CN115385644A

CN115385644A - 利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆、制备及应用方法

Info

Publication number: CN115385644A
Application number: CN202211215072.9A
Authority: CN
Inventors: 解会兴
Original assignee: Beijing Qingfen Yixing Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Qingfen Yixing Technology Co ltd
Priority date: 2022-09-30
Filing date: 2022-09-30
Publication date: 2022-11-25
Anticipated expiration: 2042-09-30
Also published as: CN115385644B

Abstract

本发明涉及工业固废的再利用，尤其涉及利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆、制备及应用方法，按照重量份数计，所述湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣40~90份，生石灰5~30份，固体废物5~30份；固体废物包括A组分0~30份和B组分0~30份。石灰石渣是高钙石灰石生产煅烧生石灰未烧透的石头，以及生石灰消解后残留的石头。本发明解决了固化软土土体产品中的空白，以及水泥类砂浆制品使用时间限制、板结、断裂等出现的问题。实现不用或者少用水泥，即可以实现浅层和深层软土土体固化的目的，同时湿拌固化砂浆能够与软土土体更好的融合，避免软土固化时出现塌陷、板结、承载力差及耐久性等不足缺陷。

Description

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆、制备及应用方法

技术领域

本发明涉及工业固废的再利用，尤其涉及利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆、制备及应用方法。

背景技术

石灰石渣是高钙石灰石生产煅烧生石灰未烧透的石头，以及生石灰消解后残留的石头。包括化工企业利用生石灰作为原料生产环氧丙烷、聚醚、氯碱后产生的工业废石灰石渣，和钙石厂生产生石灰将高钙石煅烧成生石灰的过程中未烧透的石头以及中低等生石灰中心部位的石子，俗称石灰石渣，也被称为：白灰石心、白灰胡、钙石渣或石子灰渣。化工企业利用氯醇法工艺将生石灰经过液体提炼，生石灰中的钙成分消解产生热量，消解后的生石灰后会产生大量小石头和灰渣，由于这种小石头和灰渣大小体积不均匀以及经过高温烧练容易破碎无法再次利用，并且石灰石渣在与液体中浸泡后粘连生石灰粉，增加了石灰石渣中氧化镁的含量，氧化镁含量过高会导致建筑工程出现膨胀、断裂等问题，严重影响固化强度，影响使用寿命，从而使其无法作为建筑材料进行综合利用。

化工企业乃至生产生石灰的企业多以回填或囤积的方式处理石灰石渣，但经过风化后会产生大量扬尘污染。不科学的综合利用会导致严重安全隐患，如水泥厂将其作为石头原料使用导致炸炉，生产的水泥出现膨胀等缺陷，还有的企业作为回填石头使用，造成塌陷等严重安全隐患，主要是由于石灰石渣中的石头经过高温煅烧过，石头体积大小不均匀，粒径在0.5cm-10cm之间，经过挤压会出现破裂等现象，这种石灰石渣露天囤积严重，风化后残留在石头上的灰面扬尘污染特别严重，对环境造成巨大破坏。

可知石灰石渣是生石灰生产及应用过程中的副产物，随着生石灰产量的增加，堆积已久的石灰石渣无法合理的再回收利用，为了解决此问题，现有技术中公开了多种工业固废材料石灰石渣的再利用方法，如中国专利CN1037886A公开了一种利用石灰石渣与生石灰和水制备石灰石渣砖的方法，但此方法中生石灰遇水后会生成熟石灰，熟石灰密度小且较粘稠，导致无法成型脱模，因而无法制作砖，而且即便是高钙石灰石做出的砖在遇到水的情况下也会分解，进而没有支撑力；中国专利CN103274656A公开一种固硫灰抹灰砂浆，采用固硫灰与石灰等物质混合制备，制备的抹灰砂浆虽然硬度达到相关标准，但是其耐久性差，容易风化，仍然不能满足使用要求；中国专利CN103508703A公开一种利用石灰石渣制备再生建筑材料的方法，其利用石灰石渣为主要原料，经过风化后和粉煤灰组合而成一种可广泛应用于制砖、砌砖、混合黄泥来做路面充填物等新型的建筑材料。但粉煤灰制备的建筑材料干缩率高、强度低，易出现裂纹、表面起砂、脱粉等现象。

