专利名称：使用飞灰和水泥将泥状沉积物改良为改良土的方法
技术领域：
本发明涉及使用飞灰和水泥将泥状沉积物改良为改良土的方法，更具体地说，是涉及使用将从火力发电站排出的飞灰和水泥以适当比例混合而成的凝集固化剂，凝集固化伴随各种建设现场或水坝(dam)等的挖泥工程而产生的、含水率高且粒子细微的流动体状的无机类建设污泥等泥状沉积物(sludge)，从而将泥状沉积物有效利用为改良土的方法。
背景技术：
通常，对于在地铁工程现场、隧道工程现场、桥墩下部挖掘现场、水坝等挖泥工程中产生的、粒子细微且含水率高的流体状泥状沉积物，难以进行有效的利用，并且因管理的困难性，通常送往废弃物处理场等进行适当处理。此外，以往一直进行的向海洋的废弃，根据已批准的条文而被禁止，所以正开发着将泥状沉积物利用在防护堤等的中心或通过日光干燥或水泥固化而有效利用的方法等。
但是，利用于堤中心的需求少，且在采用日光干燥的利用方法中，因雨水而再次回到原来的污状沉积物状态流出或者淤积在水路上或流出到河流，成为破坏环境的原因。此外，在利用水泥固化的方法中，相对于泥状沉积物，使用30％～35％的水泥比例，所以随时间固化力变强，在用于道路上等时，后续的水道工程等变难，因此目前这些有效利用一般没有得到普及。
另一方面，在火力发电厂中大量产生的飞灰，需要其一部分作为水泥原料而被有效利用，但从其性质上讲也需要对这种处理进行适当的管理。
在上述这种状况下，迫切希望开发出，在短时间内确实、安全而经济地适当处理和有效利用泥状沉积物的，进而有效利用飞灰的新的技术。
发明内容
因此，本发明的目的在于，解决上述以往的问题点，提供一种对作为处理困难废弃物的、要求适当管理的泥状沉积物和飞灰，并不进行废弃物处理，而将其改良为有价值的土的方法。
为了达到所述目的，本发明提供将泥状沉积物改良为改良土的方法，其特征在于，包括(a)准备通行能力(Trafficability)小于200KN/m2，且含一部分有机物的流动体状无机类泥状沉积物的步骤；(b)准备由人工或天然材料的飞灰(fly ash)和水泥以60∶40～95∶5重量比构成的凝集固化剂的步骤；(c)在所述泥状沉积物每1m3中加入所述凝集固化剂100～200kg，混炼·搅拌2～3小时进行凝集固化的步骤。
对于通过上述步骤得到的本发明的改良土，若详细说明泥状沉积物、飞灰以及水泥的特性和组成，则如下。
第一，上述改良土是使用含水比为50％～70％的泥状沉积物，并使用飞灰和水泥以70∶30的重量比组成的凝集固化剂，在上述泥状沉积物1m3中加入100～150kg而制造。
第二，上述改良土可使用含水比为70％～80％的泥状沉积物，并使用飞灰和水泥以70∶30的重量比组成的凝集固化剂，在上述泥状沉积物1m3中加入150～200kg而制造。
第三，上述改良土是使用含水比为70％～80％的泥状沉积物，并使用飞灰和水泥以60∶40的重量比组成的凝集固化剂，在上述泥状沉积物1m3中加入100～150kg而制造。
第四，上述改良土是使用含水比为40％～50％的泥状沉积物，并使用飞灰和水泥以80∶20的重量比组成的凝集固化剂，在上述泥状沉积物1m3中加入100～200kg而制造。
第五，上述改良土是使用含水比小于40％的泥状沉积物，并使用飞灰和水泥以80∶20～95∶5的重量比组成的凝集固化剂，在上述泥状沉积物1m3中加入100～200kg而制造。
第六，上述改良土是使用含水比在80％以上的泥状沉积物，并使用飞灰和水泥以70∶30的重量比组成的凝集固化剂，在上述泥状沉积物1m3中加入200kg而制造，这时，若含于泥状沉积物中的水分多，则将泥状沉积物停留一定时间而使泥状沉积物粉沉降之后除去水分，然后再使用。
另外，在含于泥状沉积物中的有机物多时，为了使凝集固化快速进行，其特征在于所述改良土中含有选自由硫酸铝、氯化铁、以及消石灰构成的一组中的一种以上的化合物。
