[發(fā)明專利]一種水淬錳渣軟土固化劑

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410162124.X
• 申請(qǐng)日: 2014-04-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103965918A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張競(jìng);華蘇東;張愛(ài)平;姚曉;諸華軍;楊鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇工大偉業(yè)新材料有限公司
• 主分類號(hào): C09K17/10
• 分類號(hào): C09K17/10;E02D3/12;C09K103/00
• 代理公司: 淮安市科文知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223
• 代理人: 謝觀素

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種軟土固化劑，具體的說(shuō)涉及一種利用水淬錳渣和粉煤灰制備的經(jīng)改性劑改性的軟土固化材料。本發(fā)明屬于土木工程材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘性土、泥炭及泥炭質(zhì)土作為地基建設(shè)中常見(jiàn)的軟土類型，由于天然含水率大、強(qiáng)度低、孔隙比大、壓縮系數(shù)高，并具有觸變性、蠕變性等特殊的工程性質(zhì)，且經(jīng)常處于流朔或者軟朔狀態(tài)，所以工程地質(zhì)條件較差，往往給地基加固工程帶來(lái)很大的危害，一旦處理不當(dāng)，就會(huì)給地基的施工和使用造成很大影響，因此工程中選用軟土作為天然地基來(lái)應(yīng)用，必須根據(jù)軟土的工程特性，運(yùn)用必要的加固處理措施。目前國(guó)內(nèi)仍然沿用水泥或者石灰加固軟土的方法，但是水泥產(chǎn)業(yè)作為高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)，其使用正在越來(lái)越多的受到限制，另外實(shí)踐也證明水泥在固結(jié)處理軟土方面也存在著一些缺陷，通常存在著比如加固土強(qiáng)度形成緩慢、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度低且只能選擇性的加固處理某些土質(zhì)類型、嚴(yán)重影響施工進(jìn)度等不利因素，特別是對(duì)一些呈灰色、灰綠色、灰褐色的含有大量有機(jī)質(zhì)成分的軟土，由于這類土質(zhì)具有較大的水容量、塑性、膨脹性和較低的滲透性，且有機(jī)質(zhì)的存在能夠與水泥礦物發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，阻礙水泥水化產(chǎn)物的晶體生長(zhǎng)，進(jìn)而間接導(dǎo)致水泥加固土的強(qiáng)度較低。石灰加固土由于干縮性較大，對(duì)加固土的最佳含水率和最大干密度極其敏感，在軟土地基施工和加固中也受到較多限制，另外當(dāng)需要較高的地基承載力時(shí)，石灰土往往起不到應(yīng)有的效果，這是因?yàn)檩^高的地基承載力往往意味著需要摻加較多劑量的石灰，但是過(guò)多的石灰在土的空隙中卻又以自由灰形式存在，進(jìn)而又會(huì)導(dǎo)致石灰土的強(qiáng)度下降。

錳是冶金、化工、航天、電子等工業(yè)部門(mén)的關(guān)鍵原料。從 1956 年開(kāi)始，我國(guó)的錳行業(yè)已有 50 多年的歷史。目前我國(guó)錳的生產(chǎn)能力、實(shí)際產(chǎn)量和出口量都已占全球的 90%以上。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)及全球?qū)﹀i的需求量增加，錳渣的產(chǎn)出量急劇增加，錳渣是企業(yè)加工提煉金屬錳等產(chǎn)品所排放的固體廢棄物，每生產(chǎn)1t錳要排放8-10t以上的廢渣。目前全國(guó)錳渣年排放量約2000萬(wàn)噸，至今累計(jì)堆積已超過(guò)1億噸，主要集中在我國(guó)廣西、貴州等地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅廣西各類錳渣年凈排放量就達(dá)500萬(wàn)噸以上，而且每年還以15%的速度在增長(zhǎng)。錳渣的堆放一般是采取建渣場(chǎng)高壩堆場(chǎng)的方式進(jìn)行的，這種方式大量占用農(nóng)田耕地，且維護(hù)、加固渣場(chǎng)的費(fèi)用更使企業(yè)生產(chǎn)成本增加。由于技術(shù)水平低、關(guān)鍵設(shè)備落后等原因，錳渣在國(guó)內(nèi)利用率一直較低。巖相研究證實(shí)，經(jīng)過(guò)淬冷的錳渣中80%左右是玻璃體，具有潛在火山灰活性和潛在水硬性，如果經(jīng)過(guò)適當(dāng)活化則水化產(chǎn)物硅酸鈣、鋁酸鈣具有一定膠凝性。利用水淬錳渣的這一特性生產(chǎn)土木工程材料—軟土固化劑，是一條廣闊的途徑，它能夠?qū)U棄錳渣起到資源化再利用的作用，且一般不會(huì)產(chǎn)生二次污染問(wèn)題，不但能徹底解決占地和污染環(huán)境等問(wèn)題，而且還具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有節(jié)能環(huán)保，能在軟土質(zhì)的加固處理中廣泛替代水泥的、一種水淬錳渣軟土固化劑，具有相對(duì)水泥的較高無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和水穩(wěn)性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下具體技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種水淬錳渣軟土固化劑，由以下重量配比的原料經(jīng)混合均勻制得：水淬錳渣30~40份，粉煤灰25~35份，硅酸鹽水泥15~25份，生石灰3~10份，改性劑1~5份。

進(jìn)一步優(yōu)選水淬錳渣35~38份，粉煤灰30~32份，硅酸鹽水泥17~19份，生石灰5~7份，改性劑1~2份。

所述的水淬錳渣為粉磨至顆粒細(xì)度為500~600m²/kg的錳渣微粉。

所述的改性劑為可再分散乳膠粉。

所述生石灰中有效氧化鈣+氧化鎂含量≥70%。

軟土固化劑的摻入比例為土方質(zhì)量的5%~10%。

所述的一種水淬錳渣軟土固化劑在軟土地基中的應(yīng)用，軟土固化劑的摻入比例為一般土方質(zhì)量的5%~10%，可視具體軟土質(zhì)而定。