一種工業固體廢棄物固化紅粘土路基制造技術

本發明專利技術公開了一種工業固體廢棄物固化紅粘土路基，所述紅粘土路基由流化床燃煤固硫灰渣、電解錳渣和紅粘土組成，其中流化床燃煤固硫灰渣和電解錳渣作為土壤固化劑，各組分質量配比為：流化床燃煤固硫灰渣5～10份，電解錳渣5～10份，紅粘土100份。本發明專利技術完全采用工業固體廢棄物替代石灰、水泥作為固化劑固化紅粘土路基，解決了紅粘土路基的長期強度和穩定性問題，減少了路基隱患，提高了紅粘土地區公路工程建設質量，并且有效利用了工業固體廢棄物，避免了環境污染，節約了土地資源，實現了變廢為寶的目的。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種工業固體廢棄物固化紅粘土路基，所述紅粘土路基由流化床燃煤固硫灰渣、電解錳渣和紅粘土組成，其中流化床燃煤固硫灰渣和電解錳渣作為土壤固化劑，各組分質量配比為：流化床燃煤固硫灰渣5～10份，電解錳渣5～10份，紅粘土100份。本專利技術完全采用工業固體廢棄物替代石灰、水泥作為固化劑固化紅粘土路基，解決了紅粘土路基的長期強度和穩定性問題，減少了路基隱患，提高了紅粘土地區公路工程建設質量，并且有效利用了工業固體廢棄物，避免了環境污染，節約了土地資源，實現了變廢為寶的目的?！緦＠f明】一種エ業固體廢棄物固化紅粘土路基
本專利技術涉及ー種紅粘土路基，特別涉及一種エ業固體廢棄物固化紅粘土路基。
技術介紹
紅粘土廣泛分布于我國南方地區，西起云貴高原，經四川盆地南緣、鄂西、湘西、廣西向延伸到粵北、湘南、皖南浙西等丘陵山地，總露出面積超過20萬平方公里。隨著我國高速公路及各級公路的不斷延伸，在紅粘土地區修建的公路也逐漸增多。紅粘土與普通粘土的工程性質不同，是ー種特殊的路基填筑材料，用紅粘土填筑的路基表面容易失水收縮開裂，并且在反復浸水后再失水收縮將進ー步増大裂縫寬度，不利于路基整體性和路基強度形成，降低了路基穩定性。由于南方地區雨水多，在干濕循環作用和反復的交通荷載作用下紅粘土路基的長期強度和穩定性下降，路基產生多種病害，特別是變形和表面收縮開裂較嚴重。在今后的道路建設中，將存在大量紅粘土筑路技術方面的問題，而目前國內利用紅粘土修筑路基技術仍不完善，因此如何使用紅粘土填筑路基是需要深入研究的課題。在紅粘土地區修筑路基，在缺少針對性的處理措施情況下，常采用棄土換填，這不僅出現大量的棄方，需征用大量土地堆放棄土，同時還得修建環保工程，影響施工進度，增加建設費用，并造成生態環境的破壞；如采用隔水封閉，外包水穩定性較好的低液限土的技術措施，則施工エ藝復雜；而如果采用摻加砂礫、石灰、水泥等外加劑降低填料含水量、改變其工程特性的方法處理，則分別存在質量可靠性、成本高等技術問題。總體而言，土壌固化處理，在紅粘土路基處理中具有應用范圍廣泛、適應性強的特點，是穩定可靠的技術措施，但問題在于費用高。利用地方エ業固體廢棄物修筑公路是降低建設成本的一條有效的技術途徑，目前國內許多地區都已經開展了大量研究。エ業固體廢物是在生產活動中產生的固體廢物，又稱エ業廢渣或エ業垃圾。從道路應用角度，許多エ業固體廢棄物可以資源化利用。通過適當方式綜合利用エ業固體廢棄物作為道路建筑材料，能顯著降低道路建設成本，具有顯著的經濟和社會環境效益。流化床燃煤固硫灰渣、電解錳渣是目前量大并且難以利用的エ業固體廢棄物，大部分采用堆放，已對環境造成了嚴重的危害。根據流化床燃煤固硫灰渣、電解錳渣的物理化學組成，將其應用于土壤固化的研究還比較缺乏。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供了一種エ業固體廢棄物固化紅粘土路基，完全采用エ業固體廢棄物替代石灰、水泥作為固化劑固化紅粘土路基，能夠充分有效利用廢棄物，解決紅粘土路基的長期強度和穩定性問題。本專利技術的エ業固體廢棄物固化紅粘土路基，所述紅粘土路基由流化床燃煤固硫灰渣、電解錳渣和紅粘土組成，其中流化床燃煤固硫灰渣和電解錳渣作為土壌固化劑，各組分質量配比為:流化床燃煤固硫灰渣5?10份，電解錳渣5?10份，紅粘土 100份。進一歩，所述流化床燃煤固硫灰渣為干排灰渣，其中CaO質量含量> 20%,粒徑大于0.245mm的顆粒質量含量< 3%,無放射性。進ー步，所述電解錳渣的含水率為16%-20%，粒徑0.25-0.048mm之間的顆粒質量含量〉95%。