[发明专利]一种粉煤灰基土壤固化剂及其制备方法

说明书

一种粉煤灰基土壤固化剂及其制备方法，属于工业固废综合利用和建筑材料技术领域，目的在于利用粉煤灰、脱硫石膏等工业固废制备的土壤固化剂，所述粉煤灰基土壤固化剂，包括如下质量百分数的组份：粉煤灰40‑70%、激发剂30‑60%、辅助增强剂0‑5%。本发明制备的粉煤灰基土壤固化剂可替代水泥、石灰应用于道路路基改良处治，具有低成本，节能环保等优点，较水泥、石灰具有明显的价格优势，应用前景广阔。为粉煤灰、脱硫石膏等工业固废的资源化利用起到了积极的推动作用。

技术领域

本发明属于工业固废综合利用和建筑材料技术领域，具体涉及一种粉煤灰基土壤固化剂及其制备方法。

背景技术

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞。

目前，在研究粉煤灰的综合利用方面研究很多，利用的方向主要是提取有价金属元素、土壤调理剂等；还有一些用粉煤灰制备烧结砖等建材。目前的研究存在以下问题：一是这些技术投入成本大，二是还没有一种完全成熟的可以产业化生产的技术，目前还无法大规模利用粉煤灰，大量的粉煤灰仍以堆存为主，占用土地、污染环境。

脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙CaSO₄·2H₂O。脱硫石膏是燃煤或油的工业企业在治理烟气中的二氧化硫后而得到的工业副产石膏，目前，我国每年的产出量超过4000万吨，主要应用领域为水泥工业和建材行业，但利用率还比较低，仍以堆存为主。

以粉煤灰、脱硫石膏等为代表的大宗工业固废的综合利用，成为推动高质量发展，提高资源利用效率的迫切任务。

但是，目前在公路工程建设领域对土体改良的一般做法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。由于水泥、石灰的生产需要开采大量的黏土、石灰岩等，这会消耗大量的能源，造成水土流失与生态失衡，加剧自然环境恶化，严重有悖于国家提倡的生态环境保护理念。

因此，粉煤灰、脱硫石膏等工业固废的资源化利用，以替代水泥等应用于路基工程，已成为固废综合利用领域重点研究的方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用粉煤灰、脱硫石膏等工业固废制备的土壤固化剂，为粉煤灰、脱硫石膏等大宗工业固废提供了一项可行的资源化综合利用路线。

本发明采用如下技术方案：

一种粉煤灰基土壤固化剂，包括如下质量百分数的组份：粉煤灰40-70%、激发剂30-60%、辅助增强剂0-5%。

进一步地，所述激发剂包括如下质量百分数的组份：硅酸钠5-20%、生石灰或电石渣50-80%、脱硫石膏10-30%。

进一步地，所述辅助增强剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠和聚合氯化铝中的任意一种。

一种粉煤灰基土壤固化剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步，按照施工路基土性质进行室内试验，确定最佳的试验配比；

第二步，按照试验所得最佳配比，将原料混配均匀，得到粉煤灰基土壤固化剂，密封包装保存；或将粉煤灰与激发剂混配，将辅助增强剂单独配制质量浓度0.5%-1%的水溶液，根据试验所得最佳配比，在施工时与粉煤灰和激发剂混合物一起加入到土体中；原材料在混配前，保证60%以上通过100目标准筛。

进一步地，所述粉煤灰基土壤固化剂掺量为土体的质量的5-15%。

本发明的有益效果如下：