而软土含水量高、孔隙比大、压缩性高、渗透性低、灵敏度高、承载能力低，在软土地基上进行各种工程建设时均需要对软土地基进行处理后才能进行施工建设。目前工程中多用水泥作为软土固化材料，然而单一使用水泥已经不能很好满足实际工程需要的处理效果。其一，水泥在生产过程中要消耗大量资源与能源，成本较高；其二，水泥固化均为硅酸钙形式进行固化，由于水泥固化和硬化时间均在3-8小时内，超出时间则会直接板结硬化无法使用，导致材料浪费。第三，水泥采用硅酸钙形式进行固化时，主要是其材料本身的固化，对软土并无结合作用，长期使用后会出现裂缝。因此，如果利用固废石灰石渣制备湿拌固化砂浆，并将湿拌固化砂浆应用于软土固化时，不但要求砂浆可拌和操作时间长，同时需要湿拌固化砂浆本身与软土具有较好的融合性，砂浆自身尽量避免出现板结固化等自成一体的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，用于软土固化，提高湿拌固化砂浆与软土的融合效果，延长湿拌固化砂浆回填软土的可操作时间。

为了便于理解本发明方案，其中所提到的专有名词解释如下：

石灰石渣是工业生产生石灰的副产物，主要是化工企业利用生石灰作为原材料通过氯醇法生产的工业固废副产品，或者生产生石灰灰窑厂石灰石在煅烧过程中石灰石钙点指标无法达到煅烧生石灰产生的废石硝、石子。

脱硫灰是玻璃厂、钢厂利用生石灰灰粉和高钙石灰石粉通过脱硫脱硝设备过滤燃烧天然气有害气体如硫、硝、二氧化碳等产生的固体废灰，俗称脱硫灰。

皂化渣是化工企业通过提取生石灰钙点及活性成分产出工业固废，通过压滤机等设备将其水分压滤到一定指标后的废白灰渣，俗称压滤白灰渣。

本发明所采用的生石灰是指采用回转窑生产的生石灰，消解后无石灰石渣或者含有少量(＜10％)的石灰石渣，若采用立窑生产的生石灰，由于含有大量的石灰石渣，在生产中也可以替代本发明中石灰石渣和生石灰的混合物。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，按照重量份数计，湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣40～90份，生石灰5～30份，固体废物5～30份；固体废物包括A 组分0～30份和B组分0～30份。

本发明将石灰石渣和生石灰混合，其中石灰石渣的主要成分为碳酸钙，生石灰的主要成分是氧化钙，由于石灰石渣水分含量较高，生石灰中的氧化钙遇到水分生成氢氧化钙并释放大量的热量，将石灰石渣石体表面加热，使得石灰石渣中的碳酸钙消解为氧化钙，促进石灰石渣进一步转化为生石灰，提高了体系中氧化钙的含量，此时石灰石渣由于失去水分逐渐干燥，增加了体系中骨料的含量。固体废物的引入，可以提高固化质量，增强固化后的耐久性和安定性。同时能够吸收湿拌固化砂浆中多余的水分，降低生石灰的使用量。

进一步的，湿拌固化砂浆中，石灰石渣的重量份数≥生石灰和固体废物的重量份数之和。通过控制石灰石渣的重量份数，保证体系中骨料的含量，在将湿拌固化砂浆加入软土中时，保证石灰石渣对软土的融合，增强软土的抗压性，得到固化砂浆更好的固化加固作用。

