CN107129226A - 一种抗冻融碱渣固化土及其制备方法 - Google Patents

一种抗冻融碱渣固化土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种抗冻融碱渣固化土，由下列原料按照如下的重量配比制成：碱渣50～60份、粉煤灰27.8～37.8份、水泥4～6份、生石灰4～6份、硬质酸钙0.15～0.4份、过硫酸铵0.05～0.1份。该碱渣固化土是将高含量碱渣进行直接进行固化而成，可大大缩短晾晒时间且强度高、抗冻融效果好、水稳定性好、成本低，适用于建筑工程、路基工程填料。

Description

一种抗冻融碱渣固化土及其制备方法
技术领域
本发明涉及基础、路基工程领域，特别涉及一种抗冻融碱渣固化土及其制备方法。
背景技术
我国生产纯碱多采用氨碱法，而氨碱法在制碱过程中会产生大量的废液，废液沉淀后形成碱渣，所排放的碱渣往往堆积成山，大片碱渣山的存在使场地周围的土质受到盐渍化的侵蚀，同时碱渣粉尘向四周扩散对城市环境影响极大。并且这些碱渣占用大量的土地，不仅影响该地区的生态景观，而且影响和阻碍该地区的开发、建设和经济发展。同时，由于碱渣具有高含水率、高压缩性、亲水性强、强度低、孔隙率小等特点导致对其处理一直存在很大困难。就天津碱厂而言，自从建厂以来排放的碱渣已超过1500万吨。
针对上述情况，国内外已经做了大量的研究，从欧美国家的碱渣混凝土到国内的碱渣填垫掩埋和填海造地等等。国内东南大学绿色建材技术研究所进行了碱渣用作沥青混合料填料的可行性研究。专利申请文件“道路工程用脱氯碱渣固化土201510417451.X”也涉及到碱渣资源化利用，但主要是将碱渣作为固化剂的一种用于固化淤泥质土，且需要将碱渣脱氯干燥，施工工艺相对复杂，同时也没有考虑到碱渣固化土长期的稳定性和冻融稳定性。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种抗冻融碱渣固化土及其制备方法，该碱渣固化土是将高含量碱渣进行直接进行固化而成，可大大缩短晾晒时间且强度高、抗冻融效果好、水稳定性好、成本低，适用于建筑工程、路基工程填料。
如上构思，本发明的技术方案是：一种抗冻融碱渣固化土，由下列原料按照如下的重量配比制成：
碱渣50～60份、粉煤灰27.8～37.8份、水泥4～6份、生石灰4～6份、硬质酸钙0.15～0.4份、过硫酸铵0.05～0.1份。
上述抗冻融碱渣固化土的制备方法，包括以下步骤：
①准备碱渣、粉煤灰、水泥、生石灰、硬质酸钙、过硫酸铵；
②先将粉煤灰掺入碱渣中，搅拌2-6分钟加入水泥、生石灰、硬质酸钙和过硫酸铵，搅拌至均匀；
③按照干密度1.1g/cm3，将搅拌均匀的土样放入模具，压实制样；
④脱模，标准养护箱养护28天。
所述碱渣的含水量控制在140％～180％。
所述粉煤灰为II级粉煤灰。
所述水泥为普通硅酸盐水泥P.O42.5。
所述硬质酸钙为白色粉末，细度(0.075mm筛通过)≥99.0％。
所述过硫酸铵为白色结晶或粉末，氯化物及氯酸盐(以Cl计)≤0.001％。
所述模具采用不锈钢模具，内直径为5cm，高5cm，内壁涂抹凡士林。
本发明的有益效果在于：
1、本发明直接对高含水率碱渣进行固化，通过采用粉煤灰、水泥等性价比高的固化剂，在考虑经济成本的基础上，以最快的速度将碱渣固化为可以应用于不同工程需求的碱渣土，可大大缩短施工工期；
2、本发明加入适量硬脂酸钙和过硫酸铵，主要作用是对碱渣进行表面化学改性，将其亲水性改为疏水性，有效地控制碱渣的含水量，提高其冻融稳定性和水稳性；
3、本发明的固化碱渣土不仅强度、稳定性满足要求，而且容重低于普通土，可以降低工程填垫引起的工后沉降；
4、本发明现场施工工艺对机械、人员、原料无特殊要求，便于大面积、大规模推广应用。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下具体实施例和附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：一种抗冻融碱渣固化土的制备方法，包括如下步骤：
A准备原料：
含水量150％～160％碱渣60份，粉煤灰31.5份，水泥4份，生石灰4份，硬质酸钙0.4份，过硫酸铵0.1份；
B原料掺和：先将粉煤灰掺入碱渣中，机械搅拌3分钟后加入水泥、生石灰、硬质酸钙和过硫酸铵，搅拌至均匀；
C准备模具：模具采用不锈钢模具，内直径为5cm，高5cm，内壁涂抹凡士林；
D压制试样：按照干密度1.1g/cm3，将搅拌均匀的土样放入模具，千斤顶压实，静止1分后，脱模取样；
E试样养护：将准备好的试样放入养护箱，养护28天后性能检测。
实施例2
步骤同实例1，区别在于原料含量：含水量150％～160％碱渣60份，粉煤灰27.8份，水泥6份，生石灰6份，硬质酸钙0.15份，过硫酸铵0.05份。
实施例3
步骤同实例1，区别在于原料含量：含水量150％～160％碱渣55份，粉煤灰36.8份，水泥4份，生石灰4份，硬质酸钙0.15份，过硫酸铵0.05份。
实施例4
步骤同实例1，区别在于原料含量：含水量150％～160％碱渣55份，粉煤灰32.5份，水泥6份，生石灰6份，硬质酸钙0.4份，过硫酸铵0.1份。
实施例5
步骤同实例1，区别在于原料含量：含水量150％～160％碱渣50份，粉煤灰41.5份，水泥4份，生石灰4份，硬质酸钙0.4份，过硫酸铵0.1份。
实施例6
步骤同实例1，区别在于原料含量：含水量150％～160％碱渣50份，粉煤灰37.8份，水泥6份，生石灰6份，硬质酸钙0.15份，过硫酸铵0.05份。
实施例1至实例6所制备的碱渣固化土进行养护28后，进行冻融循环强度试验和浸水无侧限抗压强度试验，测试结果见表1。

