本發明涉及河流底泥處理，具體涉及一種河流底泥的固化處理方法。
背景技術：
自前，我國諸多河流開始面臨著底泥疏潑清淤以進行整治方面的問題。河流疏浚挖出的底泥的一個特點是含水率高、存在不同程度的污染物，如不進行妥善處理處置，很有可能帶來二次污染。由此，必須妥善解決好大量疏潑底泥的出路問題。
目前河底污泥的常規處置方式主要有堆放，洼地回填、土地改良以及海洋棄置等。但是上述各種處置方法都存在占地過大、處置過程麻煩、運輸成本高、以及可能帶來二次污染等方面的閏題。
為處置大量河流污泥，目前還有一種將污泥固化成塊的處理方法，固化處理后的固化塊可以當做建筑材料使用，污泥固化后可以避免二次污染還可以做到廢物回收利用。
目前的技術條件下，河底底泥固化后，固化塊存在以下缺點，導致固化塊在建筑領域的應用不是十分廣泛。
(1)固化塊的抗壓強度不足，只有10兆帕左右，只能用在低強度需求的建筑領域；
(2)固化塊的比重較大，用在建筑物上，使得建筑的承重負荷較大；
(3)固化塊質地較脆，塑韌性不足，固化塊抗剪切以及撓曲的能力較差。
(4)養護周期達到30天左右，養護時間太長。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種河流底泥的固化處理方法，為了解決上述問題，本發明的具體方案如下：一種河流底泥的處理方法，包括以下步驟：
(1)取未經脫水處理的含水率為90％～98％的河流底泥，河流底泥含水率不足90％的加水補足，以河流底泥的重量為基準，向底泥中加入2％～6％的燃煤爐渣、1％～3％的生石灰、1％～3％的石膏、0.3％～0.5％的聚丙烯纖維，均勻混合后形成底泥混合物；
(2)以步驟(1)制成的底泥混合物的重量為基準，加入2％～6％的建筑垃圾中的磚塊混凝土碎屑、加入8％～10％的水泥、加入水泥發泡劑0.3％～0.5％，均勻混合，形成固化前體；
(3)將固化前體以5mm～30mm的厚度平鋪在通風的避雨棚中，使用覆蓋物覆蓋養護，養護溫度在0攝氏度以上；養護期前3天避免固化塊與水分接觸；養護3天后，在覆蓋物上淋水，使覆蓋物始終處于潤濕狀態15天，經過15天濕潤養護后，即可使得河流底泥徹底固化。
優選的，上述的步驟(2)中的磚塊混凝土碎屑的粒徑控制在3～8毫米。
優選的，上述的水泥采用堿性水泥；所述的水泥發泡劑內含重量百分比為25％的硫代硫酸鈉，重量百分比為57％的十二烷基硫酸鈉，以及重量百分比為18％的鋁粉；所述的鋁粉的顆粒細度超過800目。
本發明中，燃煤爐渣含有大量的二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化三鐵，但硅酸二鈣、硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量較少，在有生石灰和水分的條件下，石灰首先與水發生反應，生成氫氧化鈣；在氫氧化鈣為堿性，在堿激發作用和鈣離子反極化作用下，燃煤爐渣溶出活性二氧化硅和活性三氧化二鋁，氫氧化鈣再與溶出的活性二氧化硅和潔性三氧化二鋁發生反應，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣。由于有水化鋁酸鈣生成，當主自入一定量石膏時，水化鋁酸鈣會與石膏反應生成水化硫鋁酸鈣。這樣底泥的固化就會初步完成；固化塊中添如2％～6％的磚塊混凝土碎屑為支撐材料為骨架，聚丙烯纖維為補強材料，水泥為膠凝材料，使得固化塊的抗壓強度大大提高，固化塊的抗壓強度可達20～30mpa。
使用中，在固化塊出現裂縫破壞時，由于聚丙烯纖維的存在，延緩了固化塊中裂縫的進一步發展，因此固化塊所能承受的軸向壓能力不會出現驟減的現象，聚丙烯纖維的存在使得固化塊呈現抗剪切以及抗撓曲破壞的韌性。聚丙烯纖維所承擔的拉應力主要取決于纖維與固化塊內部顆粒之間的摩擦力以及固化結構對纖維的錨固力。因此，需要將磚塊混凝土碎屑的粒徑控制在3～8毫米，以增加磚塊混凝土碎屑與聚丙烯纖維的接觸面積來增加摩擦力。磚塊混凝土碎屑的粒徑還起到支撐骨架的作用，因此粒度也不能過細，過細則支撐力不足，粒徑控制在3～8毫米是一個合適的粒度范圍。
發泡劑的存在，使得固化塊內充滿氣泡，固化塊內呈現多孔狀，孔經大小范圍在0.5～2.0mm之間，分布比較均勻，孔經之間互不貫通。有硬化礦質狀隔膜隔斷，形成了一種類的蜂窩狀的多孔穩定結構，因而抗壓強度得以進一步提高。優選方案中采用堿性水泥，并采用硫代硫酸鈉補充堿性，使用十二烷基硫酸鈉作為表面活性劑，鋁粉在堿性條件下反應生成氫氣形成氣泡；反應的速度依靠鋁粉的細度來控制，顆粒細度超過800目即可取得適合的發泡反應速度。
綜上，本發明的優點有以下幾點：
(1)提高了固化塊的抗壓強度，使得固化塊的應用范圍變得更廣；
(2)使得固化塊的韌性大大增強，固化塊抗剪切以及撓曲性能大大增強；
(3)固化塊內富含氣泡，使得固化塊的比重大大減小，使用時不會過多增加建筑物的承重負荷，而且帶有氣泡的固化塊還具有良好的保溫隔熱效果。
