[发明专利]一种黄土的工程性质改性方法

说明书

技术领域

本发明属于向土中添加改性材料从而对土进行改良的技术领域，涉及一种黄土的工程性质改性方法。

背景技术

黄土形成于干旱、半干旱气候条件，是一种特殊的第四纪陆相松散堆积物，含有丰富的钙质、碳酸盐和可溶盐类，具有垂直节理、大孔性，土质松软。由于黄土具有特殊的物质组成及结构特征，使得它具有了特殊的工程地质性质，如水敏性包括崩解性和湿陷性。因此在黄土地区进行工程建设常常会出现更多种的工程病害。如路堤的不均匀沉降，高湿度黄土中隧道的塌方，桩基因负摩擦力作用引起的变形和破坏等多方面的问题，给工程建设的施工、运营等带来很大威胁。因此，工程建设中必须对黄土的水敏性进行抑制，达到提高其强度的目的。

对黄土的处理有强夯法、灰土挤密桩法、振冲法以及改性材料加固法等。从黄土水敏性机理来看，采用改性材料加固法能从根本上改变土的结构，从而起到提高其强度的目的。目前用对黄土进行改性处理的材料多集中于水泥、石灰等工业建筑材料，对于其他材料研究较少。

发明内容

水泥窑灰(CKD)是水泥生产过程中除CO₂以外对环境影响最大的副产品，其排放量相当于熟料的10％-20％，其的主要成分为CaO等，具有火山灰作用。我国是世界上水泥产量最高、增长速度最快的国家。以2011年为例，按照生产1吨水泥时窑灰排放量为10％的保守计算，我国窑灰的排放量达到1.63亿吨。目前国内水泥窑灰的利用率比较低，大量水泥窑灰得不到有效利用，直接丢弃或者填埋，造成严重的环境污染。由于水泥窑灰的主要成分决定了其具有火山灰性，添加到黄土中能够起到提高黄土强度，降低其水敏性，起到稳定路基的功能。

因此，发明一种改良黄土工程性质的材料，从理论方面为黄土的改性的提供一种新思路，从实际应用角度为黄土的改性提供一种新材料。

本发明的目的在于公开了一种黄土的工程性质改性方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种黄土的工程性质改性方法，包括下述步骤：

(1)、将黄土和水泥窖灰原料风干，并过2mm筛；

(2)、将经步骤(1)风干过筛后的黄土与水泥窑灰按干质量91:9的比例混合均匀；

(3)、对步骤(2)的混合物进行标准击实试验，得到混合物的最优含水率和最大干密度；

(4)、将步骤(2)的混合物与水按最优含水率拌合，拌合均匀后击实成干密度值为最大干密度的混合土样，对该混合土样进行养护，养护龄期28天完成对黄土的改性处理。

上述技术方案所述的一种黄土的工程性质改性方法，其中，步骤(1)所用黄土为陕西西安地区黄土；步骤(3)得到的最优含水率为17％，最大干密度为1.70g/cm³。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明首次提出了用工业废弃物水泥窑灰处理黄土，从“以废治害”的理念出发，以降低成本、节约资源、保护环境为原则。

2、首次选取水泥窑灰作为改性材料，引入黄土处理领域，对工业废弃物的进行科学化研究。

3、充分利用水泥窑灰成分中的CaO等能够与黄土成分发生固化反应的原理，提高黄土的强度，降低其水敏性。

4、经本发明的方法改性后的混合土样的强度与未处理黄土样相比有明显提高。

5、经本发明方法改性后的混合土样与未处理黄土样相比，湿陷性有明显降低。

6、经本发明方法改性后的混合土样与未处理黄土样相比，黄土的崩解性降低。

附图说明：

1、图1为实施例1步骤(3)中的标准击实试验所得最优含水率和最大干密度关系曲线。

2、图2为水泥窑灰处理黄土土样的抗剪强度τ与垂直压力σ的关系曲线。

3、图3为水泥窑灰处理黄土的崩解曲线图。

具体实施方式：

为使本发明的技术方案便于理解，以下结合具体试验例对本发明一种黄土的工程性质改性方法作进一步的说明。

以下实施例和试验例中所用黄土为陕西西安地区黄土。

实施例1：黄土工程性质的改性方法：

水泥窑灰改性黄土的施工方法，包括下述步骤：

(1)、将黄土和水泥窑灰进行风干，过2mm筛；

(2)、将经步骤(1)风干过筛后的黄土与水泥窑灰按干质量91:9的比例混合均匀；

(3)、对混合物进行标准击实试验，得到混合物的最优含水率17％和最大干密度1.70g/cm³；