填海固化土组合物、生产参数模型试验设备及试验方法技术

本发明专利技术涉及填海固化土组合物、生产参数模型试验设备及试验方法，填海固化土组合物包括质量百分比为90.0～99.9％的淤泥和质量百分比为0.1～1％的絮凝剂溶液，絮凝剂溶液稀释比为0.1％～5％；试验设备包括淤泥存储罐、絮凝剂搅拌罐、絮凝剂存储罐、球形混合三通、静态混合器和产品输出罐；絮凝剂搅拌罐与絮凝剂存储罐连通；淤泥存储罐和絮凝剂存储罐分别连接在球形混合三通的其中两个接口处，球形混合三通的另一个接口与静态混合器连通；静态混合器与产品输出罐连通；产品输出罐上设有黏度传感器和浊度传感器。该组合物减少了填海过程中淤泥的废弃量和河沙的开采量，该试验设备便于获取最佳的生产设备尺寸、淤泥和絮凝剂溶液输出流量，有助于批量生产最佳填海固化土组合物。

【技术实现步骤摘要】
填海固化土组合物、生产参数模型试验设备及试验方法
本专利技术属于土木和水利工程领域，尤其涉及一种填海固化土组合物、生产参数模型试验设备及试验方法。
技术介绍
填海造地工程是充分利用海洋资源，保障经济社会发展的重要措施，极大地缓解了沿海地区经济快速发展与土地资源供给不足之间的客观矛盾。我国的填海造地工程开始实施于上世纪的五、六十年代，从上个世纪80年代开始大规模填海造地。填海造地工程不但在我国呈现逐年递增的态势，世界许多岛国和滨海国家也先后实施了此项工程。比如荷兰早在13世纪就开始实施填海造地工程，如今荷兰填海造地工程的面积占国土面积的百分之二十。在日本，自经济高速增长时期以来，大规模的填海造地不断涌现，从以工业开发为主，转向以交通、住宅、商务、情报、文化、娱乐等为主的城市功能多样化开发利用。当前，填海造地主要指在海岸浅水区或海岛周围先围堰，然后把大量沙石倾入海中造地或构筑人工岛的活动。目前，大型港口以及临港工业建设用地问题的解决多采用填海造地的措施。港口、航道疏浚淤泥吹填方式在填海造地上有广泛应用，但是吹填地基多为淤泥和淤泥质软质黏土，不仅含水量与压缩性很大，在其上建设建筑物或构筑物时难以保证其地基的均匀沉降，而且其层厚较大，强度很低，属于超软弱地基，导致填海区的建、构筑物处理周期长、施工难度大、施工成本高等一系列问题。以往处理超软弱地基(深厚软土层)采用的排水固结法和强夯法在实际应用中无法取得理想的加固效果，且工期很长，需要投入大量人力物力，而浅表层快速加固等技术虽然能够在较短时间内使地基表层土体强度得到提高，但是由于在系统设置方面还存在一定问题和不足，有效加固深度不足，土体强度无法得到保证，会给之后的工程建设带来安全隐患。一个多世纪以来，特别是改革开放以来，随着社会的发展和沿海经济的快速增长，港口、航道、海洋海岸工程建设产生的疏浚淤泥向海洋倾倒的数量也随之增长。且目前，在河口和近岸海区选划来供大型疏浚工程使用的海洋倾倒区越来越困难，疏浚淤泥倾倒将成为今后港口、航道、海洋海岸工程发展的一个障碍。我国沿海地区填海建设需填海材料的数量巨大，通常以优质河沙为主，比如专利号为CN108726927A公开的利用淤泥的港口建设填海材料组合物，组合物由以下重量配比的原料混合制成：淤泥1-5；尾矿砂1-5；碳渣1-5；水泥0.04-0.06；非离子表面活性剂0.004-0.006；所述淤泥的含水量为70-90％。随着天然资源的减少和民众环保意识的增强，河沙的开采将越来越难，又因为价格的上涨和运输距离的延长，使用河沙作为填海材料将越来越不经济。所以，填海材料已经成为一些填海工程特别是大型填海工程项目开发建设的重要成本因素。如何解决以上三个矛盾，科学地利用疏浚淤泥这一大量废弃资源，缓解填海材料短缺，提高填海造陆工程施工效率是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中填海材料中河沙开采困难、淤泥废弃量大等问题，提出一种通过采用高效率的絮凝剂与工程缩尺模型设计，将废弃的疏浚淤泥混入絮凝剂处理成为性质良好的填海材料，作为取代河沙的新型吹填材料，以解决填海工程所需河沙资源匮乏问题的填海固化土组合物、生产参数模型试验设备及试验方法。