CN110563424A - 基于工业废料及复合激发剂的水泥基海相软土固化剂 - Google Patents

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Abstract

一种基于工业废料和复合激发剂的水泥基海相软土固化剂，其组分及质量百分比含量为：硅酸盐水泥30％～40％、原状灰废料30％～40％、生石膏10％～15％、电石渣废料8％～15％、纤维1％～3％、复合激发剂5％～15％(硅酸钠3％～7％和氯化钙2％～8％)。本发明利用工业废弃物活化，不但使海相软土地基具有较高的无侧限抗压强度，而且能够减轻原状灰和电石渣等废弃物未被利用而对环境造成的危害，实现软土的高效就地处理和循环再利用。

Description

基于工业废料及复合激发剂的水泥基海相软土固化剂
技术领域
本发明涉及的是一种建筑工程材料领域的技术，具体是一种基于工业废料原状灰、电石渣、纤维及复合激发剂的水泥基海相软土固化剂。
背景技术
海底隧道等海港工程的开挖建设必然会出现大量的淤泥等软弱土层，而海相淤泥质土由于含水量高、富含有机质、强度低、孔隙比大等特点，工程应用被制约。若将大量的海相软土倾倒于海洋，不仅会对海底生态环境造成极大的破坏，还可能带来巨大的污染。同时海相软土含盐量高，不适宜农作物生长，脱水干化固结后无法用作耕植土，而且在陆上堆放所需的土地面积太大，很难实现。所以需解决海相软土的堆放和再利用问题，而现有的软土固化剂由于高成本或者性能的问题，并没有得到大量地推广，亟需研制低成本及高效的软土固化剂。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于工业废料及复合激发剂的水泥基海相软土固化剂，采用工业废料原状灰、电石渣、纤维及复合激发剂，利用工业废弃物活化，不但使海相软土地基具有较高的无侧限抗压强度，而且能够减轻原状灰、电石渣等废弃物未被利用而对环境造成的危害，实现软土的高效就地处理和循环再利用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种基于工业废料及复合激发剂的水泥基海相软土固化剂，其组分包括：硅酸盐水泥、原状灰废料、生石膏、电石渣废料、纤维和复合激发剂。
所述的水泥基海相软土固化剂，其组分及质量百分比含量为：硅酸盐水泥30％～40％、原状灰废料30％～40％、生石膏10％～15％、电石渣废料8％～15％、复合激发剂5％-15％以及纤维1％～3％。
所述的复合激发剂，其组分及占固化剂整体质量百分比含量为：硅酸钠3％～7％和氯化钙2％～8％。
所述的电石渣废料，优选采用氢氧化钙含量为85％、含水量为7～10％的工业废料。
所述的生石膏，具体为二水硫酸钙，优选其纯度大于95％。
所述的原状灰废料，优选其中二氧化硅含量大于55％、氧化铝含量大于30％，没有特殊处理。
所述的硅酸钠，优选其模数为2.85、纯度大于95％。
所述的氯化钙，优选其纯度大于95％，进一步优选其细度100目。
所述的纤维为玻璃纤维，直径为11μm，密度2500kg/m3。
本发明涉及上述水泥基海相软土固化剂的应用，将其用于固化海相软土，具体通过将所述组分配制后加水充分搅拌后进一步加入海相软土土料，经搅拌后进行压实、成型、保养等施工。
所述的软土固化剂的用量为加固土体重量的20％～25％。
所述的充分搅拌，优选采用搅拌机搅拌2～3分钟。
技术效果
与现有技术相比，采用本发明固化剂为处理的土料总重量的20％～25％时，28d无侧限抗压强度为水泥掺入量相同的水泥土的1.5～2.5倍，本发明处理后的地基的28d无侧限抗压强度能达到2～3MPa。
具体实施方式
实施例1
本实施例中各组分及其重量百分比为：42.5#硅酸盐水泥6％、生石膏1.8％、电石渣2.7％、原状灰6％、纤维0.5％、硅酸钠0.9％、氯化钙1.5％。
本实施例通过将上述组分及其配比与待固化海相软土63.1％和17％水进行搅拌、压实、成型和保养。
通过检测其7d无侧限抗压强度为1.7MPa，14d无侧限抗压强度为2.5MPa，28d无侧限抗压强度为3.1MPa。
实施例2
本实施例中各组分及其重量百分比为：42.5#硅酸盐水泥6％、生石膏2.7％、电石渣2.4％、原状灰6％、纤维0.5％、硅酸钠0.9％、氯化钙0.3％。
本实施例通过将上述组分及其配比与待固化海相软土64.6％和17％水进行搅拌、压实、成型和保养。
通过检测其7d无侧限抗压强度为1.3MPa，14d无侧限抗压强度为1.4MPa，28d无侧限抗压强度为2.7MPa。
实施例3
本实施例中各组分及其重量百分比为：42.5#硅酸盐水泥6％、生石膏1.8％、电石渣2.4％、原状灰4.5％、纤维0.5％、硅酸钠0.9％、氯化钙1.5％。
本实施例通过将上述组分及其配比与待固化海相软土65.4％和17％水进行搅拌、压实、成型和保养。
通过检测其7d无侧限抗压强度为1.4MPa，14d无侧限抗压强度为2.16MPa，28d无侧限抗压强度为2.8MPa。
综上所述，本发明提供一种以少量硅酸盐水泥、工业废料原状灰、电石渣、纤维及复合激发剂等组合的软土加固材料，工作性能较好，适于地基加固。本发明提供的固化剂有三个方面的意义：一、可以拓宽原状灰和电石渣的应用范围，大量消耗固体废弃物，实现资源的再生利用；二、提供一种适合海相软土的新型固化剂，降低硅酸盐水泥掺入量，降低经济成本；三、本发明的固化剂提供一种解决海洋工程开挖产生的大量土体的再利用及其土体的堆放空间问题的高效方法。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (10)

