[发明专利]一种利用硅灰改良膨胀土性质的方法

说明书

本发明公开了一种利用硅灰改良膨胀土性质的方法，利用硅灰改良膨胀土，实现了硅灰的资源化利用，可以代替或部分代替传统的膨胀土改良剂石灰和水泥的使用，减少了生产水泥和石灰过程中温室气体的排放，符合可持续发展的观念。本发明给出了硅灰作为膨胀土改良剂的最佳质量掺比，采用3%掺量的硅灰处理膨胀土后，膨胀土的胀缩性有明显的降低，且改良后的膨胀土在经历干湿循环过程中保持较好的水稳性，表面无脱落现象，改良后的膨胀土满足工程填料要求。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，特别是一种利用硅灰改良膨胀土性质的方法。

背景技术

膨胀土是自然地质过程中形成的一种具有多裂隙、显著膨胀性的特殊性黏土。膨胀土的成分主要由强亲水性蒙脱石和伊利石等组成，在反复干湿过程中，使得膨胀土的结构迅速崩解，强度发生迅速减小。鉴于膨胀土不利的工程特性，因此需要采用改良剂来降低土体的胀缩性。但目前工程中主要采用石灰和水泥改良膨胀土，作为改良剂的石灰和水泥需要生产，生产过程中会造成大量温室气体的排放，对环境造成了严重的负担，而且在施工过程中石灰的使用也会对周围环境和地下水造成污染。所以，本发明的目的在于利用对环境友好，且无需额外生产的改良剂对膨胀土进行性质改良。

硅灰是冶炼金属硅和硅铁时从烟尘中所收集的粉末状材料，属工业废料。目前硅灰主要用于制备高强度混凝土、砂浆及防火材料等。故本发明向采用硅灰对膨胀土进行改良，硅灰的使用不仅是对废料的合理化利用，更加体现了绿色环保的可持续发展理念。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用硅灰作改良剂对膨胀土的性质进行改良的方法，硅灰在掺入膨胀土后由于其巨大的比表面积，其表面带有大量的官能团，可与黏土表面发生反应而产生吸附，从而减小膨胀土的吸水作用，降低了膨胀土吸水膨胀的膨胀势。

本发明所述一种利用硅灰改良膨胀土性质的方法，包括以下步骤：

(1)，取一定量的待改良膨胀土样与硅灰混合均匀，获得混合土样，其中所述硅灰占待改良膨胀土样质量的3％；

(2)，取步骤(1)得到的混合土样烘干后过0.5mm筛，取筛下土400g，根据《土工试验方法标准》中所述方法测定该混合土样的液限、塑限；

液限、塑限的测定方法为：

先预估混合土样的液限、塑限，按照接近液限、塑限及二者中间值加水拌合，采用液塑限联合测定仪。

(3)，将步骤(2)中所述混合土样以塑限为中间值，在中间值左右侧各取两个含水率，制备五个含水率的混合土样，要求各含水率之间相差在2％～3％之间；并置于恒温恒湿条件下进行焖料24小时，使其含水率均匀；按照《土工试验方法标准》中轻型击实试验方法确定该混合土样的最优含水率及最大干密度；

(4)，将膨胀土和硅灰在拌合站均匀拌合成混合土后，摊铺在施工现场，结合机械和辅助人工整平，整平厚度在25～30cm；

(5)，测定步骤(4)中经整平的混合土含水率接近步骤(3)中最优含水率时，按照施工要求的压实度使用压路机进行碾压，并检测填土层的压实度；

(6)，碾压整平后，重复步骤(4)、(5)进行下一层的摊铺。

本发明所述硅灰的化学成分为：SiO₂≥90％、Al₂O₃≤1.7％、Fe₂O₃≤1.2％、MgO≤0.3％、CaO≤0.2％，硅灰的平均粒径为0.5～1μm。