CN1207365C

CN1207365C - 土壤固化剂

Info

Publication number: CN1207365C
Application number: CN 02104284
Authority: CN
Inventors: 郑娟荣; 周同和; 吴杰
Original assignee: TIANZHUJIE SPECIAL BUILDING MATERIAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd BEIJING
Current assignee: TIANZHUJIE SPECIAL BUILDING MATERIAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd BEIJING
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: CN1442465A

Abstract

一种土壤固化剂，其包括电石渣、粒化高炉矿渣、化学激发剂，将电石渣、粒化高炉矿渣、化学激发剂分别磨粉至勃氏比表面积300-900m²/kg，按重量份为：电石渣25-90份，粒化高炉矿渣10-75份，化学激发剂0.1-5份混合制成。因利用了大量的工业废弃物，既节约了原材料，又保护了自然环境，电石渣和化学激发剂可有效的破坏粒化高炉矿渣中的玻璃体，并形成低碱性的水化硅酸钙凝胶，所形成的固化土的微结构均匀。其目的是提供一种对各种土壤适应能力强、固土效果好、固化土的耐久性好、可利用工业废弃物的土壤固化剂。

Description

土壤固化剂

技术领域

本发明涉及一种建筑材料领域的土壤固化剂。

背景技术

传统的土壤加固材料主要是石灰和水泥，石灰可用于浅层的路基或房基，但不能用于含水量高的软土地层；水泥虽可用于加固软土地层，但采用水泥加固土壤的固土效果不好，对土质的适应能力较差，其造价也非常高。此外，水泥在生产的过程中要消耗大量的能源和矿产资源，严重污染周围的环境。国家知识产权局于2000年3月8日公开了申请号98112230.2、发明名称“汉废渣充填料的新型石膏矿渣水泥配方及制备方法”的发明专利申请，该发明专利申请的技术方案虽然采用了多种工业废料，但其组份中并不包括电石渣废料，而制取乙炔时产生的电石渣废料很难处理，大量的电石渣废料会对环境造成污染，后果相当严重。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种成本低、对各种土壤适应能力强、固土效果好、固化土的耐久性好、可利用工业废弃物的土壤固化剂。

本发明的土壤固化剂，其包括电石渣、粒化高炉矿渣、化学激发剂，将电石渣、粒化高炉矿渣、化学激发剂分别磨粉至勃氏比表面积300-900m²/kg，按重量份为：电石渣25-90份，粒化高炉矿渣10-75份，化学激发剂0.1-5份混合制成。

本发明的土壤固化剂，其中所述电石渣为30-50份，所述粒化高炉矿渣为30-65份，所述化学激发剂为1-3份。

本发明的土壤固化剂，其中所述电石渣为80-90份，所述粒化高炉矿渣为10-25份，所述化学激发剂为1-3份。

本发明的土壤固化剂，其中所述电石渣可用等重量份的生石灰或消石灰或石灰膏或它们的任意组合物替代，所述粒化高炉矿渣可用等重量份的粒化钢渣或粒化电炉磷渣或粒化铬铁渣或粒化钛矿渣或粒化铜矿渣或粒化镍矿渣或它们的任意组合物替代，所述化学激发剂为氢氧化钠或氢氧化钾或碳酸钠或硫酸钠或硫酸钙或它们的任意组合物。

本发明的土壤固化剂，其中所述粒化高炉矿渣重量份的70％以下可用等重量份的电厂液态渣或粉煤灰或沸腾炉渣或自燃煤矸石或煅烧煤矸石或它们的任意组合物替代。

本发明的土壤固化剂，其中所述粒化钢渣或粒化电炉磷渣或粒化铬铁渣或粒化钛矿渣或粒化铜矿渣或粒化镍矿渣或它们任意组合物的重量份的70％以下可用等重量份的电厂液态渣或粉煤灰或沸腾炉渣或自燃煤矸石或煅烧煤矸石或它们的任意组合物替代。

本发明的土壤固化剂的优点和积极效果在于：因包括电石渣、粒化高炉矿渣，利用了大量的工业废弃物，既节约了原材料，又保护了自然环境，电石渣和化学激发剂可有效的破坏粒化高炉矿渣中的玻璃体，使玻璃体中的[SiO₄]^4-阴离子解聚，并形成低碱性的水化硅酸钙凝胶，同时电石渣以及化学激发剂溶解产生的离子有很强的扩散能力，因此，本发明的土壤固化剂成本低、对各种土壤适应能力强、固土效果好、固化土的耐久性好，形成的固化土的微结构均匀。本发明的土壤固化剂可广泛应用于道路施工、基础处理工程、水利电力工程等领域。本发明的土壤固化剂与425号普硅水泥试样抗压强度对比如下：

