计算所有预设比例下的γ<supgt;*</supgt;，γ<supgt;*</supgt;最小的配比即为合理的建筑固废再生骨料掺入比。

技术研发人员：周震,肖源杰,董娜,何庆宇,孙向东,孔泽仁,贺佐跃,杨涛,陈万里,邵韦弦,周文辉,谢颂涛,付有为,陈秀银,谢灿隆,张施琪,吴帅涛
受保护的技术使用者：广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16