下面对于本发明的泥状沉积物和凝集固化剂，以及为了混炼和搅拌这些而使用的坑和挖泥机，进行更详细地探讨，并详细地说明由此构成的本发明。
首先，将伴随各种建设现场或水坝等的挖泥工程产生的含水率高的流体状的泥状沉积物，用密闭结构的真空车(vacuum car)或水槽卡车(tanklorry)搬运至凝集固化改良现场。
坑，是为了加入一定量的如上述搬运来的泥状沉积物而设置的，通常将其设置在泥状沉积物的发生现场。其材质优选为水泥，可容易观测泥状沉积物加入量，且当挖泥机的臂长度为7m时，将其制造为宽度5m·长度10 m·深度3.5m的大小。根据每天的凝集固化改良的泥状沉积物量，可以增加所述尺寸该坑的数目。
例如，在设置3个以上坑的情况下，在1个坑中加入泥状沉积物的期间，可用另一个坑凝集固化改良泥状沉积物，而从又另一坑可搬出被凝集固化改良的泥状沉积物即改良土，所以可相互交替地进行连续操作。
凝集固化剂是将从火力发电所发生的飞灰和硅酸盐水泥，以60∶40～95∶5的重量比混合而成的，并根据处理对象的含水率、性状等，在1m3泥状沉积物中加入100～200kg。所述水泥，优选使用硅酸盐水泥。
这时，若对于1m3泥状沉积物，使用少于100kg的所述凝集固化剂，则存在泥状沉积物凝集固化所需的时间延迟的缺点，但若使用的凝集固化剂量大于200kg，则不仅不适合加入到适当尺寸的坑内，且不满足本发明的改良土的性质。
泥状沉积物，是伴随各种建设现场或水坝等的挖泥工程产生的含水率高、粒子细微的流动体状且含一部分有机物的无机类建设污泥等，它具有通行能力小于200KN/m2的特性，是从发生现场用真空箱或罐车搬运，并加入到坑内。
当坑的大小为上述的宽度5m·长度10m·深度3.5m的情况下，可加入150m3左右的泥状沉积物，并且，如上所述，各坑构成为可以确认其中的量。
挖泥机用于均匀地混合泥状沉积物和凝集固化剂2～3小时，并搅拌结束后，直接装载在翻斗车上。普通的建筑工人等都具有所述挖泥机，所以作业简单且容易普及。
被凝集固化的改良泥状沉积物即改良土，从通行能力小于200KN/m2的泥状沉积物，1天之后显著上升至400KN/m2以上，水分也成为被包含在凝集固化改良泥状沉积物中的状态，而不会漏出，因此不必用真空箱而可用普通的罐车(tank truck)搬运，直接搬运到填拓现场、道路上、道路路基或住宅建筑地等建设现场中。
在此，若探讨泥状沉积物被凝集固化的原理，则凝集固化剂被泥状沉积物的双重电层所包围，使胶体的电位降低而使之失去稳定性，使其急速且有力地凝集沉降。并且，含在飞灰中的二氧化硅有效地吸附水或泥状沉积物，所以水分一同被包含在被凝集固化改良的泥状沉积物中，不会漏出。
其结果，本发明的经凝集固化改良后的泥状沉积物即使接触雨水，也不会回到原来的液体状泥状沉积物，且即使泥状沉积物向水路或河流流出也不会引起环境的破坏，用于建设现场等的情况下可作为有效的培土材料等而使用。另外，刚结束凝集固化改良后，可以将改良后的泥状沉积物暂时储存在围场中，但可从上升的通行能力可知，可以不必暂时蓄留而马上利用为填拓土、道路上等建设用土等。
具体实施例方式
下面，根据本发明的实施例，更详细地说明本发明。但是，本发明并不限于以下的实施例。
实施例1在自然含水比44.99％、通行能力67KN/m2的泥状沉积物1m3中，加入飞灰和水泥以80∶20的重量比构成的凝集固化剂120kg，混炼·搅拌2小时，凝集固化泥状沉积物。其结果，显示293KN/m2的通行能力，1天后的通行能力显示648KN/m2，3天后的通行能力显示1159KN/m2。
由以上结果可知，刚进行凝集固化改良后，可以用翻斗车搬运，且1天之后可像普通土那样作为建设土来使用。
实施例2在自然含水比77.56％、通行能力41KN/m2的泥状沉积物1m3中，加入飞灰和水泥以60∶40的重量比构成的凝集固化剂150kg，混炼·搅拌2小时，凝集固化泥状沉积物。其结果，显示259KN/m2的通行能力，1天后的通行能力显示578KN/m2，3天后的通行能力显示1067KN/m2。