为了实现上述技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：本专利技术涉及的一种填海固化土组合物，包括质量百分比为90.0～99.9％的淤泥和质量百分比为0.1～1％的絮凝剂溶液，絮凝剂溶液的稀释比为0.1％～5％。本专利技术还涉及一种用于获取上述填海固化土组合物的生产参数模型试验设备，其包括淤泥存储罐、絮凝剂搅拌罐、絮凝剂存储罐、球形混合三通、静态混合器和产品输出罐；所述的絮凝剂搅拌罐的输出端通过管道与絮凝剂存储罐的输入端连通；所述的淤泥存储罐的输出端和絮凝剂存储罐的输出端分别通过管道连接在球形混合三通的其中两个接口处，球形混合三通的另一个接口与静态混合器的一端连通；所述的静态混合器的另一端通过管道与产品输出罐的输入端连通；所述的产品输出罐上设有用于检测组合物黏度的黏度传感器和用于检测组合物浊度的浊度传感器；所述的管道上均设有电动阀门，连接絮凝剂搅拌罐和絮凝剂存储罐的管道上、连接淤泥存储罐与球形混合三通的管道上、连接絮凝剂存储罐与球形混合三通的管道上均设有用于控制输出流量的计量泵。所述的淤泥存储罐、絮凝剂搅拌罐、絮凝剂存储罐、产品输出罐和管道均采用透明材质制成。所述的球形混合三通和产品输出罐之间设置了静态混合器，在不需外动力情况下，絮凝剂溶液产生分流、交叉混合和反向旋流三个作用，使加入的絮凝剂溶液迅速、均匀地扩散到整个淤泥泥浆中，达到瞬间混合的目的，混合效率高达90-96％，可节省絮凝剂用量约20-35％，对提高反应效率，节约能源具有重大意义，进而使淤泥和絮凝剂溶液能充分混合和反应后再输出到所述产品输出罐中，可大大提升两者的反应效率，创造良好的经济效益。优选地，连接淤泥存储罐与球形混合三通的管道上、连接絮凝剂存储罐与球形混合三通的管道上均设有用于检测实际输出流量的流量计。优选地，其还包括控制柜，控制柜内设有可编程逻辑控和数据采集器，数据采集器与可编程逻辑控通信连接；所述的黏度传感器、浊度传感器和流量计均与数据采集器通信连接；所述的计量泵和电动阀门均与可编程逻辑控制器通信连接。优选地，所述的淤泥存储罐、絮凝剂搅拌罐、絮凝剂存储罐和产品输出罐均包括罐体和罐盖，罐盖和罐体可拆卸连接，罐盖上均设有用于检测液位的液位计，液位计与数据采集器通信连接。优选地，所述的絮凝剂搅拌罐和所述的淤泥存储罐内均设有搅拌机。在淤泥存储罐内设置搅拌机的目的是让泥浆保持均匀的悬浊液状态，防止泥浆颗粒沉淀，保证输出均匀疏浚淤泥泥浆；在絮凝剂搅拌罐内设置搅拌机的目的是让絮凝剂粉末和水充分混合并进行反应，并得到稳定的絮凝液。优选地，所述淤泥存储罐的侧壁上位于底部十分之一总罐体高度的部位开有淤泥出料口；所述絮凝剂搅拌罐的侧壁上位于底部十分之一总罐体高度的部位开有絮凝剂搅拌罐出料口；所述絮凝剂存储罐的侧壁上位于底部十分之一总罐体高度的部位开有絮凝剂存储罐进料口，絮凝剂存储罐的侧壁上位于底部十分之一总罐体高度的另一侧部位开有絮凝剂存储罐出料口；所述产品输出罐的侧壁上位于顶部十分之一总罐体高度的部位开有产品进料口；所述絮凝剂搅拌罐出料口、絮凝剂存储罐进料口、絮凝剂存储罐出料口和产品进料口上均刻有用于连接管道的螺纹。本专利技术还涉及一种用于获取上述填海固化土组合物的生产参数试验方法，包括以下步骤：S1.确定的絮凝剂溶液和淤泥的最佳配比参数，初步计算并设定淤泥存储罐、絮凝剂搅拌罐、絮凝剂存储罐、产品输出罐的尺寸，并根据尺寸选定管道的管径，初步计算并设定淤泥和絮凝剂溶液的输出流量；S2.装载淤泥、絮凝剂粉末和水：在淤泥存储罐中装载设定量的疏浚淤泥，根据絮凝剂溶液的稀释比，在絮凝剂搅拌罐中加入设定量的絮凝剂粉末和水；S3.制备絮凝剂溶液：絮凝剂搅拌罐启动，对絮凝剂粉末和水进行搅拌形成絮凝剂溶液，絮凝剂溶液被输送到絮凝剂存储罐中存储；...

