[发明专利]膨胀土改良剂，其制备与应用及使用其改良膨胀土的方法

说明书

本发明提供了一种膨胀土改良剂，其制备与应用及使用其改良膨胀土的方法，以该膨胀土改良剂所欲改良的干膨胀土的总重量为100％计，其包含3‑12％的煤矸石及0.2‑0.6％的聚丙烯纤维。本发明还提供了所述膨胀土改良剂的制备方法及其在改良膨胀土中的应用。本发明还提供了一种利用所述膨胀土改良剂改良膨胀土的方法，该方法得到的改良后的膨胀土及该改良后的膨胀土在膨胀土路基填土工程中的应用。本发明所提供的该方法具有处理简便，成本低廉，效果优良，对环境污染小，节约石灰等优点，所得到的改良后膨胀土的力学和工程性能良好，胀缩率得到抑制。

技术领域

本发明涉及一种膨胀土改良剂，其制备与应用及使用其改良膨胀土的方法，属于土木工程材料技术领域。

背景技术

膨胀土中含有亲水性矿物蒙脱土与伊利土，其具有显著的吸水膨胀、失水收缩并在外界干湿交替的环境中反复胀缩变形的特性，常造成工程结构物及路基产生严重破坏，因此需要改良膨胀土以降低胀缩性。

煤矸石是一种煤矿区含碳量很低，且其主要成分为氧化硅和氧化铝的固体废弃物。现有技术中已有关于煤矸石用于改性膨胀土的研究，该技术方案为：将煤矸石破碎后掺入膨胀土中，获得单一煤矸石或石灰煤矸石改性膨胀土，实验结果表明，采用煤矸石或石灰煤矸石改良膨胀土后可约束膨胀土的收缩性和膨胀性，改善其抗剪强度、无侧限抗压强度和CBR值等；但是由于改良膨胀土组分单一，煤矸石颗粒与膨胀土颗粒之间缺乏有效的黏结作用，因而存在结构强度不足的问题，致使后期将其作为路基使用时存在裂隙发育发展的不利隐患。

现有技术中还有关于使用聚丙烯纤维或粉煤灰聚丙烯纤维改性膨胀土的研究，该研究表明：使用聚丙烯纤维或粉煤灰聚丙烯纤维改性膨胀土可依靠纤维增加抗拉强度的作用约束膨胀土的胀缩性能，在增强膨胀土抗剪强度方面作用显著。利用纤维或粉煤灰纤维可增强膨胀土的抗剪性能，但是在改良膨胀土体内，纤维与膨胀土颗粒难以形成固化的整体，致使其在提高膨胀土的抗压强度方面存在不足。

因此，提供一种膨胀土改良剂，其制备与应用及使用其改良膨胀土的方法已经成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种膨胀土改良剂。

本发明的另一个目的还在于提供所述膨胀土改良剂的制备方法。

本发明的又一个目的还在于提供所述的膨胀土改良剂在改良膨胀土中的应用。

本发明的再一个目的还在于提供一种改良膨胀土的方法，其中，所述方法利用该膨胀土改良剂对膨胀土进行改良。

本发明的再一个目的还在于提供所述的改良膨胀土的方法得到的改良的膨胀土。

本发明的再一个目的还在于提供所述改良的膨胀土在膨胀土路基填土工程中的应用。

为达到上述目的，一方面，本发明提供一种膨胀土改良剂，其中，以该膨胀土改良剂所欲改良的干膨胀土的总重量为100％计，其包含3-12％的煤矸石及0.2-0.6％的聚丙烯纤维。

根据本发明具体实施方案，在所述的膨胀土改良剂中，以该膨胀土改良剂所欲改良的干膨胀土的总重量为100％计，其还包含3-7％的阳离子乳化沥青及/或2-5％的水泥。

根据本发明具体实施方案，在所述的膨胀土改良剂中，所述煤矸石为由粒度在0.5mm以下的颗粒组成的粉末。

根据本发明具体实施方案，在所述的膨胀土改良剂中，以所述煤矸石的总重量为100％计，其包含50-70％的SiO₂，20-30％的Al₂O₃，2-6％的Fe₂O₃，1-2％的CaO，1-2％的MgO，1-5％的C以及余量的重金属元素。

根据本发明具体实施方案，在所述的膨胀土改良剂中，所述重金属元素包括Zn、Ni、Cr、Cd、Pb。