本專利技術的有益效果在于:流化床燃煤固硫灰渣，簡稱燃煤固硫灰渣或固硫灰渣，是指煤炭和脫硫劑在流化床鍋爐中混合燃燒后所產生的灰渣，其中從煙道中收集到的灰狀物則為固硫灰，爐底排出的塊狀物則為固硫渣(參見“流化床燃煤固硫灰渣活性評定方法”，煤炭學報，第31卷第4期，2006年8月)。電解錳渣是硫酸法浸取碳酸錳礦制備電解錳液后產生的ー種含水率高的固體廢棄物(參見“電解錳渣資源化利用研究”，李明艷，重慶大學碩士論文，2010年)。本專利技術采用流化床燃煤固硫灰渣和電解錳渣作為固化劑改性固化紅粘土，其機理在于:固硫灰渣和錳渣顆粒對紅粘土微觀結構的影響，包括物理力學過程、化學過程和物理化學過程三大過程；紅粘土是由粘土粒團為基本顆粒單元，Fe2O3 ? nH20, SiO2 ? nH20等鐵、娃及招氧化物以膠結方式將粘土粒團包住，通過膠結連接而成整體，如圖1所示；摻加固硫灰渣、錳渣顆粒后，由于固體廢棄物顆粒的物理填充作用，粘土粒團間的空隙減少，并且由于物理化學過程，如土壤顆粒與固化劑中各組分的吸附過程，包括物理吸附、化學吸附及物理化學吸附，原膠結網絡被破壞，改性后的紅粘土粒在粉碎、拌合和壓實過程中，土體基本單元在外力作用下更易于彼此靠近，減小土體孔隙率，這種物理力學作用進ー步増加密實度；而更重要的強度形成機理則是化學作用，在土顆粒之間形成較強的粘結強度，包括火山灰作用、Ca(OH)2結晶作用、碳酸化作用、離子交換作用及灰渣本身的自硬性，這種作用使改性紅粘土力學性能受飽水及干濕循環的影響顯著減小。因此，本專利技術的優點在于:I)解決了紅粘土路基的長期強度和穩定性問題，減少了路基隱患，提高了紅粘土地區公路工程建設質量；2)有效利用エ業 固體廢棄物作為建筑材料，避免了環境污染，節約了土地資源，實現了變廢為寶的目的；3)由于完全不需要水泥、石灰等膠結料，顯著降低了固化劑成本，采用不同固體廢棄物的協同作用，通過催化、激發生成更多膠凝物質，充填空隙或形成強度骨架；4)施工エ藝簡單，便于推廣應用，并且由于固化土對最佳含水率不敏感，施工質量更各易控制?！緦＠綀D】【附圖說明】圖1為紅粘土的粒團膠結結構示意圖?！揪唧w實施方式】為了使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，以下將對本專利技術的優選實施例進行詳細的描述:實施例1本實施例的エ業固體廢棄物固化紅粘土路基由流化床燃煤固硫灰渣、電解錳渣和紅粘土組成，其中流化床燃煤固硫灰渣和電解錳渣作為土壌固化劑，各組分質量配比為:流化床燃煤固硫灰渣5份，電解錳渣5份，紅粘土 100份。實施例2本實施例的エ業固體廢棄物固化紅粘土路基由流化床燃煤固硫灰渣、電解錳渣和紅粘土組成，其中流化床燃煤固硫灰渣和電解錳渣作為土壌固化劑，各組分質量配比為:流化床燃煤固硫灰渣8份，電解錳渣7份，紅粘土 100份。實施例3本實施例的エ業固體廢棄物固化紅粘土路基由流化床燃煤固硫灰渣、電解錳渣和紅粘土組成，其中流化床燃煤固硫灰渣和電解錳渣作為土壌固化劑，各組分質量配比為:流化床燃煤固硫灰渣10份，電解錳渣10份，紅粘土 100份。實施例1-3中，固體廢棄物原料質量控制參數為:流化床燃煤固硫灰渣為干排灰渣，其中CaO質量含量> 20%，粒徑大于0.245mm的顆粒質量含量< 3%，無放射性；電解錳渣的含水率為16%-20%，粒徑0.25-0.048mm之間的顆粒質量含量> 95%。實施例1-3的紅粘土路基的施工方法，包括拌合エ藝、壓實施工和養護的步驟；其中拌和エ藝可分別采用場拌和路拌，如為借方填筑，以場拌為主，如為路基土方調配，則以路拌為主，在路基材料攤鋪中，可選本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種工業固體廢棄物固化紅粘土路基，其特征在于：所述紅粘土路基由流化床燃煤固硫灰渣、電解錳渣和紅粘土組成，其中流化床燃煤固硫灰渣和電解錳渣作為土壤固化劑，各組分質量配比為：流化床燃煤固硫灰渣5～10份，電解錳渣5～10份，紅粘土100份。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃煜鑌，周靜靜，余帆，任葳葳，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：