Claims (8)

1.一种抗冻融碱渣固化土，其特征在于：由下列原料按照如下的重量配比制成：碱渣50～60份、粉煤灰27.8～37.8份、水泥4～6份、生石灰4～6份、硬质酸钙0.15～0.4份、过硫酸铵0.05～0.1份。
2.一种根据权利要求1所述抗冻融碱渣固化土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
①准备碱渣、粉煤灰、水泥、生石灰、硬质酸钙、过硫酸铵；
②先将粉煤灰掺入碱渣中，搅拌2-6分钟加入水泥、生石灰、硬质酸钙和过硫酸铵，搅拌至均匀；
③按照干密度1.1g/cm3，将搅拌均匀的土样放入模具，压实制样；
④脱模，标准养护箱养护28天。
3.根据权利要求1所述的抗冻融碱渣固化土，其特征在于：所述碱渣的含水量控制在140％～180％。
4.根据权利要求1所述的抗冻融碱渣固化土，其特征在于：所述粉煤灰为II级粉煤灰。
5.根据权利要求1所述的抗冻融碱渣固化土，其特征在于：所述水泥为普通硅酸盐水泥P.O42.5。
6.根据权利要求1所述的抗冻融碱渣固化土，其特征在于：所述硬质酸钙为白色粉末，细度(0.075mm筛通过)≥99.0％。
7.根据权利要求1所述的抗冻融碱渣固化土，其特征在于：所述过硫酸铵为白色结晶或粉末，氯化物及氯酸盐(以Cl计)≤0.001％。
8.根据权利要求2所述的抗冻融碱渣固化土的制备方法，其特征在于：所述模具采用不锈钢模具，内直径为5cm，高5cm，内壁涂抹凡士林。
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