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1、10申请公布号CN102060428A43申请公布日20110518CN102060428ACN102060428A21申请号201010546292022申请日20101115C02F11/14200601C04B28/0820060171申请人广州市水电建设工程有限公司地址510600广东省广州市越秀区寺右南路19号72发明人谢国华杜河清闫晓满冯少龙74专利代理机构广州致信伟盛知识产权代理有限公司44253代理人郭晓桂54发明名称一种淤泥固化剂及其制备方法57摘要本发明公开了一种淤泥固化剂及其制备方法，能够节省固化剂用量的同时实现连续操作。所述的淤泥固化剂，其组分包括515的电炉钢渣EFS。
2、S；515的高炉矿渣OPCC；机械化学活化矿渣微粉GBFS的含量为2045；2545的半干法烟气脱硫技术脱硫渣FGDS；活化剂ACTIVATOR的含量为416。其制备方法的步骤包括1将组分混合后在加热炉中干燥36小时；2转入研磨机中碾磨，所述的研磨机中设有返混装置，并利用返混装置将部分固化剂送回入料口处并与新加组分混合。其所述的固化剂可用于修筑道路基层土或作为河涌、湖泊、水渠疏浚清淤所产生的淤泥固化制备土建材料。其优点在于，固化效果好并有利于环保；节省用量的同时能够实现连续操作。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页CN102060433A1/1。
3、页21一种淤泥固化剂，其组分包括电炉钢渣EFSS515高炉矿渣OPCC515机械化学活化矿渣微粉GBFS2045半干法烟气脱硫技术脱硫渣FGDS2545活化剂416。2根据权利要求1所述淤泥固化剂，其特征在于所述的活化剂为硫酸盐或亚硫酸盐活化剂。3根据权利要求1所述淤泥固化剂，其特征在于组分中还包括石膏，所述的石膏为生石膏或无水石膏。4根据权利要求2所述淤泥固化剂，其特征在于所述的硫酸盐为硫酸钠、硫酸镁或硫酸铝。5根据权利要求2所述淤泥固化剂，其特征在于所述的亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸镁或亚硫酸铝。6根据权利要求1所述淤泥固化剂，其特征在于所述的炉渣为提炼铬铁、锰铁或磷铁所产生的废弃物。7一种。
4、淤泥固化剂的制备方法，其步骤包括1将组分混合后在加热炉中干燥36小时；2转入研磨机中碾磨，所述的研磨机中设有返混装置，并利用返混装置将部分固化剂送回入料口处并与新加组分混合。8权利要求1所述的淤泥固化剂作为修筑道路基层土的固化剂的应用。9权利要求1所述的淤泥固化剂作为河涌、湖泊、水渠疏浚清淤所产生的淤泥固化制备土建材料的应用。权利要求书CN102060428ACN102060433A1/7页3一种淤泥固化剂及其制备方法技术领域0001本发明涉及一种固化剂，特别是一种可以用于固化淤泥的固化剂；本发明还涉及一种淤泥固化剂的制备方法。背景技术0002淤泥是由非常细小的微粒构成的冲积性土地资源，包含有。
5、细小的沙石微粒，淤泥微粒及重量不超过10的粘土微粒。由于淤泥微粒粘性弱和活性低，通常情况下不适合用于建设高速公路。因此，要稳定这种淤泥必须加入沙石添加剂。水泥，石灰，粉尘，有机聚合物及混合物一直作为稳定剂被广泛使用。当添加稳定剂入沙石后会产生一系列的化学反应如凝硬反应，离子交换，絮凝，碳酸化作用，结晶化及分裂反应。这些反应增强了微粒之间的连接力并填充微粒间的空隙，可改善土壤的工程属性如强度及坚硬度。0003中国专利2008102367132公开了一种淤泥固化剂，所述的淤泥固化剂由矿渣、水泥熟料、石灰、石膏和其他复合剂组成，其优点在于，水泥中分解的产物能保证体系的稳定，其固化颗粒与淤泥土颗粒可互。
