一种废弃淤泥的处理方法
技术领域
本发明涉及一种建筑废土、河道淤泥处理领域，具体涉及一种废弃淤泥的处理方法。
背景技术
隧道淤泥、河道清淤、地下工程废弃土等土体由于含水率高、稳定性差、抗压强度低、可能还包含一些重金属超标，因此难以处理利用。因此石灰土、水泥土等由于造价低、施工简单，在一些水利工程和农业工程的淤泥处理中得到了广泛应用。但在实践中，人们发现，石灰加固早期强度低，而且强度发展缓慢；水泥加固收缩较大，易开裂，因此，土壤固化剂被广泛使用。
土壤固化剂是一种由多种无机、有机材料合成的用以固化各类土壤的新型节能环保工程材料，在外部压力作用下，土壤颗粒间距缩小，并将发生一系列的物理和化学反应来达到改善接触面特征、填充颗粒间空隙和产生新物质凝聚土壤颗粒的作用。
但是传统的土壤固化剂在耐久性方面不能满足工程的需要，存在强度低、没有很好的抗裂性、抗冻性差等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有土壤固化剂在耐久性方面不能满足工程的需要，存在强度低、没有很好的抗裂性、抗冻性差，目的在于提供一种废弃淤泥的处理方法，通过建筑废弃渣土和土壤固化剂的结合，既解决了废弃建筑破碎粉料难利用的问题，又能够提高淤泥的抗压强度，水稳定性，可以使淤泥固化，就地使用，填埋作为工程内的回填土、地基垫层。
本发明通过下述技术方案实现：
一种废弃淤泥的处理方法，包括如下步骤：1)将淤泥取出，使用格栅除去淤泥中的垃圾杂质；2)在去除垃圾的过程中，分层的向淤泥中投入一层层的建筑渣土，即以淤泥层、建筑渣土层间隔的方式铺放，静置1.5-2h，然后搅拌15-20min后再静置30min；3)在静置的过程中，通过热风机对着淤泥进行鼓吹；4)向淤泥中均匀的加入土壤固化剂，以60-70转/min的速率搅拌45-60min；其中，土壤固化剂包括如下质量分数的组分：硅酸盐水泥40-50份、生石灰10-15份、粉煤灰30-40份、短钢纤维3-4份、磷酸盐6-8份、硫酸亚铁4-7份、乙醇10-12 份、促凝剂1-2份、分散剂2-3份、表面活性剂2-3份。
本发明淤泥的处理方法，通过建筑废弃渣土和土壤固化剂的结合，既解决了废弃建筑破碎粉料难利用的问题，又能够提高淤泥的抗压强度，水稳定性，可以使淤泥固化，就地使用，填埋作为工程内的回填土、地基垫层。本发明首先在去除垃圾过程的同时完成淤泥层和建筑渣土层的间隔铺设，即使建筑渣土均匀分布的淤泥的高度方向上，静置过程中能够快速的对淤泥中的水分进行吸附，在静置完成后在进行搅拌使建筑渣土和淤泥再充分的混合，然后通过热风鼓吹，对淤泥中的水分及性能更充分的吸收，降低其中的含水率；在淤泥层通过建筑渣土进行除水后，加入土壤固化剂，从而对淤泥土壤进行固化，提高抗裂性。其中，土壤固化剂通过采用水泥、石灰、粉煤灰等多种无机材料，充分利用其中的二氧化硅、氧化铝等活性组分，能够生成水硬性胶凝材料，从而提高了土壤的胶结性能，改善了土质，短钢纤维的加入，能明显增加土壤固化剂的韧性，解决传统固化材料的易开裂问题，使土壤抗压强度大，硫酸亚铁与磷酸盐配合，能够诱导重金属吸附并沉淀，降低土壤中的生物毒性及迁移能力，经济环保；而其中乙醇属于液体，在加入到土壤固化剂中时，能够提高整个土壤固化剂与土壤混合时的均匀性，而乙醇又属于易挥发性溶液，因此在加入到土壤中后容易挥发，不会影响土壤的湿度，同时乙醇作为有机溶剂，能够提高土壤固化剂和土壤之间的结合力，提高水稳定力，从而对工程淤泥、废弃土等进行固化，使淤泥可以就地使用，填埋作为工程内的回填土、地基垫层等。
