[发明专利]一种工业废渣土壤固化剂及其制备方法和施工方法

说明书

本发明公开了一种工业废渣土壤固化剂，是由原料钢渣粉5～50％，矿渣粉20～40％，粉煤灰5～30％，废石膏8～25％，煤矸石0～17％，电石渣10～30％按下述方法配制而成：首先将原料粉煤灰，煤矸石粉，废石膏，钢渣粉，矿渣粉依次加入犁刀式搅拌机中，在1500～2000r/min转速下，高速均匀混合20～30分钟，最后加入电石渣，继续搅拌10～20分钟，得到的固化剂成品装袋密封保存。本发明制备的工业废渣土壤固化剂可替代水泥、石灰应用于路基改良处治，具有免煅烧，节能环保等突出优势，同时较水泥、石灰又有明显的价格优势，为粉煤灰、电石渣、钢渣等工业废弃物的资源化利用起到了积极的推动作用，具有广泛而深远的意义。

技术领域

本发明涉及土木建筑材料，尤其是涉及一种工业废渣土壤固化剂，本发明还涉及该土壤固化剂的制备方法以及施工方法。

背景技术

目前在公路工程建设领域，对土体进行改良处治的一般做法就是在土体中掺入水泥、石灰等固化材料，以提高土体的工程性能。但水泥、石灰行业的飞速发展却带来了无法忽视的环境问题，如生产水泥、石灰过程中会产生不同程度的污染问题，而开山劈石所需要的能源、资源消耗巨大，会造成水土流失与生态失衡，进而加剧自然环境恶化。

同时，水泥、石灰虽然是工程建设不可或缺的主要材料，但其在处治土壤方面则存在一定的局限性，其具体表现在：采用水泥稳定土，由于受土壤条件限制，产生强度有限，且干缩系数和温缩系数较大，易产生开裂，致使水泥稳定土的抗压、抗渗、抗冻和抗冲刷性降低。因此，在公路施工规范中，水泥稳定土被禁止用作高级公路基层。另外，水泥对施工要求比较严格，原因是水泥的初凝时间较短，对施工速率要求较高，而在实际施工过程中，因受实际施工条件等因素的影响，在短时间内完成各项工序工作难度较大。采用石灰稳定土，其强度很低且发展缓慢，对施工进度有一定的限制，由于对石灰掺入量要求严格，且石灰稳定土浸水易软化，水稳定性较差，收缩率比水泥更大，一般无法满足工程要求。因此，石灰稳定土被公路施工规范禁止用作高速公路、一级公路基层。

另一方面，我国作为工业大国，每年产生大量的粉煤灰、钢渣、煤矸石等固体废物，这些固废利用率低，污染严重，存储成本高。为减轻粉煤灰、钢渣、煤矸石等大宗工业固体废弃物带来的环境压力，推动其再生利用，国务院、发改委、工信部等政府部门先后印发了《循环经济发展战略及近期行动计划》、《大宗固体废弃物综合利用实施方案》、《大宗固体废弃物综合利用“十二五”规划》、《金属尾矿综合利用专项规划》、《京津冀及周边地区工业资源综合利用产业协同发展行动计划》等文件。鉴于此，将这些固废加以合理处理，使其能替代水泥、石灰作为土体改良处治用固化材料，是本领域技术人员一直努力的方向。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术所存在的不足，提供一种工业废渣土壤固化剂，即以工业废渣为原料，通过调整不同活性材料的配比并进行适当的工艺处理，使其替代水泥、石灰作为土体改良处治用固化材料，为工业废渣的资源化应用起到了积极推动的作用；为此，本发明还提供该该土壤固化剂的制备方法以及具体的施工方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的工业废渣土壤固化剂，是由原料钢渣粉、矿渣粉、粉煤灰、废石膏、煤矸石、电石渣按照下述质量百分比配制而成：

钢渣粉5～50％，矿渣粉20～40％，粉煤灰5～30％，废石膏8～25％，煤矸石0～17％，电石渣10～30％。

为保证固化剂的质量，经过优化，所述原料的质量百分比为：钢渣粉20～30％，矿渣粉30～40％，粉煤灰10～25％，废石膏10～20％，煤矸石5～10％，电石渣15～25％。

由于我国幅员辽阔，各地区土的化学成分与性质不同，为保证与各类土壤、集料均具有良好的适应性，满足路用性能要求，上述原料可在其公开的范围内进行适当调整，满足材料质量百分比之和为100%即可。

为保证成品固化剂满足土体改良处治的要求，本发明对使用的原料作如下限定：