CN1858356A

CN1858356A - 废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法

Info

Publication number: CN1858356A
Application number: CN 200510072103
Authority: CN
Inventors: 王文举
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2006-11-08

Abstract

该方法属于氨碱法生产纯碱工艺废碱渣资源化利用的方法。氨碱法生产纯碱产生的废碱渣主要成分是CaO、CaCO₃、CaCI₂Mg(OH)₂、AI₂O₃等，它们是可利用的胶凝材料。本发明是利用这些废碱渣代替部分生石灰，作为一种有用的资源，用在公路、铁路和其它土建工程中换填土改性、公路路面结构层半刚性基层综合稳定土。其法是根据土壤粒径的大小和塑性指数分别以12～18％的废碱渣、1～4％的生石灰、充分拌合后制成粘结土壤的固化剂。然后配以80～87％的粘土制成换填改性土或公路路面结构层半刚性稳定材料，用重型压路机压实即可。该法与其它石灰(二灰)急定材料相比节约石灰用量3～6倍，七天无侧限饱水抗压强度能达到0.6～1.15MPa以上。

Description

废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法

技术领域

废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法。该方法属于氨碱法制纯碱工艺废碱渣资源化利用的方法。

背景技术

氨碱法工艺生产纯碱过程中，产生大量碱性废渣。每生产一吨纯碱产生约0.3～0.5吨废碱渣，这些废碱渣未经任何无害化处理，堆积在储渣场，对周围环境造成污染。研究表明，废碱渣的有效成分主要是CaO、CaCO₃、CaCI₂、Mg(OH)₂、AI₂O₃等，它们是可利用的胶凝材料，将其作为一种有用的资源代替部分生石灰，用于公路、铁路和其它土木工程中即能降低工程成本又能解决环境污染问题，是一件利国利民的事情。该专利技术的推广实施可产生巨大的社会、经济和环境效益。

目前，国内外对废碱渣的综合利用已取得了一定的成果。例如，国外专利用废碱渣加工碱或碱土金属的重碱酸盐(德国专利DD39590)；用废碱渣加沥青制屋顶盖板、沥青混凝土和铺路材料的方法(专利号US2474381)等；我国专利碱渣、粉煤灰制回填土的方法(专利公告号1100485)；碱渣制工程土的方法(专利公告号1130158)；排放碱渣制工程用土的方法(专利公告号1193000)；堆积碱渣制工程用土的操作方法(专利公告号119292)；一种用粉煤灰、碱渣制工程用土的方法(专利公告号119120)等。国外专利对废碱渣的综合利用方法成本高，难以推广。我国的废碱渣综合利用发明专利大多是把废碱渣作为一种代“土”原料来使用。虽然通过上面专利的实施消化大量的碱渣，在保护环境方面起到一定的积极意义。但是土资源与碱渣资源比较，土资源相对丰富广泛，有土的地方和有建筑填充料(沙、矿渣、砾石、碎石)的地方相对碱渣较易取且经济。而废碱渣场相对集中，运距愈远成本愈高。其二；上述专利发明的“碱渣土”虽有一定的力学性能(0.13MPa～0.18MPa)，但强度远远达不到很多土建工程所到之处要求的力学指标，这就使得上述发明专利在推广应用中有明显的局限性。本发明是把废碱渣当作一种有用的自然资源，用它代替部分生石灰配制成换填土的改性剂或公路路面结构层综合稳定材料的固化剂，即可大大降低生石灰的用量，又能消化污染源，真正达到变废为宝的目的。

为从根本上解决废碱渣对环境造成的污染，其根本途径是对其进行资源化利用。目前国内外尚未有对废碱渣进行资源化利用的有效方法。本发明专利把这些废碱渣作为一种有用的自然资源替代部分生石灰，制成换填土改性剂或公路路面结构层综合稳定材料的固化剂，用于公路、铁路和土建工程中，是消化、利用废碱渣的有效途径之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种纯碱厂氨碱法工艺废碱渣资源化利用的新途径。用废碱渣代替生石灰，制成换填土改性剂或公路路面结构层综合稳定材料的固化剂，用以配制公路工程中路面结构层综合稳定土。

本发明的主要内容：根据土壤粒径的大小和塑性指数分别以12～18％的废碱渣、1～4％的生石灰、充分拌合后制成土壤的固化剂，然后配以80～87％的粘土制成填土路基的改性土或公路路面结构层综合稳定土。方法是将生石灰与废碱渣按上述配合比例进行掺拌，使得生石灰充分吸收废碱渣水分，并根据废碱渣中含水量的大小计算出能够充分消解生石灰所需含水量进行补水(或风干)，制出基础原料—土壤固化剂(该制剂的含水量为15.0～20％之间，粒径应通过37.5mm方筛)。然后与土进行均匀拌合(土的粒径大小应满足公路路面基层施工技术规范要求)即得公路路面结构层综合稳定土(其含水量控制在15～18％左右)。用施工机械(平地机、旋耕耙、路拌机、摊铺机、压路机等机械)把综合稳定土平铺于路基上整形，最后用重型压路机压实。该综合稳定土与其它石灰(二灰)稳定土相比：①可减少石灰用量3～6倍(经济性)；②早期强度高(三天无侧限饱水抗压强度能≥0.5MPa)，而力学性能基本相同。③七天无侧限饱水抗压强度能达到0.6～1.15MPa以上。满足国家行业标准。