所述建筑渣土为废弃建筑的破碎粉料，对于其他用途难以利用，正好可以废物利用，而且对于粉料，吸水性更强。
淤泥层和建筑渣土层间隔铺设时的厚度比为3:1，在此厚度配比下能够使淤泥土壤的含水率达到较佳程度。
土壤固化剂包括如下质量分数的组分：硅酸盐水泥45份、生石灰12份、粉煤灰35份、短钢纤维4份、磷酸盐8份、硫酸亚铁6份、乙醇12份、促凝剂2份、分散剂3份、表面活性剂3份。
土壤固化剂的加入方法包括如下步骤：1)将淤泥分割成多个方块结构，以每个方块的中心为圆心划一个圆形的环形腔，向环形腔中加入土壤固化剂，静置30min；2)然后依次对每个方块淤泥进行搅拌，具体步骤为先将其中一个方块搅拌，然后第二个方块搅拌时连同第一个方块搅拌后的淤泥一同搅拌，重复上述步骤直至所有淤泥全部一起搅拌1h。
通过此方法能够使土壤固化剂与淤泥土壤充分的混合，从而提高土壤固化的均匀性，提高抗压强度。
土壤固化剂的混料装置包括竖直设置的混料筒，混料筒的顶部上方设有入料斗，入料斗内设有水平设置的转动杆，转动杆能够绕自身轴线转动，转动杆上沿着长度方向垂直分布有搅拌杆，混料筒的顶部呈网格结构，混料筒内部并排设有两个竖直设置的破碎辊，混料筒的底部均匀分布有出料孔，混料筒的下方设有上小下大呈圆台形的混料箱，混料箱的倾斜侧壁上沿着圆周方向依次垂直设有喷管。
本发明的混料装置，固体物料和液体物料通过不同的方式进行添加，不仅能够使固体物料与固体物料之间进行充分的混合，提高均匀性，同时通过喷洒的方式，能够提高液体物料在固体物料中的均匀分散，避免出现团聚结块的情况。本发明的混料装置在使用时，首先将需要混合的所有固体物料全部装在一个容器中，然后将所有固料从入料斗中倒入，物料在倒入过程中，转动杆通过电机驱动转动从而带动搅拌杆运动，对倒入并且向下运动的物料进行搅拌、并在运动过程中进行“捶打”分散，因此对物料在入料斗中起到一个初步的分散混合作用，物料通过入料斗之后，均匀的穿过混料筒顶部的网格结构，即均匀从混料筒顶部下落，然后在下落过程中，两个破碎辊转动对物料之间进行碾压、破碎、分散，能够进一步将固体物料进行分散混合；最后固体物料经过充分的分散混合后落入到混料箱中，与此同时，从喷管中将液体的物料以喷液的形式喷洒在下落的物料中，从而提高固料和液料混合的均匀性，提高固化剂的质量。其中，驱动转动杆或者破碎辊的驱动装置的具体结构可以采用现有结构，而喷管进行液体的喷出的具体结构也为现有技术，因此在此处并没有做详细的阐述。
搅拌杆的外壁上覆盖有三角凸起，能够进一步起到分散物料的作用；所述搅拌杆采用橡胶材料制得，具有一定的弹性，在运动过程中可以产生轻微的变形，造成端部的往复运动，更有利于对物料进行分散混合。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种废弃淤泥的处理方法，通过建筑废弃渣土和土壤固化剂的结合，既解决了废弃建筑破碎粉料难利用的问题，又能够提高淤泥的抗压强度，水稳定性，可以使淤泥固化，就地使用，填埋作为工程内的回填土、地基垫层；
2、本发明一种废弃淤泥的处理方法，通过采用水泥、石灰、粉煤灰等多种无机材料，充分利用其中的二氧化硅、氧化铝等活性组分，能够生成水硬性胶凝材料，从而提高了土壤的胶结性能，改善了土质，短钢纤维的加入，能明显增加土壤固化剂的韧性，解决传统固化材料的易开裂问题，使土壤抗压强度大；
