延迟固化剂水化反应及流态泥一站式固结-固化方法与流程

2021-01-18 12:01:57|

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本发明涉及一种延迟固化剂水化反应及流态泥一站式固结-固化方法，属于疏浚泥处理领域。

背景技术：

搅拌桩、盾构等工程施工、污水处理厂污水处理、航道疏浚等建设活动中都会产生大量的工程废气泥、污泥、疏浚泥等高含水率流态泥；如何处理这些流态泥，将其转变为可利用的填土资源，减少废气物对环境资源的破坏，是解决的实际问题。

目前，大方量处理流态泥的方法主要可分为两种，一种是固结，一种是固化。固结的方法是在流态泥上施加正压或真空负压，使流态泥中的水在附加压力下快速排出，从而达到加固流态泥的目的；显然，该技术属于物理技术，如真空负压固结技术、堆载固结技术、电渗技术等。固化技术，是将固化剂加入到淤泥中，固化剂与淤泥发生水化反应，产生胶结物质，从而达到加固土体的目的；显然，固化方法属于化学处理方法。目前的固化剂包括无机及有机高分子两大类。需要指出，目前两种主要方法均存在缺点，真空固结排水法、堆载固结排水等虽然处理价格低，但处理时间长，处理效果差，由于淤堵等现象的存在，处理效果差。固化方法尽管处理效果快，但处理费用高，特别是对于高含水率流态泥，固化剂用量大，价格高。除此之外，固化剂的掺入，还需要将流态泥与固化剂进行搅拌，工艺复杂，增加成本。

为了提高处理效率，一般是先对流态泥进行固结排水预处理，降低含水率，再向降低含水率后的淤泥中加入固化剂进行固化处理。但这种方法需要进行二次施工，即进行固结处理后，再将淤泥挖出，进行添加固化剂搅拌，再碾压填入填土区。显然这个过程无疑会大大增加施工成本。

技术实现要素：

本发明提供一种延迟固化剂水化反应及流态泥一站式固结-固化方法，解决了背景技术中存在的缺陷，将传统堆场疏浚泥真空负压固结处理与添加固化剂进行固化处理两种技术有序融为一体，既降低了疏浚泥内的含水量，又降低了施工成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种延迟固化剂水化反应及流态泥一站式固结-固化方法，包括以下步骤：

第一步，向堆场中吹填疏浚泥，此时疏浚泥为高含水量的流态泥，在疏浚泥吹填过程中，添加延迟固化剂粉末；

第二步，堆场中吹填满疏浚泥后，向堆场内插设若干排水体，排水体的顶部伸出疏浚泥表面后通过真空管道与抽真空泵连通；

第三步，启动抽真空泵，此时疏浚泥内的水分经过排水体抽取至真空管道，待真空管道内的水分减少，关闭抽真空泵，5-10天以后重新启动抽真空泵，继续对疏浚泥施行负压操作，重复若干次后，直至真空管道内未有水分排出；

第四步，重复第三步步骤，对疏浚泥进行间歇式抽真空处理，完成整个真空负压固结处理操作，2-3个月后，延迟固化剂粉末在疏浚泥内发生水化反应，形成胶结淤泥颗粒，最终达到固化效果；

作为本发明的进一步优选，前述的延迟固化剂包括固化剂本体，将可降解材料加热至熔融状态，向熔融状态的可降解材料内加入粉碎后的固化剂本体，搅拌混合，静置12小时后形成延迟固化剂，最后再将延迟固化剂粉碎，形成延迟固化剂粉末；

作为本发明的进一步优选，前述的固化剂本体选用无机固化剂或者有机固化剂或者高分子固化剂，其中无机固化剂选用水泥或者石灰；

作为本发明的进一步优选，前述的可降解材料选用聚乳酸材料制成；

作为本发明的进一步优选，前述的排水体采用秸秆捆扎形成，或者采用秸秆编织形成秸秆绳。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明在各类高含水率流态泥在吹填至堆场时就同时掺入特殊研制的延迟固化剂，可以在对疏浚泥进行真空固结处理后，延迟固化剂即时发生固化反应，将真空负压固结处理与添加固化剂进行固化处理两种技术有序融为一体；

2、本发明采用延迟固化剂，可以在不影响处理效果的前提下，降低了施工成本，简化了施工工艺。

具体实施方式

本申请旨在提供一种延迟固化剂水化反应及流态泥一站式固结-固化方法，解决了现有技术中，为了提高工作效率，在对疏浚泥进行固结处理后再将疏浚泥挖出，继续添加固化剂，导致施工成本增加的问题；具体的包括以下步骤：

第一步，向堆场中吹填疏浚泥，此时疏浚泥为高含水量的流态泥，在疏浚泥吹填过程中，添加延迟固化剂粉末；延迟固化剂粉末在自重的作用下与疏浚泥中土颗粒一起沉积，逐渐向堆场底部堆积，形成含有延迟固化剂的疏浚泥，至于添加延迟固化剂粉末的含量，根据疏浚泥中含水率的高低进行判定，若含水率较高，则掺入的延迟固化剂量越大。

第二步，堆场中吹填满疏浚泥后，向堆场内插设若干排水体，排水体的顶部伸出疏浚泥表面后通过真空管道与抽真空泵连通；这里需要说明的是，排水体的结构有多种，在优选实施例中，我们选用的是秸秆捆扎形成，或者采用秸秆编织形成秸秆绳，因为秸秆在疏浚泥内随着时间推移，可以发生自降解，更加环保，同时将废弃秸秆再利用，也实现了资源再生。

第四步，重复第三步步骤，对疏浚泥进行间歇式抽真空处理，完成整个真空负压固结处理操作，2-3个月后，此时延迟固化剂粉末在疏浚泥内发生水化反应，形成胶结淤泥颗粒，最终达到固化效果。

本申请中延迟固化剂的原理其实就是在普通的固化剂表面包裹一层可降解的材料，当其进入疏浚泥内初期并不会发生反应，待真空负压固结处理结束后，包裹在固化剂表面的可降解材料降解消失，将固化剂裸露在疏浚泥内，与疏浚泥内的水发生水化反应，从而形成胶结物，即最终实现固化效果。

延迟固化剂的制作过程为将可降解材料加热至熔融状态，向熔融状态的可降解材料内加入粉碎后的固化剂本体，搅拌混合，使得固化剂本体与可降解材料充分接触，静置12小时后形成延迟固化剂，最后再将延迟固化剂粉碎，形成延迟固化剂粉末。

固化剂本体选用无机固化剂或者有机固化剂或者高分子固化剂，其中无机固化剂可以是水泥或者石灰；可降解材料选用聚乳酸材料制成。

本申请在高含水率流态泥产生时就加入延迟固化剂，固结处理过程中淤泥含水量不断减少，待固结处理后期，疏浚泥的含水量降低到一定程度，此时延迟固化剂表面的防水薄膜降解结束，固化剂与水混合形成固化淤泥，操作简单，在不影响固结-固化效果的前提下，降低了施工成本，适合广泛推广。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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