本发明属于固废利用和海相淤泥固化，具体公开了一种磨细炉渣与玻璃微粉复合改性海相淤泥固化剂与应用。
背景技术：
1、沿海城市滨海新区的建设，清淤工程庞大，大量淤泥质软土地基和淤泥抛填形成的土地非常软弱，不易利用。目前，解决沿海城市滨海新区的建设过程中产生的海相淤泥较为合适的途径是用于实体岩土工程中，但必须经过固化处理才能应用到工程中，但海相淤泥固化处理后的产品往往出现强度低、耐久性能不佳的各种问题。海相淤泥处理难度大，因为其含水率高且成分方面海相淤泥还存在较多的盐类物质，因此像普通硅酸盐水泥、石灰等常用于湖泊、河道淤泥的固化剂应用于海相淤泥，并不能达到很好的固化效果，大量应用普通硅酸盐水泥等固化剂又会导致成本极大增加。
2、号为cn105152585的发明专利公开了一种粉煤灰-废弃玻璃粉无机聚合物淤泥固化材料的制备方法，采用将粉煤灰和废弃玻璃粉混和，然后加入氢氧化钠和焦亚硫酸钠复合激发剂慢速搅拌1-2小时，最后还要快速搅拌0.5小时。其存在以下几方面不足：第一，该组方依赖于ph高达12的复合激发剂，其固化机理就是碱激发反应，即用强碱激发粉煤灰和废玻璃粉生成水化产物来固化淤泥。该固化方式虽然能够明显提高无机聚合物聚合速度，但碱激发反应引起的收缩往往大于水泥的反应，这就导致固化土非常容易收缩开裂，开裂后强碱的泄漏可能会影响生态平衡，对周围的动植物甚至是居民造成伤害。第二，该固化剂具有使用不方便的缺点，一方面其搅拌制备过程耗时多，基本至少需要1-2h；另一方面，该液体固化剂无法保存，因为当复合激发剂与其他材料接触时碱激发反应就开始，固化剂不及时使用其本身就会凝结硬化，这进一步突出了其使用不方便的缺点。第三，为解决抗裂问题，该方法还添加了废弃聚丙烯地毯纤维5份，在工程中该材料较为稀缺，且获取场景极为有限，限制了该固化材料的应用。针对上述问题，本发明提出了一种磨细炉渣与玻璃微粉复合改性海相淤泥固化剂，该固化剂没有直接应用氢氧化钠等强碱类物质、制备搅拌时长较短，且是一种粉体固化剂，具有环保、使用方便的优点。
3、为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
4、磨细炉渣与玻璃微粉复合改性海相淤泥固化剂，按重量份计，所述淤泥固化剂制备材料为：海工水泥10~20份、低钙磨细炉渣20~40份、预处理废玻璃粉50~80份、高锰酸钾1~2份、聚丙烯纤维0.1~1份。
5、优选的，低钙磨细炉渣是电厂炉底渣和等级外的粉煤灰，经过粉磨，比表面积≥400m2·kg-1，化学成分cao≤10%。
6、优选的，预处理废玻璃粉，采用旧建筑的拆除与翻新过程中产生的废玻璃，先除去杂质然后破碎成粒径≤5mm的废玻璃颗粒，接着将其继续研磨≥20min，获取平均粒径≤20μm的废玻璃粉，继续将废玻璃粉放在1mol氢氧化钠溶液中浸泡1~3h，目的为提高其无定型sio2含量，然后将废玻璃粉从氢氧化钠中取出用清水冲洗保证其ph≤10，最后将废玻璃烘干至恒重即得最终的废玻璃粉。
7、作为磨细炉渣与玻璃微粉复合改性海相淤泥固化剂的应用，本发明还提供了一种海相淤泥固化土，即在海相淤泥中加入淤泥质量4%-10%的磨细炉渣与玻璃微粉复合改性海相淤泥固化剂，充分搅拌均匀后，静置24h，即得海相淤泥固化土。
8、相对于现有技术中存在的粉煤灰-废弃玻璃粉无机聚合物淤泥固化材料，本发明公开的固化剂区别在于：第一，本发明固化剂的成分中并没有直接应用碱性极强的物质，不存在强碱泄漏破坏环境的风险，另外本发明固化机理主要是水泥水化反应和火山灰反应，相比于碱激发反应，收缩小更不易出现开裂问题。第二，本发明固化剂制备时只需要将各种干料充分混合搅拌均匀即得该粉体固化剂，其整体搅拌时长约5~10分钟，该固化剂只有接触水份时化学反应才会发生，具有使用非常方便的优势。第三，本发明固化剂的组分均属于建材领域常见的材料，使得该固化剂具有便于推广的优势。最后，值得注意的是，虽然粉煤灰是一种废料，但其商业应用已经非常成功，基本不存在堆放无人使用的情况，而本发明使用的低钙磨细炉渣，其是一种堆放在火力发电厂附近无人使用的废渣，占用了大量土地资源，因此，本发明使用低钙磨细炉渣而不是粉煤灰，具有更高的环保价值和社会意义。
