[发明专利]一种膨胀土固化剂及应用

说明书

本发明提供一种膨胀土固化剂及应用，该膨胀土固化剂包括以下原料组分：锅炉灰渣、硅铝质原料和固结原料；其中，硅铝质原料占锅炉灰渣的质量的5‑50％，固结原料占锅炉灰渣的质量的1‑10％。本发明的处治高含水膨胀土的同时，可以大规模消纳锅炉灰渣，为锅炉灰渣提供一条有效的资源化利用途径。

技术领域

本发明涉及一种膨胀土固化剂及应用，也涉及锅炉灰渣的综合利用技术。

背景技术

膨胀土在我国范围内分布非常广泛。膨胀土含有较多黏土矿物，如蒙脱石、伊利石等，亲水性较强的蒙脱石对水的敏感性，使膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩-再吸水-再膨胀这种反复胀缩的特性，并且在吸水膨胀后强度下降幅度较大，对道路工程构成很大的危害。

目前常用的土壤固化手段为化学改良方法，通过在土壤中加入二灰、水泥等，达到提高强度和水稳性的目的。但是由于膨胀土在自然状态下含水率高，并且液限较高，导致难以形成液态、粘性较大，土壤颗粒之间易相互粘结形成团状或者块状，难以与石灰、粉煤灰或水泥拌合均匀，给现场施工带来了很大的困难。

随着国内环保要求日益严格，燃煤与环保的矛盾日益突出，流化床锅炉已成首选的高效低污染锅炉产品。循环流化床(CFB)燃烧技术具有燃料适应性好、较高的热效率、较低的电耗和低硫排放等优点，目前已在我国电厂中实现了大规模推广应用，全国CFB锅炉已超过3000台。由于采用低热值煤燃烧供能，CFB锅炉产生的灰渣可达原煤质量的50％。据统计，我国年排放灰渣产量超过2亿吨，锅炉灰渣的处置也成为一个难题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明结合一定硅铝质原料和固结原料，制备得到一种固化剂，可以使高含水膨胀土固化，实现炉灰渣和高含水膨胀土的协同处治，节约了公路建设成本，具有显著的经济、社会和生态效益。

本发明提供一种膨胀土固化剂，包括以下原料组分：锅炉灰渣、硅铝质原料和固结原料；其中，硅铝质原料占锅炉灰渣的质量的5-50％，固结原料占锅炉灰渣的质量的1-10％。

优选地，硅铝质原料占锅炉灰渣的质量的10-40％，更优选地，硅铝质原料占锅炉灰渣的质量的20-30％。

优选地，固结原料占锅炉灰渣的质量的1-10％，更优选地，固结原料占锅炉灰渣的质量的2-5％。

优选地，所述固结原料为聚乙烯醇、聚丙烯酸树脂、壳聚糖中的一种或者几种的组合。

优选地，所述硅铝质原料为高岭土、烧粘土、粉煤灰、矿渣粉、硅灰、钢渣粉中的任意一种或任意几种的组合。

优选地，所述膨胀土固化剂的0.08mm筛余不大于5％、0.045mm筛余不大于20％，膨胀土固化剂的比表面积不小于350kg/m³。

优选地，所述锅炉灰渣为循环流化床(CFB)的锅炉飞灰和/或炉渣中的一种或两种的组合。

优选地，所述锅炉灰渣中，SO₃质量百分含量为10％以下，游离CaO的质量百分含量为10％以下；优选为SO₃质量百分含量为2-10％，游离CaO的质量百分含量为2-8％。

本发明还提供所述的膨胀土固化剂在公路铺设中的应用。

优选地，向膨胀土中掺入占膨胀土质量1％-20％的膨胀土固化剂。

优选地，将膨胀土固化剂分为两份，先将第一份膨胀土固化剂加入膨胀土中，拌合，再加入第二份膨胀土固化剂。

优选地，第一份膨胀土固化剂占膨胀土固化剂总质量的10-40％。

本发明的膨胀土固化剂利用了较多的CFB锅炉灰渣，即本发明的固化剂不但可以用于固化膨润土，而且还可以帮助处置CFB锅炉灰渣这种固废，实现了锅炉灰渣的资源化利用。