堿渣固化土室內(nèi)試驗(yàn)研究

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1、堿渣固化土室內(nèi)試驗(yàn)研究［摘要］堿渣固化土是在淤泥土中加入堿渣混合料后固化形成的特殊工程土。本文對(duì)多種不同摻入量的堿渣土進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)，包括直接剪切試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)等，求得固化土的各種力學(xué)參數(shù)。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，確定合適的堿渣摻入量，分析堿渣固化材料的經(jīng)濟(jì)性和適用性，為該新型固化材料在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。［關(guān)鍵詞］堿渣；灘涂淤泥；固化土；無側(cè)限抗壓強(qiáng)度中圖分類號(hào)：TV149文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-914X(2014)40-0094-021引言堿渣俗稱自泥，是氨堿法生產(chǎn)純堿過程中產(chǎn)生的廢渣。一般情況下，堿渣采取地表堆

2、積的處理方式，大量的堿渣沉積造成了周圍環(huán)境的污染，堿渣的治理問題成為制約堿廠發(fā)展的一大難題。目前處理堿渣廢料的方式，如利用堿渣制造建筑砂漿改良劑、空心磚及空心砌塊、提取氯化鈣、鈣鎂肥、雞飼料添加劑、橡膠填料等，堿渣消耗量不多，不能從根本上解決問題。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為［1,2］,要想全部或大部分地處理堿渣最有可能的途徑是用堿渣制作工程材料，即在堿渣中加入某些原料如粉煤灰、水泥、石灰等形成堿渣混合料。閆汾旺等［3］通過一系列常用的土工試驗(yàn)，研究了一種添加水泥的堿渣土的強(qiáng)度、變形、濕陷性等工程性質(zhì)，試驗(yàn)研究結(jié)果表明該種堿渣土可作為工程回填土應(yīng)用，但添加水泥

3、大大增加了材料費(fèi)用，制約了其應(yīng)用。通過對(duì)堿渣混合土料工程性質(zhì)的研究，尋找一種處理費(fèi)用低廉、能夠大量消耗堿渣的實(shí)用方法，具有重要的工程意義。本文對(duì)多種配方的堿渣固化土進(jìn)行了剪切試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓試驗(yàn)等,在此基礎(chǔ)上，通過比較選擇最優(yōu)配比，得到低成本、高性能的堿渣混合材料。2主要材料及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)主要材料本文試驗(yàn)所采用的固化材料主要由堿渣、粉煤灰、礦粉、石膏、特殊精料等組成，其中堿渣主要成分及含量如表1,粉煤灰的主要化學(xué)成分見表2。(2)試樣制備本文根據(jù)自制的配方，按照一定的比例依次將堿渣、粉煤灰、礦粉、石膏、特殊精料等材料混合并拌勻，制成堿渣固

4、化材料，用于制備堿渣固化土的固化劑。原狀土取自寧波沿海某灘涂淤泥，其物理力學(xué)性質(zhì)見表3所示。將原狀土烘干后，配制含水率為60%、80%、100%原樣泥，用作堿渣固化土試樣制備。根據(jù)試驗(yàn)需要，共制成70.7mm的立方體試樣和61.8mmX20mm的環(huán)刀試樣各若干，分別用于無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)，試樣共分8%、10%、12%和15%四種固化劑摻入量，如表4所示。試樣制備后，經(jīng)過24h成型，待達(dá)到拆模條件后進(jìn)行拆模，最后置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)至指定齡期。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件為：溫度20°C±l°C,濕度295%。3試驗(yàn)結(jié)果及分析根據(jù)《水泥土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》

5、(JGJT233-2011),對(duì)于達(dá)到指定齡期的試樣進(jìn)行抗壓試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)?？箟涸囼?yàn)采用YES-100數(shù)顯壓力試驗(yàn)機(jī)，以8mm/分鐘的速度緩慢加載,至試樣破壞，記錄壓力值；直剪試驗(yàn)采用電動(dòng)四聯(lián)等應(yīng)變直剪儀，以lOOkPa、200kPa.300kPa、400kPa四個(gè)等級(jí)進(jìn)行加載，記錄剪切破壞時(shí)的讀數(shù)。限于篇幅，本文只介紹28d齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和直剪試驗(yàn)結(jié)果。(1)無側(cè)限抗壓試驗(yàn)取3個(gè)平行試驗(yàn)破壞荷載的平均值計(jì)算抗壓強(qiáng)度，若單個(gè)試件測(cè)值偏離均值的15%,則予以剔除，取余下測(cè)值的平均值計(jì)算。28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度結(jié)果如表5所示。此堿渣混合料對(duì)淤泥加固處

6、理后，其固化土抗壓效果明顯增強(qiáng)，軟硬度基本都能達(dá)到中等的甚至硬的程度。同一含水率條件下，固化材料摻入量越大，固化土強(qiáng)度越高；同一固化材料摻入量條件下，原樣泥含水率越大，抗壓強(qiáng)度越低。此外，分析固化材料的配方發(fā)現(xiàn)，堿渣中外摻材料對(duì)抗壓強(qiáng)度影響最大的是礦粉，其次是特殊精料。(2)直剪試驗(yàn)此堿渣混合料對(duì)淤泥加固處理后，固化土的內(nèi)摩擦角和粘聚力均得到提高，含水率越低，固化土抗剪性能提高越明顯。4、結(jié)論(1)用堿渣混合料制備固化土是一種能大量消耗廢棄堿渣的方式，具有明顯的環(huán)保效應(yīng)和社會(huì)效應(yīng)。(2)堿渣混合料對(duì)灘涂淤泥改善效果明顯，固化土的基本力學(xué)性能能滿足一定

7、的要求，具有較好的工程應(yīng)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)[1]婁性義，張煥云?堿渣(白泥)綜合利用途徑的探討[J].青島建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),1999(2)：55?57.[2]劉心中，姚德，董鳳芝，任傳成.堿渣(白泥)綜合利用[J].化工礦物與加工.2001(3)：2?3.[3]閆澎旺，祁壽麓?堿渣土工程性能的試驗(yàn)研究[J].石油工程建設(shè)，1997(4)：1?8.