道路工程用脱氯碱渣固化土的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种道路工程用脱氯碱渣固化土。
【背景技术】
[0002] 目前，我国沿海城市地层中存在大量淤泥质粘土，这些淤泥质粘土存在含水量高、 粘粒含量高、排水性差、强度低等问题，难以满足工程建设需求，有待于进行加固处理。传统 加固方法对于含水量较高的淤泥质粘土来说，所添加的固化剂量比较大，成本也很高，且往 往达不到理想的固化效果。
[0003] 近年来，由于工业废渣的大量堆积，已造成环境的污染，碱渣固化剂由于资源化 利用工业废渣，已得到广泛应用。专利申请文件公开"利用碱渣制备建材及其产品的配方 (201410331432. 0) "以及"一种综合利用碱渣的淤泥固化材料（201310247152. 7) "都涉 及碱渣的资源化利用，但是都未对工业碱渣进行脱氯预处理，碱渣中存在的高含量氯化物 (CaCl2、NaCl)对沿海道路工程后期的环境和耐久性都会造成一定程度的影响。因此，有效 开发碱渣预处理技术，实现可持续的资源化利用，具有一定的社会效益和经济效益。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种有效开发碱 渣预处理技术，将工程性质较差的淤泥质粘土改良成工程建设用土，实现可持续资源化利 用的道路工程用脱氯碱渣固化土。
[0005] 本发明的技术解决方案如下：一种道路工程用脱氯碱渣固化土，它由以下重量百 分比的各组分组成：固化剂8~20%，干土 45~55%和水35~40% ;所述固化剂由以下 各组分组成：脱硫石膏、脱氯碱渣、粉煤灰、矿渣、激发剂；所述干土由干燥后的淤泥质粘土 经粉磨后获得。
[0006] 作为优选，所述固化剂由以下重量百分比的各组分组成：脱硫石膏10~15%、脱 氯碱渣30~40%、粉煤灰20~32%、矿渣20~30%、激发剂5~10%。
[0007] 作为优选，所述脱硫石膏为电厂烟气脱硫石膏，其中三氧化硫含量为35~45%。
[0008] 作为优选，所述脱氯碱渣由氨碱法制碱过程中产生的比表面积在400m2/kg以上的 碱渣经过电解除氯的方法预处理得到；具体预处理方法为：将碱渣与水按1:2重量比混合 调浆，将调浆后的浆液置于一个2-5V的直流电场下，使溶液中的Na+、Ca2+和Cl在电场的 作用下分离。
[0009] 作为优选，所述粉煤灰为比表面积为300~500m2/kg的二级粉煤灰。
[0010] 作为优选，所述矿渣的比表面积为400~600m2/kg。
[0011] 作为优选，所述激发剂为硅酸钠、硅酸钙、硫酸钠中的一种或几种。
[0012] 作为优选，所述干土是由风干或烘干的淤泥质粘土经粉磨后获得的粒径小于2mm 的干土粉。
[0013] 所述道路工程用脱氯碱渣固化土的制备方法为：将固化剂，干土和水按照上述配 比机械搅拌混合、压实即可。
[0014] 所述固化剂的制备方法为：将脱硫石膏、脱氯碱渣、粉煤灰、矿渣、激发剂按照上述 配比搅拌混合均匀即可。
[0015] 本发明所述粉煤灰的起到填充、助磨、降低水化热等作用；所述矿渣起到胶凝、填 充等作用；碱渣中的CaO很容易被释放，与淤泥质粘土中粘土颗粒及水产生一系列的物理 化学反应，形成水化硅酸盐凝胶，附着于土颗粒或孔壁上，形成较为完整的土骨架，提高固 化土的强度。
[0016] 本发明中将淤泥质粘土、固化剂通过机器搅拌充分均匀即可进行固化。获得的固 化土无侧限抗压强度显著提高，经测定：固化土 7天无侧限抗压强度达到0. 02-0. 28MPa ;28 天无侧限抗压强度达到0. 06-0. 44MPa ;90天无侧限抗压强度达到0. 10-0. 63MPa，可用作普 通工程填垫土，具有巨大的经济效益和工程建设意义。
[0017] 本发明的有益效果为：
[0018] 本发明能满足工程施工要求，并且制备方法简单，通过机械粉碎、搅拌充分混合即 可；
[0019] 本发明可以减少工业生产中产生的碱渣等工业废渣的废弃处置对大量土地的占 用和对周围环境的污染；尤其通过对碱渣进行电化学除氯，消除氯化物对工程地下水的污 染和钢筋混凝土工程的腐蚀等问题；
[0020] 本发明将废弃的碱渣、矿渣转化为工程性能良好的土工材料，固化后的淤泥质粘 土可用于道路工程回填土；