进一步的，石灰石渣中钙点不少于50％。生石灰遇到水分发生化学反应时，产生的高热量可以将石灰石渣石体表面加热，本发明通过控制石灰石渣中的钙点，保证石灰石渣可以消解为生石灰，提高体系中氧化钙的含量。

进一步的，生石灰中钙点不少于80％。保证生石灰中有效氧化钙的含量，提高软土固化的稳定性。当生石灰中钙点少于80％时，氧化钙生成氢氧化钙的放热反应效率降低，不能产生足够的温度将石灰石渣石体表面加热，使得湿拌固化砂浆与软土的融合效果降低，进而使固化后的软土稳定性差，导致出现裂缝、干缩等问题。本发明通过控制生石灰的钙点，保证湿拌固化砂浆参与固化后的稳定性，提高软土的固化质量。

进一步的，A组分为皂化渣、磷石膏和电石灰中的一种或几种的混合物。皂化渣主要是生石灰被利用后产出的废渣，即便压滤后的渣体水分还会达到20％左右，而且其主要包括氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氧化硅、氯等成分，氯离子和氧化镁成分偏高，在湿拌固化砂浆体系中增加了氧化钙和氢氧化钙的含量，提高了固化效果。磷石膏是生产磷肥、磷酸时排出的固体废弃物，磷石膏的主要成分是硫酸钙，还有少量磷酸、硅、镁、铁、铝、硫酸、氟和有机杂质等，在湿拌固化砂浆体系中以硫酸钙实现固化。电石灰中的氧化钙和氧化镁总含量要求不低于50％，在湿拌固化砂浆体系中增加了氧化钙的含量，提高了固化效果。

作为优选的，A组分为皂化渣。本发明通过添加皂化渣，利用生石灰与皂化渣表面皂化液中的水分反应生成氢氧化钙，同时产生的高热量、高温度和高分解效果能够破坏皂化渣表面的皂化液薄膜，促进皂化渣内部的活性物质释放，其中，皂化渣的主要成分氧化钙和氢氧化钙的加入，能够更好地参与后续生成氢氧化钙和碳酸钙的反应中，提高固化砂浆最终的强度和硬度，更好的与软土固化。

进一步的，B组分为脱硫灰和粉煤灰中的一种或几种的混合物。

作为优选的，B组分为脱硫灰。由于石灰石渣水分含量比较高，一般在20％以上，本申请通过加入脱硫灰可以有效吸附石灰石渣中的水分，在湿拌固化砂浆制备过程中能够缓解生石灰与水的反应，提高湿拌固化砂浆中氧化钙的含量，保证足量的生石灰能够在回填软土时进一步反应生成氢氧化钙，并利用其反应生成的高温度将石灰石渣石体表面加热，对软土起到更好的融合和吸附作用，实现了砂浆与软土的融合，氢氧化钙遇到空气中的二氧化碳进一步反应生成碳酸钙，实现了固化砂浆与软土的固化。

进一步的，还包括水泥，水泥的质量份数为1～20份。水泥在水分作用下向水化硅酸钙转化，进而在回填软土时实现湿拌固化砂浆对软土的固化。

进一步的，湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣50～80份，生石灰5～20份，固体废物5～20份；固体废物包括A组分0～20份和B组分0～20份。

作为优选的，湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣50～70份，生石灰10～20份，固体废物10～20份；固体废物包括A组分5～20份和B组分5～20份。

本发明的第二个目的是提供利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆的制备方法，通过制备工艺的优化，制备与软土融合能力较好的湿拌固化砂浆。

