CN104310893A - 一种碱渣基建筑用填土材料 - Google Patents

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左丽明
王文静
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赵越
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Abstract

本发明一种碱渣基建筑用填土材料，涉及制碱工业废料组合物的建筑材料，是由70%～90%（质量）的碱渣、10%～30%（质量）的粉煤灰和占碱渣+粉煤灰总量1%～8%（质量）的活性剂组成的组合物；先将规定质量百分比的所需用量的碱渣与粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总质量1%～8%（质量）的活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基建筑用填土材料，是采用大掺量的废料碱渣和粉煤灰制成的碱渣土，既克服了现有的建筑用填土材料所存在的污染环境且成本高的缺陷，又克服了工业废料碱渣污染环境的缺陷，还效地利用了大量的碱渣废料，将其变废为宝。

Description

一种碱渣基建筑用填土材料
技术领域
本发明的技术方案涉及制碱工业废料组合物的建筑材料，具体地说是一种碱渣基建筑用填土材料。
背景技术
在现有的建筑用填土材料的研发中，人们不断寻求和开发采用以废料为基础的填土材料。《碱渣制工程土研究与试验》(赵由春.纯碱工业.2007.(2):18-19)一文报道了利用碱渣、粉煤灰、化灰废石按一定比例混合制作工程土；《碱渣与粉煤灰拌合物的岩土工程及环境特性研究》(闫澍旺,侯晋芳,刘润.岩土力学.2006.27(12):2305-2308)一文分析了一种碱渣和增钙灰混合物的物理指标和力学指标；《工业废料碱渣土工程特性的试验研究》(赵洪亮.港工技术.2000.(4):49-50)介绍了碱渣自身或者碱渣和其他材料(如粉煤灰和水泥等)混合作为工程土的特性。上述现有技术所存在的缺陷是：一、碱渣和水泥的混合物作为建筑用工程土，污染环境且成本高；二、上述所述工程土配比中没有添加具有激励作用的活性剂。
另一方面，近年来我国纯碱工业蓬勃发展，在碱厂规模逐年扩大为社会带来巨大效益的同时，碱渣的污染问题变得愈加严重。以河北省为例，位于沿海地区的大化碱厂和唐山碱厂每年生产170万吨碱渣，其中三友化工碱渣堆放场已堆积20多年，厚约20m，面积近362.3万平方米，体积约7200万立方米，道路两侧大大小小的碱渣堆放杂乱，在碱渣堆放的地方寸草不生，严重破坏了当地的生态环境，威胁着当地居民的身体健康和生活环境。而堆积在河口海岸带处的碱渣，不仅占用大量土地资源，还严重地污染地下水和破坏自然景观环境。对于碱渣污染治理的研究时日已久，虽取得了一些成绩，但效果不理想，这一世界性难题亟待解决，十分必要加紧研发碱渣新的用途，以便有效利用碱渣废料，将其变废为宝。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种碱渣基建筑用填土材料，是采用大掺量的废料碱渣和粉煤灰制成的碱渣土，既克服了现有的建筑用填土材料所存在的污染环境且成本高的缺陷，又克服了工业废料碱渣污染环境的缺陷。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种碱渣基建筑用填土材料，是由70％～90％(质量)的碱渣、10％～30％(质量)的粉煤灰和占碱渣+粉煤灰总量1％～8％(质量)的活性剂组成的组合物；先将规定质量百分比的所需用量的碱渣与粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总质量1％～8％(质量)的活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基建筑用填土材料。
上述一种碱渣基建筑用填土材料，所述活性剂为元明粉。
上述一种碱渣基建筑用填土材料，所述活性剂元明粉的用量占碱渣+粉煤灰总量优选以下四种中的任意一种：a.1％(质量)的元明粉，b.3％(质量)的元明粉，c.5％(质量)的元明粉，d.8％(质量)的元明粉。
上述一种碱渣基建筑用填土材料，所涉及的原材料均通过公知途径获得。
本发明的有益效果是：本发明的突出的实质性特点在于：以新的探索思路，采用大掺量的工业废料碱渣为主原料，粉煤灰为次要原料，并添加适当比例的元明粉作为起激发作用的活性剂，经搅拌混合的工艺处理，在常温条件下通过化学反应制得本发明的一种碱渣基建筑用填土材料。利用地基处理技术，把该碱渣基建筑用填土材料应用到承载力较小和沉降变形较大的建筑地基中，以达到增加地基的承载力和减小沉降变形的目的。
本发明的显著进步如下：
(1)本发明用工业废料碱渣+粉煤灰替代水泥，并加入活性剂，从而克服了现有碱渣和水泥的混合物作为建筑用工程土的污染环境且成本高，或仅以碱渣自身作为工程土，导致碱性强、腐蚀性强和污染地下水的缺陷。
(2)本发明采用大掺量的工业废料碱渣为主原料，粉煤灰为次要原料制得碱渣基建筑用填土材料，这不仅克服了工业废料碱渣严重污染环境的缺陷，又有效地利用了大量的碱渣废料，将其变废为宝，解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题，推助了碱渣堆积的世界性难题的解决，具有重要的社会效益和经济效益。
(3)本发明一种碱渣基建筑用填土材料,制备的原材料丰富、制作工艺简单、价格低廉和节约能源，该碱渣基建筑用填土材料在作为建筑用填土材料方面的应用为土木建筑带来巨大的经济效益。
