[發明專利]基于三種工業廢料的軟土固化劑

無效

• 申請號: 201310302183.8
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103332910A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 易耀林;劉松玉;李晨;孫川;章定文
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C04B28/08
• 分類號: C04B28/08;C04B22/14
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明屬于土木工程技術領域，是一種用于固化軟土的固化劑。??

背景技術

化學固化是用來加固軟土的常用方法，它通過固化劑和被軟土之間物理化學作用，形成強度較高、整體性、水穩性好的固化土。土木工程中最常用的固化劑為水泥和石灰。石灰是土木工程中應用歷史最長的固化劑，但是它的缺點是形成的強度太低，效果不好，所以，當前土木工程中最主要的固化劑為水泥。但是水泥在生產過程需要高溫煅燒，煅燒溫度約為1450度，同時在水泥生產過程中需要釋放大量的二氧化碳，生成1噸水泥需要向大氣排放0.85噸二氧化碳。研究表明由于水泥產業排放的二氧化碳占世界上人為排放二氧化碳的10%左右，二氧化碳作為主要溫室氣體對全球變暖影響很大。中國作為京都協議的簽約國，承擔著很重的二氧化碳減排責任，而土木建筑領域是二氧化碳排放的主要重要領域之一。?

粒化高爐礦渣微粉是由鋼鐵工業的廢料——礦渣磨細而來的。礦渣是鋼鐵工業的一種廢料，如不加以利用，其本身的堆放也會占用一定土地資源。粒化高爐礦渣微粉的化學成分與普通波特蘭水泥相似，是一種潛在的膠凝材料，而且該原料的性質穩定、來源較廣，價格是水泥的一半左右，能滿足土木工程行業的大規模需要。但是這種材料的水化速度和強度增長很慢，需要半年甚至幾年，很難滿足土木工程的使用需求。電石渣是用電石生產重要化工原料乙炔時產生的廢渣，主要成分是Ca(OH)₂，CaCO₃、SiO₂、硫化物、鎂和鐵等金屬的氧化物、氫氧化物等無機物以及少量有機物。電石渣漿是重點污染源，排放及存儲電石渣常占用大量的耕地，長期存放的土地嚴重鈣化，復耕非常困難。如果管理不當會對本地生態環境造成嚴重影響。磷石膏是指在磷酸生產中用硫酸處理磷礦時產生的固體廢渣，其主要成分為硫酸鈣，其堆放占用土地，且污染環境。??

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種基于三種工業廢料的軟土固化劑，用于固化軟土。本發明能夠提高軟土固化效果，降低相應土木工程中的能耗和二氧化碳排放，降低工業廢料堆放對環境的污染，同時降低工程造價。?

技術方案：?

一種基于三種工業廢料的軟土固化劑：固化劑由粒化高爐礦渣微粉（滿足國標G/T?18046-2008）、電石渣和電石渣組成，電石渣干質量占粒化高爐礦渣微粉干質量的10％～30％，磷石膏干質量占電石渣干質量的占5％～20％。

與現有技術相比，本發明在達到相同固化效果的前提下，可減少約80％的二氧化碳排放，約70％的能耗，節省約40％的工程造價。?

本發明經過了試驗發現（在后面的試驗例將舉例說明），磷石膏能大大加速粒化高爐礦渣微粉-電石渣固化土的強度。發明人通過試驗發現，磷石膏摻入過多或過少都會降低固化效果，存在一個最佳的范圍，即：磷石膏干質量占電石渣干質量的5％～20％時，固化效果最優。在該配比范圍內，固化效果要高于相同情況下的水泥。本發明的固化劑主要成分為工業廢料，利用它可以減少水泥生產過程中向大氣排放的二氧化碳，降低工業廢料堆放對環境的污染，同時大大降低固化劑的成本，所以，本發明的固化劑是一種綠色、低碳和經濟的環保型固化劑。??

附圖說明

圖1為固化軟土的無側限抗壓強度。?

具體實施方式?

本發明所述的固化劑由粒化高爐礦渣微粉（滿足國標G/T?18046-2008）、電石渣和磷石膏組成，電石渣干質量占粒化高爐礦渣微粉干質量的10％～30％，磷石膏干質量占電石渣干質量的占5％～20％。具體的配比可以在本發明提供的范圍內，采用所需要處理的軟土進行幾組不同的室內配合比試驗，確定最優配比。用本發明固化軟土時，根據具體工程需要，固化劑干質量占軟土干質量的5%~40%。

試驗例1?