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营口地区工业废料固化处理及工程应用的研究

侯立国  
【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。


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