6、相填充，形成最紧密的堆积结构，使土壤层体系形成紧密的堆积结构，其固化剂颗粒与淤泥土颗粒可相互填充，形成最紧密的堆积结构，使土壤固化体系形成不同层次的自紧密体系，性能高于直接采用常规水泥和其他水泥基固化材料。但其不足之处在于，需要采用水泥熟料作为固化剂的原料，容易造成污染，且不经济。发明内容0004本发明所要解决的技术问题是提供一种淤泥固化剂，能够方便、快速的固化淤泥。0005本发明还提供一种淤泥固化剂的制备方法，能够节省固化剂用量的同时实现连续操作。0006本发明所述的淤泥固化剂，其组分包括0007电炉钢渣EFSS5150008高炉矿渣OPCC5150009机械化学活化矿渣微粉GBFS2045。
7、0010半干法烟气脱硫技术脱硫渣FGDS25450011活化剂ACTIVATOR416。0012另外，其淤泥固化剂中所用的活化剂为硫酸盐或亚硫酸盐活化剂，所述的硫酸盐为硫酸钠、硫酸镁或硫酸铝，所述的亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸镁或亚硫酸铝；其组分中还包括石膏，所述的石膏为生石膏或无水石膏。0013一种淤泥固化剂的制备方法，其步骤包括1将组分混合后在烘干炉中干燥36小时；2转入研磨机中碾磨，所述的研磨机中设有返混装置，并利用返混装置将部分固化剂送回入料口处并与新加组分混合。0014所述的淤泥固化剂可作为修筑道路基层土的固化剂的应用，亦可用于河涌、湖泊、水渠疏浚清淤所产生的淤泥固化制备土建材料。说明。
8、书CN102060428ACN102060433A2/7页40015本发明所述原料中的矿渣、钢渣根据来源也有很多种，如提炼铬铁、锰铁、磷铁后剩余的炉渣，其中，高炉矿渣OPCC为高炉炼铁后剩余的残料，机械化学活化微粉GBFS为高炉矿渣经过粉碎磨细后的东西；半干法烟气脱硫技术脱硫渣FGDS为电厂烟气脱硫产生的灰渣，主要成分是硫酸钙和亚硫酸钙，其初始加入物为含硫烟气和脱硫剂，脱硫剂一般为石灰粉、镁粉、氨水或者其他可以用来中和二氧化硫的化学物质，主要起到废物利用的目的；钢渣的性质和来源亦有多种，主要包括热泼渣、热焖渣、冷弃渣、风淬渣等，石膏的加入主要是处理淤泥中有机质含量所带来的消极因素，其也具有吸收。
9、水分的作用；活化剂主要起到碱性激发的作用。0016本发明所述的淤泥固化剂，其优点如下00171采用高炉矿渣、电炉钢渣、石膏等作为固化剂的基本材料，再配以化学激发剂而制成不含水泥的固化剂，能够克服采用水泥作为基础材料所带来的固化效果差、适应性不强的缺点；00182采用炼钢、炼铁的废弃物作为原料，能够实现废物利用、减少工程中产生的淤泥废弃处置对周围环境的污染并有利于环保；00193将河涌、湖泊中产生的淤泥处理为土建材料，能够达到资源再生利用的优点并且价格便宜。00204根据工业固体废物的可以被活化的凝硬特性，在固化及稳定项目中根据这种特质备制新型胶凝材料可以部分或完全取代传统的胶凝材料如水泥，石灰。
10、。00215采用返混装置，可将部分固化剂重新送至入料口，然后加入固化剂组分，这样可使其混合均匀的同时节省用料。具体实施方式0022一种淤泥固化剂，固化剂的原材料按如下重量份数，矿渣微粉GBFS，电炉钢渣EFSS，半干法烟气脱硫技术脱硫渣FGDS，亚硫酸盐或硫酸盐活化碱性矿渣微粉，石膏为二水石膏。根据试验室及现场测试，利用工业固体废物制备新型材料并用于固化淤泥的效果结论如下00231利用半干法烟气脱硫技术脱硫渣FGDS，矿渣微粉GBFS，电炉钢渣EFSS，高炉矿渣OPCC和半干法烟气脱硫技术脱硫渣FGDS备制胶凝材料是可行的。35的EFSS，34GBFS，10OPCC和10的石膏可混合磨碎配制胶。
