[發明專利]膨脹土摻灰改良劑及其改良方法

在審

• 申請號: 202011036953.5
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112029509A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 黨悅;鐘凱;何艷龍;侯兆隆;趙永旭
• 申請（專利權）人: 中交路橋建設有限公司;中交路橋華北工程有限公司
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;E01C3/04;C09K103/00
• 代理公司: 北京卓唐知識產權代理有限公司 11541
• 代理人: 崔金

本申請公開了一種膨脹土摻灰改良劑及其改良方法，涉及土木工程材料技術領域，旨在解決相關技術中使用石灰和水泥改良膨脹土，其改良劑在生產過程中會造成大量溫室氣體的排放，對環境造成嚴重負擔的問題，其技術要點在于以該膨脹土改良劑所欲改良的干膨脹土的總重量為100％計，其包括3?6％煤矸石、3?7％粉煤灰、2?5％鋼渣、60?80％巨大芽孢桿菌菌液及60?80％膠結液。本方案中工業廢渣組分通過微生物進行一系列物理化學作用，產生膠凝產物聯結、包裹顆粒并填充空隙，形成穩定的土體結構，大大提高了改良效果的同時，提高改良效果，具有資源再利用和保護環境的意義。

技術領域

本申請涉及土木工程材料技術領域，具體而言，涉及一種膨脹土摻灰改良劑及其改良方法。

背景技術

膨脹土中含有親水性礦物蒙脫土與伊利土，其具有顯著的吸水膨脹、失水收縮并在外界干濕交替的環境中反復漲縮變形的特性，常造成工程結構物及路基產生嚴重破壞，因此需要改良膨脹土以降低脹縮性。

現在通常采用在膨脹土填料中摻石灰、水泥等方法處理，其改良的工作機理一般認為有：一是離子交換作用，即石灰中鈣、鎂離子置換土中鈉、鉀離子，或吸收作用，導致離子單位重量增加。膨脹土與石灰接觸后，這一離子交換作用立即發生，使得膠體吸附層減薄，從而使粘土膠狀顆粒發生凝聚，粘膠力的親水性減弱，細顆粒產生絮凝和凝沉，形成較大的集力或積聚體。二是碳酸化作用，即石灰中Ca(OH)₂吸收CO₂形成質地堅固、水穩性好的CaCO₃晶體。這一結晶作用使得土的膠結得到加強，從而提高了石灰土的后期強度。試驗表明，碳酸化學反應只有在水的條件下才能進行，在干燥的碳酸氣作用于完全干燥的石灰粉末時，碳酸反應幾乎停止，說明這種作用需用水。三是結晶作用，在石灰土中除了一部分Ca(OH)₂發生碳酸化反應外，另一部分則在石灰土中自行結晶,由于結晶作用，Ca(OH)₂膠狀體逐漸變成晶體，這種晶體能互相作用與土結合成晶體，從而把土粒膠結成整體，提高了石灰土的水穩定性。四是灰結作用，即膨脹土加灰后，使土呈堿性，在堿性環境中石灰與土中的氧化鋁逐漸硬結，即：火山灰作用——活性硅產品礦物在石灰的堿性激發作用下離解，并在水的參與下Ca(OH)₂反應生成含水的碳酸鈣和鋁酸鈣。火山灰反應是在不斷吸收水份的情況下逐漸形成的，因而其具有水硬性質。另外，石灰本身會產生消化反應，CaO生成Ca(OH)₂后體積增大近一倍，使土固結。

但是采用石灰和水泥改良膨脹土，作為改良劑的石灰和水泥需要生產，生產過程中會造成大量溫室氣體的排放，對環境造成嚴重的負擔，而且在施工過程中石灰的使用也會對周圍環境和地下水造成污染。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種膨脹土摻灰改良劑及其改良方法，以解決相關技術中使用石灰和水泥改良膨脹土，其改良劑在生產過程中會造成大量溫室氣體的排放，對環境造成嚴重負擔的問題。

為了實現上述目的，第一方面，本申請提供了一種膨脹土摻灰改良劑。

根據本申請的膨脹土摻灰改良劑，以該膨脹土改良劑所欲改良的干膨脹土的總重量為100％計，其包括3-6％煤矸石、3-7％粉煤灰、2-5％鋼渣、60-80％巨大芽孢桿菌菌液及60-80％膠結液。

可選地，所述煤矸石、粉煤灰、鋼渣均為粒度在0.5mm以內的顆粒組成的粉末。

第二方面，本申請還提供了一種膨脹土摻灰改良劑的改良方法，包括上述的膨脹土摻灰改良劑。

在本申請實施例中，提供一種膨脹土摻灰改良劑的改良方法，包括以下步驟：

S1、將工業廢渣進行提取、干燥、過篩，得到粒度在0.5mm以內的煤矸石、粉煤灰、鋼渣；

S2、以該膨脹土改良劑所欲改良的干膨脹土的總重量為100％計，取3-6％煤矸石、3-7％粉煤灰、2-5％鋼渣與之進行混合勻勻，得到混合土樣；