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆的制备方法，包括如下制备步骤：

S1：按质量份数称取各组分：其中石灰石渣x份，生石灰y份，A组分z份和B组分w份。

S2：将x份石灰石渣投入双级无筛底粉碎机中进行粉碎，粉碎后的石灰石渣的直径在1mm～5mm之间；通过将石灰石渣的平均直径破碎到5mm以下，起到湿拌固化砂浆中机制砂的作用，石灰石渣是生产生石灰的产物，其表面粘连有一部分生石灰，本发明利用双级无筛底粉碎机互相串联的两套转子，使经上级转子击碎的物料立即被飞速旋转的下级转子的锤头再次细碎，内腔物料相互飞速碰撞，相互粉碎，达到锤粉料、料粉料的效果，不仅可以将生石灰抖落掉，降低石灰石渣中氧化镁的含量，避免与软土融合后出现膨胀、断裂等问题。而且经过粉碎后的石灰石渣渣体表面顿挫，增加石灰石渣中碳酸钙与氧化钙和软土的接触面积，再加入生石灰搅拌后，更加有利于氧化钙的激发，保证石灰石渣对软土的融合，增强软土的抗压性，得到固化砂浆更好的固化加固作用。

S3：将生石灰按照m:n的质量比分为两部分备用；由于石灰石渣水分含量比较高，一般在20％以上，因此在破碎和传输过程中会出现粘结机壁的现象，生石灰可以有效吸附石灰石渣中的水分，因此可以很好的改善在破碎过程中石灰石渣粘结机壁情况，有效的将石灰石渣破碎。但是仅使用生石灰与石灰石渣中的水分进行反应，会使得体系中产生大量的氢氧化钙，使得生石灰的固化效果提前失效，影响湿拌固化砂浆与软土的结合，本发明通过将生石灰按照m:n的质量比分为两部分，并分别与B组分和A组分混合，为 S4步骤中混合物料的含水量小于10％奠定了基础，同时避免混合物中含量过大的水分影响生石灰的反应，降低了湿拌固化砂浆中生石灰的用量，提高了混合效果。

其中，n＝m-1，m的确定方式分为以下五种：

(1)当z＝0时，m＝0；

(2)当w＝0时，m＝1；

(3)0当z＝0且w＝0时，将生石灰直接与粉碎后的石灰石渣混合；

(4)当A组分为皂化渣，且z＞0时，m的确定方式为：

①使用水分含量检测仪测定石灰石渣的含水率ω₁；计算得到x质量份的石灰石渣的含水量为ω₁x；

②使用水分含量检测仪测定皂化渣的含水率ω₂；计算得到z质量份的皂化渣的含水量为ω₂z；

③依据B组分的材料确定其吸水率k₁；其中依次计算B组分中各材料组分的吸水率，通过合并得到B组分的吸水率k₁，进而得到w质量份的B组分的吸水量为k₁w；

④由于生石灰的理论吸水率为32.14％，由此得到y质量份的生石灰的吸水量为0.3214y；

⑤当A组分为皂化渣时，为使得S4步骤中混合物料的含水量小于10％，引入挥发系数f，则得到湿拌固化砂浆的干燥平衡公式为：

k₁w+0.3214my＝0.9ω₁xf；

k₁w+0.3214y＝f(ω₁x+ω₂z)；

⑥计算得到m的值：

(5)当A组分不为皂化渣，且z＞0时，m的确定方式为：

②依据B组分的材料确定其吸水率k₁；其中依次计算B组分中各材料组分的吸水率，通过合并得到B组分的吸水率k₁，进而得到w质量份的B组分的吸水量为k₁w；

③由于生石灰的理论吸水率为32.14％，由此得到y质量份的生石灰的吸水量为0.3214y；

④当A组分为皂化渣时，为使得S4步骤中混合物料的含水量小于10％，引入挥发系数f，则得到湿拌固化砂浆的干燥平衡公式为：

k₁w+0.3214my＝0.9ω₁xf；

k₁w+0.3214y＝fω₁x；

⑤计算得到m的值：

S4：将my份生石灰与w份B组分混合，形成混合物1；将混合物1投入S2步骤中的双级无筛底粉碎机内，以30～50转/分钟的速度继续转动3～5分钟；直至双级无筛底粉碎机内的混合物料的含水量小于10％，本发明通过加入B组分，可以有效吸附石灰石渣中的水分，在湿拌固化砂浆制备过程中能够缓解生石灰与水的反应，提高湿拌固化砂浆中氧化钙的含量。