11、凝材料并可作为沙石淤泥固化合稳定剂。00242制备胶凝材料的硬化机制有两要点亚硫酸盐或硫酸盐活化碱性矿渣微粉；水泥矿渣水合过程的制造的水合产品。00253经淤泥固化剂稳定及固化的淤泥沙石，其强度和坚硬度均符合路基路面的要求。0026实施例10027放置FGDS及EFSS材料于微波炉105烘干一晚并于瓷球磨机用氧化铝碾磨使其表面积达350M2/KG，磨碎样品如水泥矿渣、石灰、矿渣微粉、高炉矿渣并把反应所需添加剂放入球磨机中制成最终产品，制成品的细度，反应过程添加剂的剂量根据想得到最终胶凝材料的不同而有所变化，其成分具体如表1所示。0028实施例2说明书CN102060428ACN10206043。
12、3A3/7页50029按照表1所述组分加入并混合，其余与实施例一相同。0030实施例30031按照表1所述组分加入并混合，其余与实施例一相同。0032实施例40033按照表1所述组分加入并混合，其余与实施例一相同。0034实施例50035按照表1所述组分加入并混合，其余与实施例一相同。0036实施例60037按照表1所述组分加入并混合，其余与实施例一相同。0038实施例70039按照表1所述组分加入并混合，其余与实施例一相同。0040实施例80041按照表1所述组分加入并混合，其余与实施例一相同。0042表1配制胶凝材料混合物成份004300440045利用制备的淤泥固化剂对淤泥进行固化，并测。
13、定固化后的淤泥，其试验结果评价如下004616种胶凝材料的正常浓度需水量，稳固性及设定时间结果显示在表2。得出结论为实施1，2，4，5，6，7和8通过了稳固性测试，这些样本的设定时间测得如下。说明书CN102060428ACN102060433A4/7页60047表2正常浓度需水量、稳固性及设定时间00480049对表3所列制备淤泥固化剂材料的灰浆及浆糊样本的压缩强度数据。其结果表明，压缩强度随着熟化时增加而增加。灰浆样本的压缩强度随着两个半干法烟气脱硫技术脱硫渣FGDS含量的增加而减少。另外，这些样本在熟化3天后出现严重的裂痕。表4中28天实施例1，2，4，5，6，7，8的强度大于25MPA。
14、。剩下的样本在不同的时期均无显示强度，这与表TABLE3胶凝材料稳固性结果一致。通过成分比较，结论如下硬石膏和石膏在任何熟化时间对DA灰浆样本均产生活化作用。尽管强度随着GBFS含量的增加而增加现象不明显。选择实施例1，2，4，5，6备制浆糊样本。浆糊样本的压缩强度的发展规律与灰浆样本一致。所有浆糊样本的强度符合大于325MPA的要求。表3显示结论为尽管随着熟化时间的推进而增加，初期固化剂的水合比率由于较低的强度低于OPCC浆糊样本。初期可确定实施例4符合通过活化矿渣及石膏备制而成的胶凝材料的要求。为了降低成本，用矿渣及石膏取代表表3所列的活化剂以加速水合过程。0050表3灰浆及浆糊样本的压缩。
15、强度0051说明书CN102060428ACN102060433A5/7页70052对淤泥固化剂进行水合作用评估，测试表明，本发明所述的固化剂在水合作用初期反应缓慢，其早期强度不高，这是由于DA剂来自碱性矿渣FGDS的亚硫酸盐和硫酸盐的活化作用，FGDS的主要成分为亚硫酸盐，亚硫酸盐和铝酸盐之间的反应慢于硫酸盐。0053无侧限压缩强度是试样在无侧向压力条件下，抵抗轴向压力的极限强度，显示的是固化剂添加剂及在不同成熟期内样本无侧限压缩强度之间的联系。在每一个项目中，无侧限压缩强度随着时间增加。在28天内增加的速度高于60天。但越过成熟期后增长缓慢。这主要是因为稳定剂的水合作用在前28天内结束同时。
