[发明专利]一种用于软基加固的赤泥-钢渣复合地聚物胶凝材料

说明书

本发明公开了一种赤泥‑钢渣复合地聚物胶凝材料，用于软基加固和土体改良，主体由赤泥、钢渣、水泥、偏高岭土、早强减水剂组成，由赤泥、偏高岭土提供胶凝材料的活性铝酸盐成分和硅酸盐成分，利用赤泥本身的碱性和少量水泥激发钢渣、偏高岭土和赤泥中的矿物发生水化反应，生成胶凝物质，使得复合型赤泥钢渣胶凝材料具有较高的强度和性能。其中，赤泥‑钢渣‑水泥‑偏高岭土质量比例为42~50:35~41:4.5~10.5:4~10:1~2，将其用于软土加固，既可以提高赤泥、钢渣两种废弃物的利用率，又能大幅减少水泥在软基加固中的应用，降低软基加固成本，具备良好的环境效益。

技术领域

本发明涉及一种用于软基加固的赤泥-钢渣复合地聚物胶凝材料，属于土木工程和交通运输工程路基处理技术领域。

背景技术

赤泥是从铝土矿中冶炼氧化铝得到的工业固体废弃物，我国是世界第四大氧化铝生产国，每年产生的赤泥高达3000万吨。然而，由于赤泥存在碱性高和水化活性低的特点，导致其利用难度较高，综合利用率仅15%。钢渣是冶炼钢铁产生的工业固体废弃物，我国每年约产出1~1.5亿吨钢渣。发达国家拥有完整的钢渣再利用体系，而我国钢渣综合利用率仅50%。这些工业废弃物的堆放不仅浪费了大量土地资源，还导致地下水体污染、土壤污染等严重的环境问题。

在以往的工程实践中，学者专家也对钢渣和赤泥的回收利用进行了研究和创新。古明远（公开号CN104988322A）提出将赤泥、钢渣和还原剂混合焙烧并分离反应产物得到铁产品和尾渣，这种方法同时实现了两种工业废弃物的综合利用，但是从炼铁排出的废弃物中再次冶炼效率不高，而且仍然有尾渣产生，需要解决尾渣堆放问题；刘立强（公开号CN103304141A）提出利用钢渣、赤泥、河沙混合进行热处理复合制备玻璃陶瓷，尽管这种方法同时实现了两种工业废弃物的综合利用，且不产生新的废弃物，但是这种方法需要消耗大量能源才能实现再生利用，不适宜大规模推广应用；邓永锋（公开号CN106316171A）提出以水泥激发钢渣活性，通过偏高岭土增补体系中活性铝含量，并加入复合型减水剂提高早期强度，通过硅率SM、铝率IM、石灰饱和系数KH控制各组分掺量，尽管采用这种方法所得的钢渣基水泥成本仅普通硅酸盐水泥的一半，但是，这种方法仍然需要消耗大量水泥提供碱性环境激发钢渣活性；王辉（公开号CN102584128A）提出由氧化硅、氧化铝、氧化钙、工业副产碱渣、四氢邻苯二甲酸酐酯和乙二醇双偏苯三酸酐酯与赤泥拌和形成固化剂，尽管这个配方在短时间内即可获得工作强度，但是，其所用的有机原料是接触致敏性材料，施工不方便，并且可能对环境产生不良影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种用于软基加固的赤泥-钢渣复合地聚物胶凝材料，综合利用赤泥和钢渣两种工业废弃物，将两种材料的特性互补，形成复合型地聚物胶凝材料，用于软土地基加固中，价格低廉，施工工艺简单，地基加固效果良好，具有重要的工程实用价值。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于软基加固的赤泥-钢渣复合地聚物胶凝材料，包含赤泥、钢渣、水泥、偏高岭土和早强减水剂，所述赤泥-钢渣-水泥-偏高岭土-早强减水剂质量百分比为42~50:35~41:4.5~10.5:4~10:1~2。

其中，钢渣采用比表面积为300m²/kg~500m²/kg之间的钢渣粉，赤泥采用比表面积为300m²/kg~550m²/kg的赤泥粉。

其中，所述的自研复配型早强剂配比见表1：

表1复配型早强减水剂配比