3、本发明一种废弃淤泥的处理方法，硫酸亚铁与磷酸盐配合，能够诱导重金属吸附并沉淀，降低土壤中的生物毒性及迁移能力，经济环保；而其中乙醇属于液体，在加入到土壤固化剂中时，能够提高整个土壤固化剂与土壤混合时的均匀性，而乙醇又属于易挥发性溶液，因此在加入到土壤中后容易挥发，不会影响土壤的湿度，同时乙醇作为有机溶剂，能够提高土壤固化剂和土壤之间的结合力，提高水稳定力。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明混料装置结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-混料筒，2-入料斗，3-转动杆，4-搅拌杆，5-破碎辊，6-混料箱，7-喷管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种废弃淤泥的处理方法，包括如下步骤：1)将淤泥取出，使用格栅除去淤泥中的垃圾杂质；2)在去除垃圾的过程中，分层的向淤泥中投入一层层的建筑渣土，即以淤泥层、建筑渣土层间隔的方式铺放，静置1.5-2h，然后搅拌15-20min后再静置30min；3)在静置的过程中，通过热风机对着淤泥进行鼓吹；4)向淤泥中均匀的加入土壤固化剂，以60-70转/min的速率搅拌45-60min；其中，土壤固化剂包括如下质量分数的组分：硅酸盐水泥45份、生石灰 12份、粉煤灰35份、短钢纤维4份、磷酸盐8份、硫酸亚铁6份、乙醇12份、促凝剂2份、分散剂3份、表面活性剂3份。
本发明淤泥的处理方法，通过建筑废弃渣土和土壤固化剂的结合，既解决了废弃建筑破碎粉料难利用的问题，又能够提高淤泥的抗压强度，水稳定性，可以使淤泥固化，就地使用，填埋作为工程内的回填土、地基垫层。本发明首先在去除垃圾过程的同时完成淤泥层和建筑渣土层的间隔铺设，即使建筑渣土均匀分布的淤泥的高度方向上，静置过程中能够快速的对淤泥中的水分进行吸附，在静置完成后在进行搅拌使建筑渣土和淤泥再充分的混合，然后通过热风鼓吹，对淤泥中的水分及性能更充分的吸收，降低其中的含水率；在淤泥层通过建筑渣土进行除水后，加入土壤固化剂，从而对淤泥土壤进行固化，提高抗裂性。其中，土壤固化剂通过采用水泥、石灰、粉煤灰等多种无机材料，充分利用其中的二氧化硅、氧化铝等活性组分，能够生成水硬性胶凝材料，从而提高了土壤的胶结性能，改善了土质，短钢纤维的加入，能明显增加土壤固化剂的韧性，解决传统固化材料的易开裂问题，使土壤抗压强度大，硫酸亚铁与磷酸盐配合，能够诱导重金属吸附并沉淀，降低土壤中的生物毒性及迁移能力，经济环保；而其中乙醇属于液体，在加入到土壤固化剂中时，能够提高整个土壤固化剂与土壤混合时的均匀性，而乙醇又属于易挥发性溶液，因此在加入到土壤中后容易挥发，不会影响土壤的湿度，同时乙醇作为有机溶剂，能够提高土壤固化剂和土壤之间的结合力，提高水稳定力，从而对工程淤泥、废弃土等进行固化，使淤泥可以就地使用，填埋作为工程内的回填土、地基垫层等。
所述建筑渣土为废弃建筑的破碎粉料，对于其他用途难以利用，正好可以废物利用，而且对于粉料，吸水性更强。
淤泥层和建筑渣土层间隔铺设时的厚度比为3:1，在此厚度配比下能够使淤泥土壤的含水率达到较佳程度。
土壤固化剂的加入方法包括如下步骤：1)将淤泥分割成多个方块结构，以每个方块的中心为圆心划一个圆形的环形腔，向环形腔中加入土壤固化剂，静置30min；2)然后依次对每个方块淤泥进行搅拌，具体步骤为先将其中一个方块搅拌，然后第二个方块搅拌时连同第一个方块搅拌后的淤泥一同搅拌，重复上述步骤直至所有淤泥全部一起搅拌1h。