S5：将ny份生石灰与z份A组分混合，形成混合物2；将混合物2投入S4步骤中的双级无筛底粉碎机内，以30～50转/分钟的速度继续转动3～5分钟，待双级无筛底粉碎机中形成干燥的混合物时，即可得到湿拌固化砂浆。本发明通过设置混合物1和混合物2中生石灰的比例，使得混合物1对石灰石渣中水分的吸附效果达到平衡，保证足量的生石灰能够在回填软土时进一步反应生成氢氧化钙，并利用其反应生成的高温度将石灰石渣石体表面加热，对软土起到更好的融合和吸附作用，实现砂浆与软土的融合。

进一步的，步骤S5中，待双级无筛底粉碎机中形成干燥的混合物时，还加入水泥混合搅拌均匀。本申请中将混合后的物料投入双级无筛底粉碎机中进行粉碎时，由于内腔物料相互飞速碰撞，使得石灰石渣中含有的水分被快速吸收，破碎后的混合物呈现干燥状态，此时加入水泥混合搅拌，避免水泥过早硬化，降低水泥的使用限制。

本发明的第三个目的是提供一种利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆的应用方法，将湿拌固化砂浆应用于软土固化中，提高软土固化的抗压能力，使得软土更加结实牢固。

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆的应用方法，湿拌固化砂浆用于软土固化时，湿拌固化砂浆占软土的用量比为20％～40％。当使用本发明制备的湿拌固化砂浆回填软土时，由于软土含水量高，氧化钙遇到水分反应生成氢氧化钙并产生高热量，高温度作用将石灰石渣石体表面加热，对软土起到更好的融合和吸附作用，实现了湿拌固化砂浆与软土的融合，氢氧化钙遇到空气中的二氧化碳进一步反应生产碳酸钙，碳酸钙具有较高的强度，经过配比搅拌可使得软土固化，从而提高了软土的抗压能力，使得软土更加结实牢固。

综上，本发明具有以下有益效果：

1.解决水泥砂浆使用时间限制，水泥砂浆最大缺陷就是容易板结和固化时间限制，使得路基及路基土体和软基土体无法充分吸收固化，本申请石灰石渣、脱硫灰和反应剂混合制备湿拌固化砂浆，其中反应剂占比较低，因此可以实现不用或者少用水泥，即可以实现软土固化的目的，同时湿拌固化砂浆能够与软土更好的融合，避免软土固化出现裂缝。采用本发明优化后的湿拌固化砂浆组分，替代水泥砂浆，克服了由于水泥板结固化导致的砂浆固化时间有限，限制较大的缺陷，延长了湿拌固化砂浆回填软土的可操作时间。

2.替代固化剂污染问题，现有技术中通常通过液态胶凝材料固化，但此种固化方式固化强度和耐久性无法合格，而且固化剂的渗透力强，污染严重；本发明在不使用固化剂情况下实现路基土体和软基土体的高强固化，提高固化效果。

3.解决固体废物再生利用，本发明使用的石灰石渣、脱硫灰、皂化渣和磷石膏都是工业企业生产造成的固体废料，多以高镁、高硫、高硝、高碱化学成分为主，这些化学成分是建筑材料的应用难题，一旦应用不当会对造成严重的质量问题和污染问题，本发明通过石灰石渣破壁后增加生石灰所需含量，通过热量消解、融合湿拌固化砂浆达到路基及路基土体和软基土体的固化要求，解决上述难题，真正做到固体废物再生利用。

4.减少矿产资源依赖，常规固化材料如白灰二灰土、生石灰固化制品、水稳层、水泥砂浆固化制品和固化剂等的生产成本高，固化产品每吨的主要原材料占固化材料比例百分之五十以上，都依赖矿产资源如：生石灰、水泥、沙子、石子，而且生产污染严重。而本发明中生石灰占比每吨湿拌固化砂浆材料百分之十以内，剩余材料是固体废物的再生利用，节省成本的同时减少矿产资源依赖，更加环保。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明具体实施例中，各市售材料来源如下：