【技术保护点】
1.一种填海固化土组合物，其特征在于：其包括质量百分比为90.0～99.9％的淤泥和质量百分比为0.1～1％的絮凝剂溶液，絮凝剂溶液的稀释比为0.1％～5％。/n

【技术特征摘要】
1.一种填海固化土组合物，其特征在于：其包括质量百分比为90.0～99.9％的淤泥和质量百分比为0.1～1％的絮凝剂溶液，絮凝剂溶液的稀释比为0.1％～5％。


2.一种用于获取权利要求1所述的填海固化土组合物的生产参数模型试验设备，其特征在于：其包括淤泥存储罐、絮凝剂搅拌罐、絮凝剂存储罐、球形混合三通、静态混合器和产品输出罐；所述的絮凝剂搅拌罐的输出端通过管道与絮凝剂存储罐的输入端连通；所述的淤泥存储罐的输出端和絮凝剂存储罐的输出端分别通过管道连接在球形混合三通的其中两个接口处，球形混合三通的另一个接口与静态混合器的一端连通；所述的静态混合器的另一端通过管道与产品输出罐的输入端连通；所述的产品输出罐上设有用于检测组合物黏度的黏度传感器和用于检测组合物浊度的浊度传感器；所述的管道上均设有电动阀门，连接絮凝剂搅拌罐和絮凝剂存储罐的管道上、连接淤泥存储罐与球形混合三通的管道上、连接絮凝剂存储罐与球形混合三通的管道上均设有用于控制输出流量的计量泵。


3.根据权利要求2所述的填海固化土组合物的生产参数模型试验设备，其特征在于：连接淤泥存储罐与球形混合三通的管道上、连接絮凝剂存储罐与球形混合三通的管道上均设有用于检测实际输出流量的流量计。


4.根据权利要求2所述的填海固化土组合物的生产参数模型试验设备，其特征在于：其还包括控制柜，控制柜内设有可编程逻辑控和数据采集器，数据采集器与可编程逻辑控通信连接；所述的黏度传感器、浊度传感器和流量计均与数据采集器通信连接；所述的计量泵和电动阀门均与可编程逻辑控制器通信连接。


5.根据权利要求4所述的填海固化土组合物的生产参数模型试验设备，其特征在于：所述的淤泥存储罐、絮凝剂搅拌罐、絮凝剂存储罐和产品输出罐均包括罐体和罐盖，罐盖和罐体可拆卸连接，罐盖上均设有用于检测液位的液位计，液位计与数据采集器通信连接。


6.根据权利要求2所述的填海固化土组合物的生产参数模型试验设备，其特征在于：所述的絮凝剂搅拌罐和所述的淤泥存储罐内均设有搅拌机。


7.根据权利要求2所述的填海固化土组合物的生产参数模型试验设备，其特征在于：所述淤泥存储罐的侧壁上位于底部十分之一总罐体高度的部位开有淤泥出料口；所述絮凝剂搅拌罐的侧壁上位于底部十分之一总罐体高度的部位开有絮凝剂搅拌罐出料口；所述絮凝剂存储罐的侧壁上位于底部十分之一总罐体高度的部位开有絮凝剂存储罐进料口，絮凝剂存储罐的侧壁上位于底部十分之一总罐体高度的另一侧部位开有絮凝剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：周万欢，吴伟聘，丁智，陈勇战，俞国骅，
申请(专利权)人：杭州合跃科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33