[0021] 固化剂的主要成分碱渣、矿渣、脱硫石膏和粉煤灰等属于工业废弃物，利用工业废 弃物来治理淤泥质粘土，得到工程建设大量需求的填垫土，相比复合水泥固化土，成本较 低；
[0022] 综上所述，本发明先对碱渣进行电化学除氯，然后结合碱渣、矿渣、粉煤灰等廉价 工业废料的特性制作与淤泥质粘土相互作用的固化剂，对淤泥质粘土进行处理，将工程性 质较差的淤泥质粘土改良成工程建设用土，该技术既可减少工程用土成本，也可解决碱渣 等工业废料大面积堆放的问题。
【具体实施方式】
[0023] 下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实 施例。
[0024] 实施例采用具体代表性的位于地表下13. 8-14. 8m的淤泥质粘土，含水量为 62. 4%〇
[0025] 实施例1
[0026] 将要加固的淤泥质粘土烘干、粉磨并筛选出粒径小于2mm的干土备用。按重量百 分比：固化剂8%、干土 55%、水37%，将上述配合比原料放入搅拌机搅拌均匀得到混合土 样，压实获得道路工程用脱氯碱渣固化土。
[0027] 其中，所述固化剂重量百分比组成为12%的脱硫石膏、30%的脱氯碱渣、30%的粉 煤灰、23 %的矿渣、5 %激发剂；
[0028] 所述脱硫石膏为电厂烟气脱硫石膏，其中三氧化硫含量为35~45% ;
[0029] 所述脱氯碱渣由氨碱法制碱过程中产生的比表面积在400m2/kg以上的碱渣经过 电解除氯的方法预处理得到；具体预处理方法为：将碱渣与水按1:2重量比混合调浆，将调 浆后的浆液置于一个5V的直流电场下，使溶液中的Na+、Ca2+和Cl在电场的作用下分离； C12、HC1、氯盐随阳极出水排出，以质量百分比计，碱渣中的Cl从9~14%降至0. 7%以下， 去除率达95%以上；CaCl2U9~13%降至1%以下，去除率达96以上，NaCl从3~9%降 至1%以下，其去除率达90%以上。
[0030] 所述粉煤灰为比表面积为300~500m2/kg的二级粉煤灰，符合GB1596-1991执行 标准。
[0031] 所述矿渣的比表面积为400~600m2/kg，符合GB/T203-1994执行标准。
[0032] 所述激发剂为硅酸钠。
[0033] 测得该道路工程用脱氯碱渣固化土 14天无侧限抗压强度为0. 02MPa，28天无侧限 抗压强度为〇. 〇6MPa，90天无侧限抗压强度为0. lOMPa。
[0034] 该道路工程用脱氯碱渣固化土 14天压缩系数为LgOMPa1JS天压缩系数为 I. 38MPa \90天压缩系数为0· 75MPa、
[0035] 该道路工程用脱氯碱渣固化土 14天压缩模量为1.42MPa，28天压缩模量为 1. 89MPa，90天压缩模量为3. 42MPa。
[0036] 该道路工程用脱氯碱渣固化土 14天强度参数.60°，c = 9. 58kPa，28天强度参 数·=1.94。，c = 11. 78kPa，90 天强度参数Φ=3,61°, c = 12. 98kPa。
[0037] 实施例2
[0038] 将要加固的淤泥质粘土烘干、粉磨并筛选出粒径小于2mm的干土备用。按重量百 分比：固化剂10 %、干土 50 %、水40 %，将上述配合比原料放入搅拌机搅拌均匀得到混合土 样，压实，获得道路工程用脱氯碱渣固化土。
[0039] 其中，所述固化剂重量百分比组成为12%的脱硫石膏、30%的脱氯碱渣、30%的粉 煤灰、23 %的矿渣、5 %激发剂；
[0040] 所述脱硫石膏为电厂烟气脱硫石膏，其中三氧化硫含量为35~45% ;
[0041] 所述脱氯碱渣由氨碱法制碱过程中产生的比表面积在400m2/kg以上的碱渣经过 电解除氯的方法预处理得到；具体预处理方法为：将碱渣与水按1:2重量比混合调浆，将调 浆后的浆液置于一个5V的直流电场下，使溶液中的Na+、Ca2+和Cl在电场的作用下分离； 去除碱渣中95%以上质量百分比的Cl ;
[0042] 所述粉煤灰为比表面积为300~500m2/kg的二级粉煤灰，符合GB1596-1991执行 标准。
[0043] 所述矿渣的比表面积为400~600m2/kg，符合GB/T203