(4)養護時間在18天，養護時間短。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本專利的技術方案以及技術優點作進一步詳細地說明。
實施例1：
一種河流底泥的處理方法，包括以下步驟：
(1)取未經脫水處理的含水率為90％～98％的河流底泥，河流底泥含水率不足90％的加水補足，以河流底泥的重量為基準，向底泥中加入2％的燃煤爐渣、1％的生石灰、1％的石膏、0.3％的聚丙烯纖維，均勻混合后形成底泥混合物；
(2)以步驟(1)制成的底泥混合物的重量為基準，加入2％的建筑垃圾中的磚塊混凝土碎屑(磚塊混凝土碎屑的粒徑控制在3～8毫米)、加入8％的水泥、加入水泥發泡劑0.3％，(水泥發泡劑內含重量百分比25％的硫代硫酸鈉，重量百分比為57％的十二烷基硫酸鈉，以及重量百分比為18％的鋁粉，鋁粉的細度為800目)均勻混合，形成固化前體，水泥采用堿性水泥；
(3)將固化前體以20mm的厚度平鋪在通風的避雨棚中，使用覆蓋物覆蓋養護，養護溫度在0攝氏度以上；養護期前3天避免固化塊與水分接觸；養護3天后，在覆蓋物上淋水，使覆蓋物始終處于潤濕狀態15天制得固化塊。
對本實施例制得的固化塊與普通底泥固化塊進行性能對比分析，分析結果見表1，性能檢測項目如下：
(1)抗壓強度：使用壓機檢測；
(2)抗剪切能力：采用直剪實驗，直剪試驗為固結快剪，施加的垂直壓力為100kpa，并保持0.8mm/min的勻速剪切速率，直至剪壞；
(3)比重：采用重量/體積的方法測量計算。
表1對比分析結果
表1的對比結果顯示，本發明實施例制得的固化塊具有更強的抗壓能力，更好的抗剪切性能以及更小的比重。
實施例2：
一種河流底泥的處理方法，包括以下步驟：
(1)取未經脫水處理的含水率為90％～98％的河流底泥，河流底泥含水率不足90％的加水補足，以河流底泥的重量為基準，向底泥中加入6％的燃煤爐渣、3％的生石灰、3％的石膏、0.5％的聚丙烯纖維，均勻混合后形成底泥混合物；
(2)以步驟(1)制成的底泥混合物的重量為基準，加入6％的建筑垃圾中的磚塊混凝土碎屑(磚塊混凝土碎屑的粒徑控制在3～8毫米)、加入12％的水泥、加入水泥發泡劑0.5％，(水泥發泡劑內含重量百分比25％的硫代硫酸鈉，重量百分比為57％的十二烷基硫酸鈉，以及重量百分比為18％的鋁粉，鋁粉的細度為800目)均勻混合，形成固化前體，水泥采用堿性水泥；
(3)將固化前體以20mm的厚度平鋪在通風的避雨棚中，使用覆蓋物覆蓋養護，養護溫度在0攝氏度以上；養護期前3天避免固化塊與水分接觸；養護3天后，在覆蓋物上淋水，使覆蓋物始終處于潤濕狀態15天制得固化塊。
對本實施例制得的固化塊與普通底泥固化塊進行性能對比分析，分析結果見表2，性能檢測項目如下：
(1)抗壓強度：使用壓機檢測；
(2)抗剪切能力：采用直剪實驗，直剪試驗為固結快剪，施加的垂直壓力為100kpa，并保持0.8mm/min的勻速剪切速率，直至剪壞；
(3)比重：采用重量/體積的方法測量計算。
表2對比分析結果
表2的對比結果顯示，本發明實施例制得的固化塊具有更強的抗壓能力，更好的抗剪切性能以及更小的比重。
實施例3：
一種河流底泥的處理方法，包括以下步驟：
(1)取未經脫水處理的含水率為90％～98％的河流底泥，河流底泥含水率不足90％的加水補足，以河流底泥的重量為基準，向底泥中加入5％的燃煤爐渣、2％的生石灰、2％的石膏、0.4％的聚丙烯纖維，均勻混合后形成底泥混合物；
(2)以步驟(1)制成的底泥混合物的重量為基準，加入5％的建筑垃圾中的磚塊混凝土碎屑(磚塊混凝土碎屑的粒徑控制在3～8毫米)、加入10％的水泥、加入水泥發泡劑0.4％，(水泥發泡劑內含重量百分比25％的硫代硫酸鈉，重量百分比為57％的十二烷基硫酸鈉，以及重量百分比為18％的鋁粉，鋁粉的細度為800目)均勻混合，形成固化前體，水泥采用堿性水泥；
(3)將固化前體以20mm的厚度平鋪在通風的避雨棚中，使用覆蓋物覆蓋養護，養護溫度在0攝氏度以上；養護期前3天避免固化塊與水分接觸；養護3天后，在覆蓋物上淋水，使覆蓋物始終處于潤濕狀態15天制得固化塊。
對本實施例制得的固化塊與普通底泥固化塊進行性能對比分析，分析結果見表3，性能檢測項目如下：
(1)抗壓強度：使用壓機檢測；
(2)抗剪切能力：采用直剪實驗，直剪試驗為固結快剪，施加的垂直壓力為100kpa，并保持0.8mm/min的勻速剪切速率，直至剪壞；
(3)比重：采用重量/體積的方法測量計算。
表3對比分析結果
表3的對比結果顯示，本發明實施例制得的固化塊具有更強的抗壓能力，更好的抗剪切性能以及更小的比重。
上面對本專利的較佳實施例作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施例，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。應當理解的是，所有基于本發明方案的其他具體實施例均在本發明的保護范圍之內。