[发明专利]工业废碱渣水泥稳定碎石结构层及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业废碱渣水泥稳定碎石结构层及其施工方法，属于城市道路、机场道路和公路等的路面技术领域。 

背景技术

工业废碱渣是氨碱法制碱生产过程中排放的废弃物，其干基主要化学成分为CaCO₃、CaSO₄、CaO、Mg(OH)₂、CaCl₂、NaCl、酸不溶物及少量SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃等。据统计，每生产1t碱，排放约10m³ 的废液，其中含废渣约300～600kg (视石灰石原料的质量而定)。即生产1t碱，大约排放0.5t 废渣（以固体计）。由于我国碱厂较多，纯碱工业在国民经济中占有重要地位，目前国内的碱厂中，氨碱法占到了53～67%，以年产100万吨纯碱的山东省潍坊制碱厂为例，每年排放的废渣达到50吨，加上历年的积存多达几百万吨，占用了大量的土地资源。碱渣属于高碱性物质（pH值9～13），在堆放过程中其有害成分尤其是碱成分经过风化淋滤、地表径流后易渗入土壤，进入土壤以后能够杀害土壤中维持土壤生态平衡的微生物，不仅导致土壤丧失腐解能力，而且破坏土壤的原有结构，使土壤发展成盐碱地。此外，由于碱渣中含有大量的氯离子，氯离子随着渗入土壤以后，会加大地下水中氯离子的浓度，对附近的植被、庄稼及地下水资源造成危害。 

国外对碱渣进行了多方面研究，有着不同方面的利用，取得了显著的效果。乌克基辅建筑工程学院首先研制成功了碱渣混凝土，并召开了两届碱渣胶结材料与混凝土国际会议，对碱渣混凝土的优异性能和技术经济效益给予了高度评价和肯定，目前德国、英国、美国、加拿大、芬兰等国家也已开始生产碱渣混凝土；波兰将碱渣用作土壤改良剂，碱渣是属于碱性的物质，波兰又有相当面积的酸性土壤，利用碱渣不仅大大降低了土壤的酸性，而且提供了Ca、Si等植物需要的成分；日本陆地缺乏，故将氨碱厂建在海边，利用碱渣作为填垫材料进行填海造地。 

目前国内对于工业废碱渣的利用主要是将其作为一种工程填筑土，但碱渣的含水率较高，主要成分是CaO、CaCO₃、CaCl₂ 、Mg(OH)₂、Al₂O₃等，直接用于填筑土基，不仅面临着压实难度大，土基水稳定性能较差的缺点，而且其中的氯离子容易污染土壤和地下水。闫澍旺等认为增钙粉煤灰与碱渣的相互混合可以填充碱渣颗粒间的孔隙，吸收碱渣中的水分，提高碱渣土的干容重和强度，其极限承载力可达到180 kPa以上，能够满足一般房基和路基的变形及承载力要求。 

半刚性基层沥青路面能适应现代公路运输量大、车辆大型化的需要，因此是高等级公路的主要路面类型。我国已建成通车的高速公路90%以上采用了半刚性基层结构。水泥稳定碎石因其强度高，稳定性好，拌和方便，质量易控制等优点被广泛的用于高等级公路路面基层。将工业废碱渣代替部分水泥作为无机结合料，与碎石拌和，经摊铺、碾压可以形成具有较高力学强度和突出路用性能的工业废碱渣水泥稳定碎石结构层，广泛应用于道路基层或底基层。该技术不仅可以大量回收利用制碱工业的副产品，减轻环境污染压力，实现可持续发展；而且还能部分水泥用于道路基层、底基层铺筑，提高工程质量，降低工程造价。因此，经济效益、社会效益及环境效益显著，具有广阔的应用前景。 

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于提供一种成本较低、施工简单易行、各项性能良好的工业废碱渣水泥稳定碎石结构层及施工方法。 

本发明的工业废碱渣水泥稳定碎石结构层，由下述质量份配比的原料构成： 

集料                                         100份

水                                         10～4份

水泥                                       1～10份

碱渣                                       10～1份

上述的集料是粒径为0.075～37.5mm的石灰岩或花岗岩或玄武岩或辉绿岩；水是人畜饮用水；水泥是普通道路硅酸盐水泥；碱渣是制碱厂排放的工业废渣。

本发明的工业废碱渣水泥稳定碎石结构层，所用原料优选质量份配比为：