石灰石渣，购于葫芦岛航锦锦西氯碱化工有限公司；

生石灰，购于喀左县瑞信石灰石生产有限公司，喀左煜垚钙业有限公司；

脱硫灰，购于中国建材秦皇岛耀计玻璃有限公司；

皂化渣，购于葫芦岛航锦科技股份公司有限公司；

磷石膏，购于秦皇岛华瀛磷酸有限公司；

电石灰，购于葫芦岛航锦科技股份公司有限公司；

粉煤灰，购于葫芦岛航锦科技股份公司有限公司。

实施例1

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，按照重量份数计，湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣50份，生石灰10份，皂化渣10份和脱硫灰10份。

其中石灰石渣中钙点不少于50％；生石灰中钙点不少于80％。

S1：按质量份数称取各组分；

S2：将石灰石渣投入双级无筛底粉碎机中进行粉碎，粉碎后的石灰石渣的直径在1mm～5mm之间；

S3：将生石灰按照23:77的质量比分为两部分，备用；

其中，m的确定方式为：

①使用水分含量检测仪测定石灰石渣的含水率ω₁＝19.32％；

②使用水分含量检测仪测定皂化渣的含水率ω₂＝20.15％；

③依据B组分的材料确定其吸水率k₁；

本实施例中脱硫灰的主要化学成分是SiO₂ 9.42％、Fe₂O₃ 2.60％、Al₂O₃ 4.65％、CaO 44.35％、 SO₃ 3.24％。由此计算出理论上脱硫灰吸水的质量百分比k₁为16.71％。

④计算m的值：

则n＝0.77。

S4：将2.3份生石灰与脱硫灰混合，形成混合物1；将混合物1投入S2步骤中的双级无筛底粉碎机内，以30转/分钟的速度转动4分钟；

S5：将7.7份生石灰与皂化渣混合，形成混合物2；将混合物2投入S4步骤中的双级无筛底粉碎机内，以30转/分钟的速度转动4分钟，待双级无筛底粉碎机中形成干燥的混合物时，即可得到湿拌固化砂浆。

实施例2

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，按照重量份数计，湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣70份，生石灰20份，皂化渣10份。

其中石灰石渣中钙点不少于50％；生石灰中钙点不少于80％。

S1：按质量份数称取各组分；

S3：将生石灰投入S2步骤中的双级无筛底粉碎机内，以30转/分钟的速度转动4 分钟；

S4：将皂化渣投入S3步骤中的双级无筛底粉碎机内，以30转/分钟的速度转动4 分钟，待双级无筛底粉碎机中形成干燥的混合物时，即可得到湿拌固化砂浆。

实施例3

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，按照重量份数计，湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣70份，生石灰10份，脱硫灰20份。

其中石灰石渣中钙点不少于50％；生石灰中钙点不少于80％。

S1：按质量份数称取各组分；

S3：将脱硫灰投入S2步骤中的双级无筛底粉碎机内，以30转/分钟的速度转动4 分钟；

S4：将生石灰投入S3步骤中的双级无筛底粉碎机内，以30转/分钟的速度转动4 分钟，待双级无筛底粉碎机中形成干燥的混合物时，即可得到湿拌固化砂浆。

实施例4

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，按照重量份数计，湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣60份，生石灰20份，磷石膏8份和脱硫灰12份。