16、形成样本的黏度。但是样本可从外部环境中吸收水分，因此60天后黏度轻微增加。且高于其他几种固化剂的压缩强度。0054加州承载比CBR值广泛应用于设计地基及建设路面，其表述为测量材料局部载压变形的能力，为了确定本地沙石的CBR，在自然无添加胶凝材料条件下测试路基样本。CBR结果如表4所示，CBR值取决于混合物中胶凝材料含量和水含量，WOPT为最佳含水率，测试结果显示未经处理沙石的CBR值低于3。往沙石添加3和5石灰后，CBR值改善为339和392最佳含水量，可知沙石状况从低劣改善到优质的路基沙石CBR8。当3和5淤泥固化剂添加到沙石中时，CBR值改善到563和955；并且经过测算得知，当添加实施例。
17、4的固化剂到未经处理的沙石中，固化7天后的CBR值为130KPA，固化28天后的CBR值为190KPA，沙石的强度足以代替更高承载量路基/地基的沙石材料，甚至比优质路基沙石更优质。0055表4CBR测试结果0056说明书CN102060428ACN102060433A6/7页80057为了评估淤泥固化剂的现场效果，进行了四个现场测试，如表5所示。测试依据高速公路公路工程路基现场测试方法JTJ05995进行。试验截面为武汉新城项目3800米长6米宽的范围。本工程所指的沙石经分类为淤泥沙石。本截面的压缩强度一直较弱及有下陷。试验地基厚度为50厘米，分为三层进行处理。第一层地面下5035厘米，添加9。
18、的实施例二所述固化剂，要求在7天内夯实密度及强度分别恢复到80和03MPA；第二层地面下3518厘米，添加7的实施例二所述固化剂，要求7天内夯实密度及强度分别恢复到90和15MPA；添加5的实施例二所述固化剂到第三层，要求恢复到95的夯实密度。因此，图6显示出试验界面的最大干容量，最佳水含量，回弹模量及偏差。得出结论为淤泥固化剂稳定后的沙石完全达到路基的强度和坚固度要求。0058表5现场测试00590060另外，我们还对现有技术制备的固化剂的性能作了相应的测试。0061专利号ZL2006100834244公开了一种淤泥固化方法，在采用该淤泥固化剂进行道路修筑的淤泥路基处理时，直接掺加8左右的粉。
19、剂和01左右的液剂可使得基土强度达到21MPA，高于国内淤泥地基承载要求的008025MPA。0062专利号ZL031133738公开的固化材料包括水泥、粉煤灰、石膏，利用此配方在每立方米中加入90KG固化材料，固化7天后无侧限抗压强度可以达到110KPA，28天无侧限抗压强度可以达到170KPA，固化淤泥的透水系数小于105CM/S。0063专利号为2008102367132公开了一种淤泥固化剂，包括矿渣、水泥熟料、石灰、石说明书CN102060428ACN102060433A7/7页9膏和激发剂，放置714天后，其无侧限抗压强度达到路面效果。0064总的来说，本发明所述的固化剂为通过球磨机。
20、利用多种工业固体废物及活性剂备制，相比较现有技术有较大提高。众所周知，磨碎方式可改善矿渣微粒GBFS和电炉钢渣EFSS的反应性。粉碎半干法烟气脱硫技术脱硫渣FGDS可增强微粒的细度，增加总表面积并提供亚硫酸盐或硫酸盐。0065本发明所述的淤泥固化剂，就地取材，降低了工程造价；防渗效果好，固化土可承受一定的压力，具有一定的耐久性，经水浸泡不发生泥化，其主要原材料均为无机物，无毒、无害、无污染，对动物和植物都是安全的，同时具有除臭去味，杀毒消菌，净化水质等多种优点，其成本低廉、原料供应充足、生产工艺简便易行，能有效固化河道淤泥、沙土、尾矿等土壤，可广泛应用于填土、筑堤等工程领域。0066以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，但本发明并非局限在实施例范围。说明书CN102060428A。