[發明專利]一種基于生物質廢棄物稻殼灰的固化劑與路用方法

在審

• 申請號: 202110390343.3
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113277780A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 陳瑞鋒;周瑞先;蔡國軍;劉松玉;劉文亮;何歡
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;E01C3/04;E01C21/00;C04B22/06;C04B18/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 孫昱

本發明公開了一種基于生物質廢棄物稻殼灰的固化劑與路用方法，該固化劑包括稻殼灰、電石渣和偏高嶺土，其中稻殼灰、電石渣和偏高嶺土的干質量比為30?45:35?45:15?30。將固化劑各個粉狀材料混合攪拌均勻，以特定含水率將該固化材料與待固化土拌和均勻，并壓實至特定干密度，養護7d以上可用于路基工程。采用該新型廢棄物基固化劑所固化的特殊土/污染土具有早期強度高，水穩性好，耐久性好，成分簡單，操作方便等優點，且該固化劑主要原料以工業廢棄物為主，成本低，綠色環保，有助于推進經濟的可持續發展與碳中和目標的實現。

技術領域

本發明屬于巖土工程領域，涉及特殊土/污染土的處理領域，具體涉及一種基于生物質廢棄物稻殼灰的固化劑配方與路用方法。

背景技術

交通工程建設經常會遇到填土工程性能達不到規范所要求的壓實度、CBR及回彈模量等路用指標。實際工程中，不能滿足要求的土體只能做棄方處理，不僅浪費資源，占用土地，還會增加運輸及維護成本。而且這類地區往往缺乏天然砂礫、碎石等優質填料，給高等級公路工程建設帶來了極大挑戰，尤其是在路網規模不斷擴大、行車重載高速化的趨勢下，工程建設對路基的處理技術提出了更高的要求。因此，對工程性能差的特殊土/污染土進行固化處理以滿足路用要求尤為緊要。

目前對特殊土/污染土等不良土的固化材料主要采用水泥、石灰等，實踐證明水泥、石灰等傳統固化材料的摻入可以有效改善土體的強度特性、變形特性及穩定性，但水泥、石灰的使用不僅大大增加工程成本，造成土體開裂等耐久性問題，也帶來了嚴重的資源能源消耗及環境問題。水泥土所形成的堿性環境，也會嚴重影響周圍植被的生長及地下水安全，同時對鋼結構、混凝土等地下構筑物的服役壽命產生不利影響。因此，積極研究經濟、高效、環保的新型固化材料刻不容緩。另外，當前的經濟大發展產生了大量的工業廢棄物，比如制取氧化鋁過程中產生的-赤泥，煉鋼排出的廢棄物-鋼渣，合成乙炔時產生的廢渣-電石渣，生物質電廠采用稻殼發電產生的生物質廢灰-稻殼灰，生產磷肥、磷酸時排放出的固體廢棄物-磷石膏等。這些大宗工業廢棄物綜合利用率極低，大量未消納的廢棄物不僅占用土地，還會引起地表水、地下水污染等環境問題，給環境帶來沉重壓力。因此，以工農業廢棄物為主的固化材料的開發，不僅可降低傳統固化材料的使用，從而降低工程成本，資源消耗及環境影響，還可有效消納廢棄物，有利于產業低碳、環保的可持續發展。

發明內容

本發明為了克服水泥，石灰等傳統固化材料的不足，提供一種可應用于巖土工程領域的廢棄物基新型固化材料配方及其路用使用方法，能夠有效固化工程性能差的特殊土/污染土等，使其達到路用要求，兼具經濟效益和環境效益。

技術方案：為實現上述目的，本發明提供一種基于生物質廢棄物稻殼灰的固化劑與路用方法，具體方案如下：

一種基于生物質廢棄物稻殼灰的固化劑，包括稻殼灰、電石渣和偏高嶺土，其中稻殼灰、電石渣和偏高嶺土的干質量比為30-45:35-45:15-30。

進一步的，所述的基于生物質廢棄物稻殼灰的固化劑，所述稻殼灰中活性SiO₂含量在70％以上。

進一步的，所述的基于生物質廢棄物稻殼灰的固化劑，所述電石渣中CaO含量在65％以上。

進一步的，所述的基于生物質廢棄物稻殼灰的固化劑，所述偏高嶺土中Al₂O₃和SiO₂的總含量在75％以上。

進一步的，所述的基于生物質廢棄物稻殼灰的固化劑，所述稻殼灰、電石渣和偏高嶺土分別過0.075mm的篩。

一種以上所述的基于生物質廢棄物稻殼灰的固化劑的路用方法，包括以下步驟：

(1)將工程性能不滿足路用標準的特殊土/污染土挖出，并將挖出的土進行攤鋪，土中樹根、草皮和雜物清除干凈，晾曬至含水率低于5％后進行粉碎，得到土體；