编号	高性能固土剂		425号普硅水泥		生石灰
	高性能固土剂		425号普硅水泥		生石灰		7天	28天	7天	28天	7天
	实施例1	0.42				0.2	7天	28天	7天	28天	7天
实施例2	实施例1	0.42				0.2	1.6	3.40	1.0	2.8
实施例2	实施例3	1.4	3.20	1.0	2.8		1.6	3.40	1.0	2.8
实施例4	实施例3	1.4	3.20	1.0	2.8		1.5	3.55	1.0	2.8
实施例4	实施例5	1.45	3.50	1.0	2.8		1.5	3.55	1.0	2.8
实施例6	实施例5	1.45	3.50	1.0	2.8		1.65	3.65	1.0	2.8
实施例6	实施例7	1.3	3.30	1.0	2.8		1.65	3.65	1.0	2.8
实施例8	实施例7	1.3	3.30	1.0	2.8		1.4	3.50	1.0	2.8

下面结合具体实施例对本发明的土壤固化剂作进一步详细说明。

具体实施方式

本发明所述的粒化高炉矿渣是将炼铁高炉排出的熔融矿渣，经急速冷却而成的松散颗粒，颗粒直径一般为0.5-5mm。本发明所述的电石渣、生石灰、消石灰、石灰膏的含水量应小于2％，粒化高炉矿渣、粒化钢渣、粒化电炉磷渣、粒化铬铁渣、粒化钛矿渣、粒化铜矿渣、粒化镍矿渣、电厂液态渣、粉煤灰、沸腾炉渣、自燃煤矸石、煅烧煤矸石的含水量应小于4％，以便将上述材料磨粉至勃氏比表面积300-900m²/kg，若其含水量较高，则需进行干燥处理，降低含水量使其达标。电石渣、生石灰、消石灰、石灰膏中的氧化钙含量应在50-70％之间，若其含其它成份的杂质较高，则需调整增加电石渣、生石灰、消石灰、石灰膏中的氧化钙含量，使其在50-70％之间。

实施例1

将电石渣、粒化高炉矿渣、氢氧化钠和氢氧化钾分别磨粉至勃氏比表面积400m²/kg，按重量份为：电石渣89份，粒化高炉矿渣10份，氢氧化钠0.5份，氢氧化钾0.5份混合，即可得到本发明的土壤固化剂，其可替代石灰作为土壤加固材料。其中所述电石渣可用等重量份的生石灰或消石灰或石灰膏或它们的任意组合物替代，所述粒化高炉矿渣可用等重量份的粒化电炉磷渣或粒化铬铁渣或粒化钛矿渣或粒化铜矿渣或粒化镍矿渣或它们的任意组合物替代。

实施例2

将电石渣、粒化高炉矿渣和沸腾炉渣、硫酸钙分别磨粉至勃氏比表面积400m²/kg，按重量份为：电石渣40份，粒化高炉矿渣35份，沸腾炉渣24份，硫酸钙1份混合，即可得到本发明的土壤固化剂，其可替代水泥作为土壤加固材料。

实施例3

将电石渣、粒化高炉矿渣和粉煤灰、硫酸钙分别磨粉至勃氏比表面积400m²/kg，按重量份为：电石渣40份，粒化高炉矿渣35份，粉煤灰24份，硫酸钙1份混合，即可得到本发明的土壤固化剂，其可替代水泥作为土壤加固材料。

实施例4

将电石渣、粒化高炉矿渣和粉煤灰、碳酸钠分别磨粉至勃氏比表面积800m²/kg，按重量份为：电石渣40份，粒化高炉矿渣35份，粉煤灰23份，碳酸钠2份混合，即可得到本发明的土壤固化剂，其可替代水泥作为土壤加固材料。

实施例5

将电石渣、粒化电炉磷渣、粉煤灰和电厂液态渣、氢氧化钠分别磨粉至勃氏比表面积400m²/kg，按重量份为：电石渣35份，粒化电炉磷渣20份，粉煤灰24份，电厂液态渣20份，氢氧化钠1份混合，即可得到本发明的土壤固化剂，其可替代水泥作为土壤加固材料。

实施例6

将电石渣、粒化铬铁渣、粉煤灰和电厂液态渣、氢氧化钠分别磨粉至勃氏比表面积800m²/kg，按重量份为：电石渣35份，粒化铬铁渣20份，粉煤灰24份，电厂液态渣20份，氢氧化钠1份混合，即可得到本发明的土壤固化剂，其可替代水泥作为土壤加固材料。

实施例7

将生石灰、粒化钛矿渣和粉煤灰、氢氧化钠和硫酸钙分别磨粉至勃氏比表面积400m²/kg，按重量份为：生石灰40份，粒化钛矿渣35份，粉煤灰23份，氢氧化钠1份，硫酸钙1份混合，即可得到本发明的土壤固化剂，其可替代水泥作为土壤加固材料。

实施例8

将生石灰、粒化高炉矿渣和粉煤灰、氢氧化钾和硫酸钙分别磨粉至勃氏比表面积800m²/kg，按重量份为：生石灰30份，粒化高炉矿渣35份，粉煤灰23份，氢氧化钾1份，硫酸钙1份混合，即可得到本发明的土壤固化剂，其可替代水泥作为土壤加固材料。

实施例9

将电石渣、粒化铜矿渣和沸腾炉渣、硫酸钙分别磨粉至勃氏比表面积600m²/kg，按重量份为：电石渣30份，粒化铜矿渣35份，沸腾炉渣24份，硫酸钙0.1份混合，即可得到本发明的土壤固化剂，其可替代水泥作为土壤加固材料。