具体实施方式
实施例1
取建筑工程实际所需要用量碱渣与粉煤灰，按百分比为80％(质量)的碱渣与为20％(质量)的粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总量为1％(质量)的元明粉作为活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基建筑用填土材料。
本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料无侧限抗压强度测定结果如下：
本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料抗压强度高，而且28天龄期的试样相对于7天的抗压强度有所增加。表1列出了本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料的无侧限抗压值。测得的无侧限抗压强度为1.16MPa～2.23MPa，能够满足路基承载力的强度要求。
表1.本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料的无侧限抗压值
实施例2
取建筑工程实际所需要用量碱渣与粉煤灰，按百分比为70％(质量)的碱渣与30％(质量)的粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总量3％(质量)的元明粉作为活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基建筑用填土材料。
本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料无侧限抗压强度测定结果如下：
本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料抗压强度高，而且28天龄期的试样相对于7天的抗压强度有所增加。表2列出了本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料的无侧限抗压值。测得的无侧限抗压强度值为2.18MPa～3.07MPa，能够满足路基承载力的强度要求。
表2.本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料的无侧限抗压值
实施例3
取建筑工程实际所需要用量碱渣与粉煤灰，按百分比为90％(质量)的碱渣与10％(质量)的粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总量5％(质量)的元明粉作为活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基建筑用填土材料。
本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料无侧限抗压强度测定结果如下：
本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料抗压强度高，而且28天龄期的试样相对于7天的抗压强度有所增加。表3列出了本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料的无侧限抗压值。测得的无侧限抗压强度值为2.66MPa～4.47MPa，能够满足路基承载力的强度要求。
表3.本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料的无侧限抗压值
实施例4
取建筑工程实际所需要用量碱渣与粉煤灰，按百分比为80％(质量)的碱渣与20％(质量)的粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总量8％(质量)的元明粉作为活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基建筑用填土材料。
本实施例制得的建筑用填土材料无侧限抗压强度测定结果如下：
本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料抗压强度高，而且28天龄期的试样相对于7天的抗压强度有所增加。表4列出了本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料的无侧限抗压值。测得的无侧限抗压强度值为2.38MPa～4.36MPa，能够满足路基承载力的强度要求。
表4.本实施例制得的一种碱渣基建筑用填土材料的无侧限抗压值
从上述实施例可见，通过调整原材料的配比，可以增加或减少碱渣土工聚合物的强度，结合预算，以满足不同工程应用的需要。
上述实施例中所涉及的原材料均通过公知途径获得。

Claims (3)

1.一种碱渣基建筑用填土材料，其特征在于：是由70%～90%（质量）的碱渣、10%～30%（质量）的粉煤灰和占碱渣+粉煤灰总量1%～8%（质量）的活性剂组成的组合物；先将规定质量百分比的所需用量的碱渣与粉煤灰混合均匀，再向其中加入占该混合物总质量0%～8%（质量）的活性剂，然后搅拌均匀，即得到一种碱渣基建筑用填土材料。
2.根据权利要求1所述一种碱渣基建筑用填土材料，其特征在于：所述活性剂为元明粉。
3.根据权利要求2所述一种碱渣基建筑用填土材料，其特征在于：所述活性剂元明粉的用量占碱渣+粉煤灰总量为以下四种中的任意一种：a.1%（质量）的元明粉，b.3%（质量）的元明粉，c.5%（质量）的元明粉，d.8%（质量）的元明粉。
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