通过此方法能够使土壤固化剂与淤泥土壤充分的混合，从而提高土壤固化的均匀性，提高抗压强度。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，土壤固化剂包括如下质量分数的组分：硅酸盐水泥40 份、生石灰10份、粉煤灰30-份、短钢纤维3份、磷酸盐6份、硫酸亚铁4份、乙醇10份、促凝剂1份、分散剂2份、表面活性剂2份。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，土壤固化剂包括如下质量分数的组分：硅酸盐水泥50 份、生石灰15份、粉煤灰40份、短钢纤维4份、磷酸盐8份、硫酸亚铁7份、乙醇12份、促凝剂2份、分散剂3份、表面活性剂3份。
对照例1
采用普通硅酸盐水泥32.5作为固化剂，普通硅酸盐水泥32.5是目前国内常用的一种施工材料。
实验测试
为了说明本发明土壤固化剂的功效，将上述实施例1-3中制备的固化剂以及对照例1中的固化剂进行土壤加固，即将固化剂与土壤按照一定比例放入机器中搅拌均匀后，制成 40mm*40mm*160mm的试件，放入标准养护箱中养护到相应的龄期，取出后晾干进行性能检测并对加固土进行7天无侧限抗压强度的测定，结果如下表1所示。
从表1中可以看出采用本发明配方土壤固化剂进行固化后的土壤，在初期很短的时间便具有良好的抗压强度，且随着时间的增长，土壤的抗压强度还在逐渐增加；而从吸水率来说，本发明固化后的土壤吸水率低，7天与28天的吸水率相差不大，水稳定性好。
综合所述，本发明提供的土壤固化剂能够增加土壤内部的结合力、密实度和强度，同时消除了土壤间隙，使土壤具有早期强度、水稳定性较高及长期持续增加的特点；同时加入表面活性剂能有效降低水的表面张力。与传统的固化材料相比，其具有骨戒速度快、前期和后期强度高、施工方便、造价低等优点，可广泛应用。
实施例4
一种土壤固化剂的混料装置，包括竖直设置的混料筒1，混料筒1的顶部上方设有入料斗2，入料斗2内设有水平设置的转动杆3，转动杆3能够绕自身轴线转动，转动杆3上沿着长度方向垂直分布有搅拌杆4，混料筒1的顶部呈网格结构，混料筒1内部并排设有两个竖直设置的破碎辊5，混料筒1的底部均匀分布有出料孔，混料筒1的下方设有上小下大呈圆台形的混料箱6，混料箱6的倾斜侧壁上沿着圆周方向依次垂直设有喷管7。
本发明的混料装置，固体物料和液体物料通过不同的方式进行添加，不仅能够使固体物料与固体物料之间进行充分的混合，提高均匀性，同时通过喷洒的方式，能够提高液体物料在固体物料中的均匀分散，避免出现团聚结块的情况。本发明的混料装置在使用时，首先将需要混合的所有固体物料全部装在一个容器中，然后将所有固料从入料斗中倒入，物料在倒入过程中，转动杆通过电机驱动转动从而带动搅拌杆运动，对倒入并且向下运动的物料进行搅拌、并在运动过程中进行“捶打”分散，因此对物料在入料斗中起到一个初步的分散混合作用，物料通过入料斗之后，均匀的穿过混料筒顶部的网格结构，即均匀从混料筒顶部下落，然后在下落过程中，两个破碎辊转动对物料之间进行碾压、破碎、分散，能够进一步将固体物料进行分散混合；最后固体物料经过充分的分散混合后落入到混料箱中，与此同时，从喷管中将液体的物料以喷液的形式喷洒在下落的物料中，从而提高固料和液料混合的均匀性，提高固化剂的质量。其中，驱动转动杆或者破碎辊的驱动装置的具体结构可以采用现有结构，而喷管进行液体的喷出的具体结构也为现有技术，因此在此处并没有做详细的阐述。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