由以上结果可知，刚进行凝集固化改良后，可以用翻斗车搬运，且1天之后可像普通土那样作为建设土来使用。
如上所述，本发明可以在短时间内将作为处理困难的废弃物的、含水比高的流动体状的泥状沉积物，有效利用为建设用土，并且将坑设置在泥状沉积物的发生现场的情况下，由于可立刻搬出并有效利用，所以适合于现场，作业简单，而且由于凝集固化剂也以从火力发电厂发生的作为处理困难废弃物的飞灰作为主原料，所以具有可将飞灰有效且合理利用的优点。
权利要求
1.一种将泥状沉积物改良为改良土的方法，其特征在于包含准备通行能力小于200KN/m2，且含一部分有机物的流动体状无机类泥状沉积物的步骤；准备由人工或天然材料的飞灰和水泥以60∶40～95∶5的重量比构成的凝集固化剂的步骤；以及在所述泥状沉积物每1m3中加入所述凝集固化剂100～200kg，混炼·搅拌2～3小时进行凝集固化的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述改良土是使用含水比为50％～70％的泥状沉积物，并使用飞灰和水泥以70∶30的重量比组成的凝集固化剂，在上述泥状沉积物1m3中加入100～150kg而制造。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述改良土是使用含水比为70％～80％的泥状沉积物，并使用飞灰和水泥以70∶30的重量比组成的凝集固化剂，在上述泥状沉积物1m3中加入150～200kg而制造。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述改良土是使用含水比为70％～80％的泥状沉积物，并使用飞灰和水泥以60∶40的重量比组成的凝集固化剂，在上述泥状沉积物1m3中加入100～150kg而制造。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述改良土是使用含水比为40％～50％的泥状沉积物，并使用飞灰和水泥以80∶20的重量比组成的凝集固化剂，在上述泥状沉积物1m3中加入100～200kg而制造。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述改良土是使用含水比小于40％的泥状沉积物，并使用飞灰和水泥以80∶20～95∶5的重量比组成的凝集固化剂，在上述泥状沉积物1m3中加入100～200kg而制造。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述改良土是使用含水比在80％以上的泥状沉积物，并使用飞灰和水泥以70∶30的重量比组成的凝集固化剂，在上述泥状沉积物1m3中加入200kg而制造。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，上述改良土，在含于泥状沉积物中的水分多时，将泥状沉积物停留一定时间而使泥状沉积物粉沉降之后除去水分。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在含于泥状沉积物中的有机物多时，上述改良土含有选自由硫酸铝、氯化铁、以及消石灰构成的一组中的一种以上的化合物。
全文摘要
一种使用飞灰和水泥将泥状沉积物改良为改良土的方法，通过使用以适当比例混合从火力发电所排出的飞灰和水泥而成的凝集固化剂，凝集固化伴随各种建设现场或水坝等的挖泥工程而产生的、含水率高且粒子细微的流动体状的无机类建设污泥等泥状沉积物，从而可将泥状沉积物有效地利用为改良土。
文档编号E02D17/18GK1497104SQ200310101378
公开日2004年5月19日 申请日期2003年10月16日 优先权日2002年10月17日
发明者赵统来, 桥诘和人, 坪内正行, 人, 行 申请人:株式会社国际环境技研