营口地区工业废料固化处理及工程应用的研究
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摘要
工业上在从硼矿石中提炼硼酸、硼砂等产品的生产过程中,一些脉石矿物同硼矿石一同焙烧、粉碎并参与化学反应后,留下的废渣,俗称“硼泥”。其为黄白或浅棕色粉状固体,呈碱性,硼泥中含有氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化硼等组分。属于不易溶性物质,具一定的黏结性,可塑性较好。硼泥是一种工业固体废弃物,它的堆存处置不仅占用大量土地,而且会使堆场附近的土壤碱化并引起硼的迁移转化,造成环境污染,这样做同时也是一种资源上的浪费;尽管有多种硼泥综合利用技术进入开发或产业化阶段,如可利用硼泥生产硼镁磷肥和硼镁钙肥等复合肥料,但是现有的硼泥消耗量远远小于其排放量,并且其经济价值没有更好地体现出来。因此,硼泥科学的利用和研究仍是一项迫切而艰巨的任务,有必要研究开发和完善硼泥资源化技术,拓宽硼泥在各个领域里的利用。
     该论文简单介绍了硼泥的组成及国内外利用现状;并且介绍了土壤固化剂的国内外发展现状;以及我国道路基层的发展现状。
     该论文就是根据营口地区的现状,以工业固体废弃物“硼泥”为研究对象,分析硼泥的物理性质及化学组成,通过改变硼泥原有的性质将固化后的“硼泥土”用于道路基层。主要阐述了石灰固化土、二灰固化土、水泥固化土、土壤固化剂固化土等的固化机理以及各种固化土的固化特性,为其应用提供了理论依据。
     经过大量的室内试验对比各石灰固化土、水泥固化土、石灰加粉煤灰固化土、水泥加粉煤灰固化土、固化剂固化土的无侧限抗压强度进行了研究。分析不同拌合料掺入比和龄期对强度的影响,总结了各强度指标之间的关系,得出固化土中不同拌合料的最优配比,并将固化剂固化土的强度与其它不同固化土强度进行了对比,验证了固化剂固化土的优越性。分析了在加入外加剂粉煤灰的情况下固化土的强度变化情况。外加剂粉煤灰的加入在不影响固化土28d的无侧限抗压强度下能够有效的提高固化土的早期强度。并且对比分析了温度、压实度和各龄期对各固化土的无侧限抗压强度的影响。
     在室内试验的基础上对水泥固化土和固化剂固化土的冻融循环稳定性、水浸稳定性进行全面系统的研究对比、分析,总结规律发现问题。
     浸水试验得到水泥和固化剂固化土的水稳定系数均在90%以上以上,表明固化硼泥土均有很好的水稳性;除了掺入比为7%固化剂的固化土的抗冻融系数为78%以外,其它固化土抗冻融系数均在80%,表明固化土均有较好的抗冻性。
     在理论及室内试验的基础之上针对营口市开发区特定的地质条件进行试验路段的现场施工。在其后的追踪观察研究中,路基使用情况良好,完全满足道路运行要求。最后总结了论文的创新点,并对全文所做的工作进行了总结,对下一步研究工作进行了展望。
Industry in from boron ore boric acid, borax etc products production process, some gangue minerals burning-out, together with boron ore crushing and participate in chemical reaction, leave waste residue, commonly known as "boron mud". It’s for stread or light brown powder solid, show alkaline, boron mud contains magnesium Oxide, CaO, Oxidation Sodium, Oxidation Boron etc components. Belong to easily soluble substances a certain degree of bond sex, plasticity is better. The sludge of boron is an industrial solid waste, it not only occupy the stockpiling disposal of land, and surely will make the yard nearby soil sulfonate and causes the boron migration transformation, cause environmental pollution, such doing is also a kind of resource waste, Although there are a variety of boron mud comprehensive utilization technology into the development or industrialization phase, if available PengMei p and boron mud production PengMei calcium fatty etc compound fertilizer, but existing boron mud consumption far less than its emissions, and its economic value no better reflected. Therefore, boron mud scientific utilization and research is still an urgent and difficult task, it is necessary to study the development and perfection of boron mud recycling technology, broaden the boron mud in the use of different fields.
     These papers briefly introduces the composition and boron mud utilization situation at home and abroad, and introduce the developing situation of domestic and foreign soil stabilizer, as well as our country road base course development present situation.
     This thesis is according to the present situation of soils in yingkou district, with the industrial solid wastes boron mud as the research object, by changing the nature of boron mud original will after curing "boron mud" used in road base course. Mainly expounds the lime solidified soil, two ash stabilized soil, cement solidified soil and soil stabilizer solidified soil of curing mechanism and various solidified soil solidified characteristics. And on the comparison and analysis of the temperature and degree of compaction and various ages on each solidified soil, the unconfined compressive strength of influence.
     Through a lot of indoor test of lime solidified soil, cement solidified soil, lime stabilized soil, cement with fly with fly solidified soil, curing agent solidified soil, the unconfined compressive strength is studied. Analyze the different asphalt-measuring mixing ratio and ages on the influence of strength, summarizes the intensity index, it is concluded that the relationship between different asphalt-measuring stabilized soil optimal ratio, and curing agent solidified soil strength and other different solidified soil strength of comparison, verifies the curing agent solidified soil superiority. Analysed in joining admixtures fly ash under the condition of the solidified soil strength changes. Admixture of fly ash to join in does not affect the 28d solidified soil in the unconfined compressive strength can effectively improve the solidified soil early strength.
     In the laboratory, on the basis of cement solidified soil and soil solidified soil freeze-thaw cycle stability, water immersion stability comprehensive system is studied
     The water immersion test a cement and curing agent in solidified soil water stability coefficient were more than 90% above that are curing boron soil water stability of the very well, Besides mixing ratio of 7% curing agent of solidified soil freezing-thawing resisting coefficient is 78%, except solidified soil freezing-thawing resisting coefficients in 80%, show solidified soil are good frost resistance.
     On the basis of indoor test for specific geological conditions of YingKou development zone experiment sections of site construction.
     Finally to generalize work done are summarized, further research work is prospected.
引文
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