9、本发明还具有如下优点：
10、1）本发明的海相淤泥固化剂主要成分为磨细炉渣和废玻璃粉。因此其具有成本低且能大规模消纳废弃物的特点，这避免了废弃物可能导致的环境污染及对有限土地资源的占用，同时兼具低碳环保的优点，非常符合当下可持续发展要求。
11、2）海相淤泥含盐量高，用普通硅酸盐水泥作为固化剂制备的固化土极易发生硫酸盐侵蚀破坏，即海相淤泥中的硫酸根离子与水泥的某些成分发生化学反应生成一些难容的如钙矾石、石膏等盐类物质，体积膨胀，造成固化土开裂破坏，最终劣化强度。本发明通过使用海工水泥、低钙磨细炉渣和预处理废玻璃粉来改善海相淤泥固化土开裂问题，进而保证固化土强度。海工水泥c3a和c3s矿物含量相比普通硅酸盐水泥低，这些矿物是生成膨胀产物的先决条件，因此使用海工水泥可以减少膨胀产物的生成量；采用低钙磨细炉渣和玻璃粉，这可以降低水泥中的碱性物质与硫酸盐发生化学反应的可能性，从而抑制膨胀产物的生成。
12、3）海相淤泥含水率高，这易导致固化剂固化后的海相淤泥固化土强度较低。本发明通过掺入高比表面积低钙磨细炉渣和预处理废玻璃粉来改善其固化效果。具体分析如下：对于低钙磨细炉渣，其丰富的孔隙结构可以促进海相水泥的二次水化反应，生成更多的胶凝产物，从而提高淤泥的固化效果；另一方面，低钙磨细炉渣较大的比表面积不仅可以吸收淤泥中大量水份，降低淤泥含水率，此外，还能为体系中复杂的物理和化学反应提供基础，如提供着位点，促进水化产物在孔隙中成核生长，提高水化产物数量，进一步提高淤泥固化的强度。对于预处理废玻璃粉，首先，玻璃粉可以作为集料，发挥“骨架作用”填充在淤泥之间，进而起到增强淤泥固化土强度的作用；其次，本发明球磨后较细的预处理玻璃粉具有一定活性，可以发生火山灰反应生成水化产物，进而一定程度改善固化土强度；最后，玻璃粉的细小颗粒也可为低钙磨细炉渣和水泥的水化产物提供生长晶核，促进水化产物结晶过程，进而生成更多水化产物，提高淤泥的固化强度。
技术实现思路
1.一种磨细炉渣与玻璃微粉复合改性海相淤泥固化剂，按重量份计，所述淤泥固化剂制备材料为：海工水泥10~20份、低钙磨细炉渣20~40份、预处理废玻璃粉50~80份、高锰酸钾1~2份、聚丙烯纤维0.1~1份。
2.如权利要求1所述的淤泥固化剂，其特征在于，所述海工水泥其矿物组成中c3a含量≤5%。
3.如权利要求1所述的淤泥固化剂，其特征在于，所述低钙磨细炉渣是电厂炉底渣和等级外的粉煤灰，经过粉磨，比表面积≥400m2·kg-1，化学成分cao≤10%。
4.如权利要求1所述的淤泥固化剂，其特征在于，所述预处理废玻璃粉，采用旧建筑的拆除与翻新过程中产生的废玻璃，先除去杂质然后破碎成粒径≤5mm的废玻璃颗粒，接着将其继续研磨≥20min，获取平均粒径≤20μm的废玻璃粉，继续将废玻璃粉放在1mol氢氧化钠溶液中浸泡1~3h，目的为提高其无定型sio2含量，然后将废玻璃从氢氧化钠中取出用清水冲洗保证其ph≤10，最后将废玻璃烘干至恒重即得最终的废玻璃粉。
5.权利要求1-4任意一项所述的固化剂在海相淤泥中的应用，本发明还提供了一种海相淤泥固化土，按重量份计，即在海相淤泥中加入淤泥质量4%-10%的磨细炉渣与玻璃微粉复合改性海相淤泥固化剂，充分搅拌均匀后，静置24h，即得海相淤泥固化土。