其中石灰石渣中钙点不少于50％；生石灰中钙点不少于80％。

S1：按质量份数称取各组分；

S3：将生石灰按照88:12的质量比分为两部分，备用；

其中，m的确定方式为：

①使用水分含量检测仪测定石灰石渣的含水率ω₁＝19.32％；

②使用水分含量检测仪测定皂化渣的含水率ω₂＝20.15％；

③依据B组分的材料确定其吸水率k₁；

④计算m的值：

则n＝0.12。

S4：将17.6份生石灰与脱硫灰混合，形成混合物1；将混合物1投入S2步骤中的双级无筛底粉碎机内，以30转/分钟的速度转动4分钟；

S5：将2.4份生石灰与磷石膏混合，形成混合物2；将混合物2投入S4步骤中的双级无筛底粉碎机内，以30转/分钟的速度转动4分钟，待双级无筛底粉碎机中形成干燥的混合物时，即可得到湿拌固化砂浆。

实施例5

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，按照重量份数计，湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣60份，生石灰20份，电石灰10份和脱硫灰10份。

其中石灰石渣中钙点不少于50％；生石灰中钙点不少于80％。

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆的制备方法与实施例4类同，此处不再赘述。

实施例6

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，按照重量份数计，湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣50份，生石灰20份，皂化渣10份和粉煤灰10份。

其中石灰石渣中钙点不少于50％；生石灰中钙点不少于80％。

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆的制备方法与实施例1类同，此处不再赘述。

实施例7

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，按照重量份数计，湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣60份，生石灰20份，电石灰10份和粉煤灰10份。

其中石灰石渣中钙点不少于50％；生石灰中钙点不少于80％。

实施例8

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，按照重量份数计，湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣60份，生石灰20份，脱硫灰10份，水泥10份。

S1：按质量份数称取各组分；

S4：将生石灰投入S3步骤中的双级无筛底粉碎机内，以30转/分钟的速度转动4 分钟，待双级无筛底粉碎机中形成干燥的混合物时，加入水泥混合搅拌均匀，即可得到湿拌固化砂浆。

实施例9

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，按照重量份数计，湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣50份，生石灰20份，皂化渣10份，磷石膏5份，电石灰5份，脱硫灰5份和粉煤灰5份。

其中石灰石渣中钙点不少于50％；生石灰中钙点不少于80％。

对比例1

使用传统水泥砂浆用于路基土体和软基土体固化。

对比例2

其中石灰石渣中钙点不少于30％；生石灰中钙点不少于50％。

对比例3

利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，按照重量份数计，湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣10份，生石灰10份，皂化渣40份和脱硫灰40份。

其中石灰石渣中钙点不少于50％；生石灰中钙点不少于80％。

对比例4

其中石灰石渣中钙点不少于50％；生石灰中钙点不少于80％。

S1：按质量份数称取各组分；

S2：称料结束后将各组分混合，将混合后的物料投入双级无筛底粉碎机中进行粉碎；

S3：将S2粉碎后的混合物进行搅拌即可得到湿拌固化砂浆。

性能验证

对以上实施例及对比例制备的湿拌固化砂浆的凝结时间、安定性、细度等性能结果检测如下表1所示；

将以上实施例及对比例中制备的湿拌固化砂浆用于软土固化，湿拌固化砂浆与软土的用量比为30％。对湿拌固化砂浆掺加到路基土体和软基土体中的安定性、含水率、净浆流动度、强度、稳定性等性能测试如下表2所示：

试验及判定依据：《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》 GB/T1346-2011；《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ/T 70-2009；《软土固化剂》 CJ/T 526-2018。

表1湿拌固化砂浆性能测试结果

表2湿拌固化砂浆混合料的性能测试结果

通过上述性能测试结果可以看出，采用本发明方法制备的湿拌固化砂浆的凝结时间、安定性、细度等性能以及当湿拌固化砂浆掺加到路基土体和软基土体中的安定性、含水率、净浆流动度、强度、稳定性等各方面性能均高于标准要求，能够很好的满足工程使用要求。且可以得出，按照实施例1的配方制备出的湿拌固化砂浆的测试性能以及应用效果最好。