实施例10

将电石渣、生石灰、消石灰、石灰膏、粒化镍矿渣、电厂液态渣、粉煤灰、沸腾炉渣、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硫酸钠、硫酸钙分别磨粉至勃氏比表面积300m²/kg，按重量份为：电石渣50份、生石灰10份、消石灰10份、石灰膏10份，粒化镍矿渣10份、电厂液态渣5份、粉煤灰1份、沸腾炉渣1份，氢氧化钠1份、氢氧化钾1份、碳酸钠1份、硫酸钠1份、硫酸钙1份混合，即可得到本发明的土壤固化剂，其可替代石灰作为土壤加固材料。

实施例11

将电石渣、生石灰、消石灰、石灰膏、粒化高炉矿渣、粒化镍矿渣、粉煤灰、沸腾炉渣、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硫酸钠、硫酸钙分别磨粉至勃氏比表面积900m²/kg，按重量份为：电石渣10份、生石灰10份、消石灰10份、石灰膏10份，粒化高炉矿渣15份、粒化镍矿渣15份、粉煤灰5份、沸腾炉渣20份，氢氧化钠0.1份、氢氧化钾0.1份、碳酸钠0.1份、硫酸钠0.1份、硫酸钙0.1份混合，即可得到本发明的土壤固化剂，其可替代水泥作为土壤加固材料。

将现场采取的砂质粉土1750±5克在烘箱中用100℃烘干后，碾碎通过2-5mm筛子，再加入375克±2按上述实施例2-8制成的土壤固化剂和水750±1克制成的试样(其中土壤固化剂占总重量的15％)，通过与425号普硅水泥，按GB177-85《水泥胶砂强度检验》方法规定制成的试样(固化土试样的尺寸为70.7×70.7×70.7)，以及按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》要求使用生石灰和实施例1制成的土壤固化剂，并测量其配合比稳定土的无侧限抗压强度(7天饱水强度)，其试样抗压强度对比如下：

单位：MPa

本发明的土壤固化剂在使用时可根据工程的要求、土壤的性质、含水量等具体情况，采用粉喷法、深层搅拌法、碾压法等方法，将本发明的土壤固化剂混入需要固化的土壤中，即可使工程土壤固化至设计要求。

本发明的土壤固化剂因包括电石渣、粒化高炉矿渣，利用了大量的工业废弃物，既节约了原材料，又保护了自然环境，电石渣和化学激发剂可有效的破坏粒化高炉矿渣中的玻璃体，使玻璃体中的[SiO₄]^4-阴离子解聚，并形成低碱性的水化硅酸钙凝胶，同时电石渣以及化学激发剂溶解产生的离子有很强的扩散能力，因此，本发明的土壤固化剂对各种土壤(含泥碎石屑、砂质土、粉土、粘土、淤泥、杂填土等)适应能力强、固土效果好、固化土的耐久性好，形成的固化土的微结构均匀。本发明的土壤固化剂适用于建筑工程地基处理、已有工程加固、深基坑工程、高速公路软基处理、高填土加固、道路施工、水利电力工程等领域。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。本发明请求保护的内容都记载在权利要求书中。

Claims

1.土壤固化剂，其特征在于其包括电石渣、粒化高炉矿渣、化学激发剂，将电石渣、粒化高炉矿渣、化学激发剂分别磨粉至勃氏比表面积300-900m²/kg，按重量份为：电石渣25-90份，粒化高炉矿渣10-75份，化学激发剂0.1-5份混合制成。

2.根据权利要求1所述的土壤固化剂，其特征在于所述电石渣为30-50份，所述粒化高炉矿渣为30-65份，所述化学激发剂为1-3份。

3.根据权利要求1所述的土壤固化剂，其特征在于所述电石渣为80-90份，所述粒化高炉矿渣为10-25份，所述化学激发剂为1-3份。

4.根据权利要求1、2或3所述的土壤固化剂，其特征在于所述电石渣可用等重量份的生石灰或消石灰或石灰膏或它们的任意组合物替代，所述粒化高炉矿渣可用等重量份的粒化钢渣或粒化电炉磷渣或粒化铬铁渣或粒化钛矿渣或粒化铜矿渣或粒化镍矿渣或它们的任意组合物替代，所述化学激发剂为氢氧化钠或氢氧化钾或碳酸钠或硫酸钠或硫酸钙或它们的任意组合物。

5.根据权利要求1、2或3所述的土壤固化剂，其特征在于所述粒化高炉矿渣重量份的70％以下可用等重量份的电厂液态渣或粉煤灰或沸腾炉渣或自燃煤矸石或煅烧煤矸石或它们的任意组合物替代。

6.根据权利要求4所述的土壤固化剂，其特征在于所述粒化钢渣或粒化电炉磷渣或粒化铬铁渣或粒化钛矿渣或粒化铜矿渣或粒化镍矿渣或它们任意组合物的重量份的70％以下可用等重量份的电厂液态渣或粉煤灰或沸腾炉渣或自燃煤矸石或煅烧煤矸石或它们的任意组合物替代。