一种以淤泥为基料的流态固化土及其制备方法

本发明涉及固化土领域，具体涉及一种以淤泥为基料的流态固化土及其制备方法。

背景技术：

1、城市综合管廊、管网以及地下空间是现代城市基础设施的重要组成部分，其开挖与回填工作的质量直接影响到整个城市的安全和运行效率。在回填的过程中，对于城市管网建设和一些狭窄管廊建设，回填有着难以压实的问题。在这种特殊工况下，难以使用机械压实会导致回填材料密实度不足。进一步的，可能会导致后期出现地面下沉、回填土变形或管道受到压力变形。回填材料与原土或管道之间的界面不紧密，可能会导致水分和其他液体侵入，产生腐蚀或冻胀效应等问题。使用具有良好流动性的流动化固化土作为回填材料被认为是解决这些问题的潜在方式。

2、而传统流动化固化土，需要添加大量的水以增加其流动性，但是在后期则需要添加大量的固化剂使得回填强度符合施工标准，这增加了施工成本。

3、另一方面，河湖库淤积治理以及城市建设的其他工程活动产生的大量淤泥需要得到妥善处理。含水量较大的淤泥，是一种潜在的可用于制备流动化固化土的材料。然而，虽然淤泥在某些固化处理后能够达到一定的强度，但因其缺乏流动性，使得其在回填施工中的应用受到限制。

4、因此，如何充分利用淤泥并解决其流动性问题，成为了当前研究的热点和挑战。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种以淤泥为基料的流态固化土，以解决淤泥固化处理后缺乏流动性的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种以淤泥为基料的流态固化土，包括均匀混合的淤泥和定时微气泡发生材料，定时微气泡发生材料可产生微气泡，并在设定时间内微气泡消失。

3、优选的，作为一种改进，所述定时微气泡发生材料为胶质蛋白固化剂，胶质蛋白固化剂包括胶质蛋白、水泥、粉煤灰和石膏。

4、优选的，作为一种改进，所述胶质蛋白固化剂中按质量份数比包括水泥20-50份、粉煤灰20-40份、石膏10-25份、胶质蛋白1-10份。

5、优选的，作为一种改进，淤泥的质量份数为80-95份，胶质蛋白固化剂的质量份数为2-6份。

6、优选的，作为一种改进，淤泥含水率为50％-60％。

7、本发明还提供一种以淤泥为基料的流态固化土的制备方法，用于制备一种以淤泥为基料的流态固化土，包括将胶质蛋白固化剂与水混合，搅拌5min以上产生微气泡，然后加入淤泥中进行搅拌混合5min以上，混合后形成具有时效性流动性的流动化固化土。

8、优选的，作为一种改进，胶质蛋白固化剂与水按照1:1.5的质量比进行混合。

9、优选的，作为一种改进，胶质蛋白固化剂与水混合搅拌的搅拌速度为2500r/min。

10、优选的，作为一种改进，胶质蛋白固化剂与水混合搅拌至微气泡含量5％以上。

11、本发明的原理是：利用河湖库清淤、基坑开挖、管涵疏浚产生的淤泥为基料，制备具有定时流动性的流动化固化土的方法，用于城市综合管廊、管网以及地下空间的回填工作。该流动化固化土通过特殊配方产生施工过程中的流动性，不但解决了一般流动化土为了产生流动性而需要添加较多水，而适度的水灰比又要使用较多固化材料的问题，还能效地利用了大量淤泥废弃物，实现了资源的循环利用，旨在降低施工难度，并对环境友好。

12、首先，本发明能够在固化的同时产生流动性的固化材料，流动性具有一定的时效，可通过对微气泡产生量的控制设定固化土具有流动性的时间长短。在固化材料中通过添加一定量的含胶质蛋白成分，可以在混合制作时产生定时性的微气泡，使得淤泥固化土产生一定的流动性，能够达到浇筑施工的工艺要求。而这种流动性在设定的时间内会随着微气泡的消散而逐渐减少，流动化固化土随之固化产生所需的强度。值得注意的是，微气泡的消散并不影响最终的强度。

13、本发明的关键在于，流动性的时间与微气泡留存的时间密切相关，而流动性与微气泡的数量有关，微气泡的多少又与搅拌时间和胶质蛋白在胶质蛋白固化剂中的添加量有关。因此，通过调节胶质蛋白固化剂的含量和搅拌时间，可以准确控制流动化固化土的流动性和流动性保持的时间，为实际施工提供了极大的便利。

14、总的来说，本发明提供了一种经济、环保并且具有优良流动性的流动化固化土及其制备方法，满足了城市综合管廊、管网以及地下空间开挖回填的需求，为未来的城市建设提供了新的解决方案。