对比例1与实施例1相比，直接使用水泥砂浆，由数据可知，湿拌固化砂浆混合料中60min的净浆流动度降低了63mm，说明水泥砂浆最大缺陷就是容易板结和固化时间限制，使得路基及路基土体和软基土体无法充分吸收固化，而本申请克服了由于水泥板结固化导致的砂浆固化时间有限，限制较大的缺陷，延长了湿拌固化砂浆回填软土的可操作时间。

对比例2与实施例1相比，可知石灰石渣中钙点和生石灰中钙点均未达标，其不能制成具有固化效果的湿拌固化砂浆。说明本申请通过控制石灰石渣中的钙点，保证石灰石渣可以消解为生石灰，提高体系中氧化钙的含量。通过控制生石灰的钙点，保证湿拌固化砂浆参与固化后的稳定性，提高软土的固化质量。

对比例3与实施例1相比，添加了过量的皂化渣和脱硫灰，其并未制成具有固化效果的湿拌固化砂浆。由数据可知，7d固化强度降低了15.17MPa，28d固化强度降低了21.54MPa，抗压强度随龄期增长降低了0.04MPa。说明本发明通过控制石灰石渣的重量份数，保证体系中骨料的含量、以及碳酸钙和氧化钙的含量，在将湿拌固化砂浆加入软土中时，保证石灰石渣对软土的融合，增强软土的抗压性，得到固化砂浆更好的固化加固作用。

对比例4与实施例1相比，没有采用分步添加的方式，而是直接将各组分混合，由数据可知其各项指数均有所下降，说明本发明通过将生石灰按照A组分与B组分的质量比分为两部分，并分别与B组分和A组分混合，避免混合物中含量过大的水分影响生石灰的反应，降低了湿拌固化砂浆中生石灰的用量，提高了混合效果。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例展示如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

S1：按质量份数称取各组分：其中石灰石渣x份，生石灰y份，固体废物p份，所述固体废物包括A组分z份和B 组分w份；

S2：将x份石灰石渣投入双级无筛底粉碎机中进行粉碎，粉碎后的石灰石渣的直径在1mm~5mm之间；

S3：将生石灰按照m:n的质量比分为两部分备用；

S4：将my份生石灰与w份B组分混合，形成混合物1；将混合物1投入S2步骤中的双级无筛底粉碎机内，以30~50转/分钟的速度继续转动3~5分钟；

S5：将ny份生石灰与z份A组分混合，形成混合物2；将混合物2投入S4步骤中的双级无筛底粉碎机内，以30~50转/分钟的速度继续转动3~5分钟，待双级无筛底粉碎机中形成干燥的混合物时，即可得到湿拌固化砂浆。

2.根据权利要求1所述的利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆的制备方法，其特征在于，所述A组分为皂化渣、磷石膏和电石灰中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆的制备方法，其特征在于，所述B 组分为脱硫灰和粉煤灰中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆的制备方法，其特征在于，步骤S5中，待双级无筛底粉碎机中形成干燥的混合物时，还加入水泥混合搅拌均匀。

5.一种利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，采用如权利要求1~4任一项所述的制备方法制得，其特征在于，按照重量份数计，所述湿拌固化砂浆包括如下各组分：石灰石渣40~90份，生石灰5~30份，固体废物5~30份；所述固体废物包括A组分0~30份和B 组分0~30份。

6.根据权利要求5所述的利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，其特征在于，所述湿拌固化砂浆中，所述石灰石渣的重量份数≥所述生石灰和所述固体废物的重量份数之和。

7.根据权利要求5所述的利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，其特征在于，所述石灰石渣中钙点不少于50%。

8.根据权利要求5所述的利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，其特征在于，所述生石灰中钙点不少于80%。

9.根据权利要求5所述的利用固废石灰石渣制备的湿拌固化砂浆，其特征在于，还包括水泥，所述水泥的质量份数为1~20份。

10.将权利要求1所述的制备方法制备的湿拌固化砂浆应用于软土固化中，其特征在于，所述湿拌固化砂浆用于软土固化时，湿拌固化砂浆占软土的用量比为20%~40%。