具体实施方式

本发明的实施方法非常简单、方便、快捷。具体实施方法(参照附图)：首先把废碱渣、生石灰按上述比例掺拌均匀并控制其含水量和粒径制成土壤固化剂，然后与土按上述比例拌合均匀，使其含水量达到最佳含水量(15～18％)，即得公路路面半刚性基层综合稳定土。然后用施工机械把综合稳定土平铺于路基上，用重型压路机压实(93～95％)七天保湿养生即可。

本发明工艺简单，以废碱渣代替部分生石灰作为胶凝材料，不仅可节约大量的建设资金，而且又可消除废渣对环境的污染，可达到既发展经济又保护环境的双赢目的。

附图是本发明的废碱渣代替生石灰制成换填土改性剂或公路路面结构层综合稳定材料的固化剂，配制公路工程路面结构层综合稳定土的工艺流程示意图。

本发明包括不限于下列具体的实例。

实例1

废碱渣14％，生石灰3％，粘土83％，最大干密度1.79g/cm³，最佳含水量15％，试件七天无侧限饱水抗压强度1.11MPa。

实例2

废碱渣16％，生石灰3％，粘土81％，最大干密度1.78g/cm³，最佳含水量15.4％，试件七天无侧限饱水抗压强度1.10MPa。

实例3

废碱渣12％，生石灰4％，粘土84％，最大干密度1.74g/cm³，最佳含水量17.2％，试件七天无侧限饱水抗压强度1.05MPa。

实例4

废碱渣14％，生石灰4％，粘土82％，最大干密度1.78g/cm³，最佳含水量15.0％，试件七天无侧限饱水抗压强度1.06MPa。

实例5

废碱渣16％，生石灰4％，粘土80％，最大干密度1.74g/cm³，最佳含水量16.4％，试件七天无侧限饱水抗压强度1.03MPa。

实例6(加入2％的粉煤灰后)

废碱渣15％，生石灰3％，粘土80％，最大干密度1.76g/cm³，最佳含水量15.7％，试件七天无侧限饱水抗压强度1.19MPa。

实例7(加入2％粉煤灰)

废碱渣16％，生石灰2％，粘土80％，最大干密度1.77g/cm³，最佳含水量15％，试件七天无侧限饱水抗压强度1.07MPa。

实例8

废碱渣10％，生石灰1％，粘土33％，碎石55％，最大干密度2.08g/cm³，最佳含水量8.3％，试件七天无侧限饱水抗压强度1.02MPa。

实例9

2005年4月16日在焦作市马村区九里山至高村二级路铺筑试验路段500米，该线路设计宽度为17米，首先测得该地域土的塑性指数为11.4，废碱渣含水量介于58～79％之间，生石灰有效钙镁含量为68％，采用的配合比为：生石灰3％：碱渣14％：土83％，按上述施工工艺配成路面结构层综合土(试验室内采用重型击实标准测得最佳含水量为16.3％，最大干密度为1.71)。当路面结构层综合稳定土经过充分拌合均匀含水量为17.5％时用平地机、推土机整平稳压后，使用18吨压路机进行先静压1遍，振动碾压5遍，测其压实度为93.5。测得现场制备试件七天无测限饱水抗压强度为1.13MPa，七天后现场取芯无侧限饱水抗压强度为0.81MPa。

Claims

1一种废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法，本发明的特征是充分利用工业废碱渣中CaO、CaCO₃、CaCI₂、Mg(OH)₂、AI₂O₃等有效成分，把它们作为胶凝材料，添加少量生石灰作为活性剂，制成换填土改性剂、公路路面结构层半刚性稳定材料的固化剂，配制路面结构层综合稳定土用于公路、铁路和其它土建工程中，以满足工程设计要求的整体性、承载能力、刚度、水稳性。

2一种废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法，本发明的特征是将生石灰与废碱渣按11∶89～25∶75不同的配合比制成土壤固定转化剂(含水量为15～20％之间，粒径应通过37.5mm方筛)。

3一种废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法，本发明的特征是根据土的粒径和塑性指数，选用对应的固化剂与土的配合比(16∶84～20∶80)，制成公路结构层半刚性基层稳定土，控制其含水量在15％～18％最佳含水量范围内。

4一种废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法，本发明的特征是制成的公路结构层半刚性基层稳定土，在达到最佳含水量时，用重型压路机进行碾压，压实度≥93％(底基层)、压实度≥95％(基层)。

5一种废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法，本发明的特征是制成的公路结构层半刚性基层综合稳定土碾压完毕后，第二天开始养生，保持表面潮湿，在养生七天内，除洒水车外，封闭交通。

6一种废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法，本发明的特征是制成的公路结构层半刚性基层稳定土，现场制备的无侧限抗压试件七天无侧限饱水抗压强度底基层均能≥0.5Mpa，基层≥0.8Mpa，满足国家行业标准。

7一种废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法，本发明的特征是与同类石灰稳定土相比，代替石灰用量3～6倍，其它力学性能基本不变。

8一种废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法，本发明的特征是解决了石灰类综合稳定土早强问题(三天无侧限饱水抗压强度能≥0.5MPa)。

9一种废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法，本发明的特征是制成的公路结构层半刚性基层综合稳定土，在塑性指数小于15(10～15之间)时节约石灰用量更为明显。

10一种废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法，本发明的特征是制成的公路结构层半刚性基层综合稳定土，经试验其氯离子含量≤25g/kg，符合国家三级土壤质量标准(GB15618-1995)。

11一种废碱渣代替生石灰配制公路路面结构层综合稳定土的方法，本发明的特征适用于所有公路、铁路、土建工程中换填土改性及各等级公路路面结构层半刚性基层综合稳定土。