15、本发明技术方案实际应用的优点还包括：

16、1.施工便利

17、由于胶质蛋白固化剂的引入，流动化固化土制备过程中通过搅拌和胶质蛋白的作用产生的大量微小气泡均匀分散，这大大降低了其密度和粘度，使得流动化固化土更易于浇筑和施工。通过引入胶质蛋白以增强流动化固化土流动性后，施工过程中无需添加过多的水来调整流动化固化土的流动性，这大大减少了水分的使用量和施工难度。除此之外，胶质蛋白固化剂的引入使得也能增强流动化固化土的连续流动性，流动化固化土中的微气泡形成连续的空气通道，有助于土体内部的空气和水分迅速流动，使得流动化固化土可以连续、均匀地流动，减少了施工中的停顿和延误。

18、2.强度保持

19、与传统流动化固化土相比，本发明通过在胶质蛋白固化剂中引入胶质蛋白，在搅拌过程中产生微气泡以优化流动性，从而在确保固化材料本身的结构强度不受影响的同时，实现了其出色的流动特性。在添加了胶质蛋白固化剂并进行强制搅拌形成微小气泡之后，流动化固化土可以方便地进行浇筑。随着时间的推移，这些气泡逐渐消散，流动化固化土随后固化，从而达到预期的强度。

20、3.流动性可控

21、通过调节胶质蛋白固化剂中胶质蛋白的添加量和搅拌时间，可以准确控制流动化固化土的流动性和流动性保持的时间。这为施工过程中的流动性需求提供了极大的灵活性。胶质蛋白固化剂的引入改变了流动化固化土的流变性质，使其流动性从塑性或粘性材料变为类似于液体的流态材料，而这种流变性的变化是可控的，有利于满足不同施工环境的需求。

22、本发明还提供一种胶质蛋白固化剂，按质量份数比包括水泥20-50份、粉煤灰20-40份、石膏10-25份、胶质蛋白1-10份。

23、胶质蛋白固化剂经过搅拌可以产生稳定的泡沫，这些泡沫具有较长的稳定时间，有助于在材料固化过程中保持良好的孔隙结构。通过控制胶质蛋白固化剂的配比和加工工艺，可以精确控制材料的流变性，满足不同施工工艺的需求。天然来源的胶质蛋白发泡剂相较于某些化学合成发泡剂更为安全，对操作人员和最终用户的健康风险较低。

技术特征：

1.一种以淤泥为基料的流态固化土，其特征在于：包括均匀混合的淤泥和定时微气泡发生材料，定时微气泡发生材料可产生微气泡，并在设定时间内微气泡消失。

2.根据权利要求1所述的一种以淤泥为基料的流态固化土，其特征在于：所述定时微气泡发生材料为胶质蛋白固化剂，胶质蛋白固化剂包括胶质蛋白、水泥、粉煤灰和石膏。

3.根据权利要求2所述的一种以淤泥为基料的流态固化土，其特征在于：所述胶质蛋白固化剂中按质量份数比包括水泥20-50份、粉煤灰20-40份、石膏10-25份、胶质蛋白1-10份。

4.根据权利要求3所述的一种以淤泥为基料的流态固化土，其特征在于：淤泥的质量份数为80-98份，胶质蛋白固化剂的质量份数为2-6份。

5.根据权利要求4所述的一种以淤泥为基料的流态固化土，其特征在于：淤泥含水率为50％-60％。

6.一种以淤泥为基料的流态固化土的制备方法，其特征在于：用于制备如权利要求1-5任一所述的一种以淤泥为基料的流态固化土，包括将胶质蛋白固化剂与水混合，搅拌5min以上产生微气泡，然后加入淤泥中进行搅拌混合5min以上，混合后形成具有时效性流动性的流动化固化土。

7.根据权利要求6所述的一种以淤泥为基料的流态固化土的制备方法，其特征在于：胶质蛋白固化剂与水按照1:1.5的质量比进行混合。

8.根据权利要求7所述的一种以淤泥为基料的流态固化土的制备方法，其特征在于：胶质蛋白固化剂与水混合搅拌的搅拌速度为2500r/min。

9.根据权利要求8所述的一种以淤泥为基料的流态固化土的制备方法，其特征在于：胶质蛋白固化剂与水混合搅拌至微气泡含量5％以上。

10.一种胶质蛋白固化剂，其特征在于：按质量份数比包括水泥20-50份、粉煤灰20-40份、石膏10-25份、胶质蛋白1-10份。

技术总结本发明涉及固化土领域，公开了一种以淤泥为基料的流态固化土及其制备方法，通过在固化材料中通过添加一定量的含胶质蛋白成分，可以在混合制作时产生定时性的微气泡，使得淤泥固化土产生一定的流动性，能够达到浇筑施工的工艺要求。本发明提供了一种经济、环保并且具有优良流动性的流动化固化土，满足了城市综合管廊、管网以及地下空间开挖回填的需求，为未来的城市建设提供了新的解决方案。技术研发人员：朱伟,李国瑞,朱瑜星,王璐,侯豪,刘环,孟立夫,王心怡,杨帆,谈正伟,季浪受保护的技术使用者：河海大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2