1.一种基于工业废料及复合激发剂的水泥基海相软土固化剂，其特征在于，其组分包括：硅酸盐水泥、原状灰废料、生石膏、电石渣废料、纤维及复合激发剂。
2.根据权利要求1所述的基于工业废料及复合激发剂的水泥基海相软土固化剂，其特征是，其组分及质量百分比含量为：硅酸盐水泥30％～40％、原状灰废料30％～40％、生石膏10％～15％、电石渣废料8％～15％、复合激发剂5％-15％以及纤维1％～3％。
3.根据权利要求1或2所述的基于工业废料及复合激发剂的水泥基海相软土固化剂，其特征是，所述的电石渣废料，采用氢氧化钙含量为85％、含水量为7～10％的废料。
4.根据权利要求1或2所述的基于工业废料及复合激发剂的水泥基海相软土固化剂，其特征是，所述的生石膏，具体为二水硫酸钙，其纯度大于95％。
5.根据权利要求1或2所述的基于工业废料及复合激发剂的水泥基海相软土固化剂，其特征是，所述的原状灰废料，其中二氧化硅含量大于55％、氧化铝含量大于30％。
6.根据权利要求1或2所述的基于工业废料及复合激发剂的水泥基海相软土固化剂，其特征是，所述的纤维，具体为玻璃纤维，其直径为11μm，密度2500kg/m3。
7.根据权利要求1或2所述的基于工业废料及复合激发剂的水泥基海相软土固化剂，其特征是，所述的复合激发剂，其组分及占固化剂总质量百分比含量为：硅酸钠3％～7％和氯化钙2％～8％。
8.根据权利要求7所述的复合激发剂，其特征是，所述的硅酸钠，其模数为2.85、纯度大于95％。
9.一种基于上述任一权利要求所述水泥基海相软土固化剂的应用，其特征在于，将其用于固化海相软土，具体通过将所述组分配制后加水充分搅拌，再加入海相软土土料，经搅拌后进行压实、成型和保养。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征是，所述的软土固化剂的用量为加固土体重量的20％～25％。
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