[发明专利]一种改良膨胀土、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及岩土工程的技术领域，具体涉及一种改良膨胀土、其制备方法及应用，按照质量百分数计包括：改性椰壳纤维0.5％～1.5％、蔗渣灰6％～25％、膨胀土73.5％～93.5％。本发明使用的椰壳纤维天然无公害、绿色环保；椰壳纤维韧性强、强度高、来源广而且成本低廉。本发明利用椰壳纤维与蔗渣灰改良膨胀土，与传统膨胀土治理方法相比，其施工成本低，施工工艺简单可行，可广泛应用于路基、地基、堤岸、边坡等岩土和水利工程领域。本发明使用的蔗渣灰为糖厂废弃物，通常处理方法是将其丢弃填埋，不仅浪费资源，还会带来环境问题。本发明使用了大量的蔗渣灰，不仅节约了资源还保护了环境。

技术领域

本发明涉及岩土工程的技术领域，具体涉及一种改良膨胀土、其制备方法及应用。

背景技术

膨胀土在我国分布范围很广，据现有的资料，广西、云南、湖北、安徽、四川、河南、山东等20多个省、自治区、市均有膨胀土。膨胀土含有强亲水性黏土矿物成分，具有强烈的胀缩特性、多裂隙性和强度衰减性，遇水膨胀，变形急剧增长，对工程建设极为不利。如何对膨胀土弃方合理处治及利用，一直是路基工程中十分关注的问题。目前处理膨胀土的主要方法有：换填法、物理化学改性法、封闭包盖法和夹层法。

椰壳纤维被证明具有良好的抗拉强度、刚度、水力性能和长期抗生物降解性。椰子纤维含有较多的纤维素和木质素以及半纤维素和果胶。纤维素为纤维提供强度、硬度和稳定性。

甘蔗灰又为蔗渣灰，是在制糖工艺中，甘蔗榨汁制糖后得到副产物甘蔗渣，蔗渣在经过焚烧后由除尘装置得到的细灰，即为甘蔗灰，这是我国甘蔗制糖厂通过燃烧蔗渣进行发电的锅炉中排出的主要废物，其主要含二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)和氧化钾(K₂O)等。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种改良膨胀土，效果可靠、施工高效、成本低廉和生态环保。

本发明的目的之二在于提供一种改良膨胀土的制备方法，制备工艺简便，易于调节。

本发明的目的之三在于提供一种改良膨胀土的应用。

本发明实现目的之一所采用的方案是：一种改良膨胀土，按照质量百分数计包括：改性椰壳纤维0.5％～1.5％、蔗渣灰6％～25％、膨胀土73.5％～93.5％。

优选地，所述蔗渣灰为糖厂废弃物。

优选地，所述改性椰壳纤维为经碱处理后的椰壳纤维。

优选地，所述改性椰壳纤维的制备方法为：将椰壳纤维浸泡在由浓度为4wt％-6wt％的NaOH溶液中6-24小时，浸泡结束后水洗、干燥，得到改性椰壳纤维。

优选地，水洗后在室温下进行干燥。

本发明实现目的之二所采用的方案是：一种所述的改良膨胀土的制备方法，将蔗渣灰和膨胀土混合均匀得到混合物，再加入改性椰壳纤维得到改良膨胀土。

本发明实现目的之三所采用的方案是：一种所述的改良膨胀土的应用，将所述改良膨胀土用于制备改良膨胀土填料，包括以下步骤：

(1)按照《公路土工试验规程》JTG 3430-2020中轻型击实试验确定改良膨胀土的最佳含水率和最大干密度；

(2)按确定的最佳含水率的含水量添加水到步骤(1)得到的改良膨胀土中，搅拌均匀，在自然条件下闷料12-24h，得到改良膨胀土填料。

本发明方案改良膨胀土的改良原理如下：