一种钛石膏简易改性改良膨胀土路基填料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种废弃钛石膏简易改性改良膨胀土路基填料的制备方法，涉及岩土工程技术领域。该方法用经过简单物理改性后的钛石膏粉末作为固化剂改良膨胀土路基；将钛石膏掺加到膨胀土中，控制含水率为18％

【技术实现步骤摘要】
一种钛石膏简易改性改良膨胀土路基填料的制备方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程
，具体地，涉及一种钛石膏简易改性改良膨胀土路基填料的制备方法。

技术介绍

[0002]路基作为整个交通运输系统的重要组成部分，路基质量的好坏直接影响行车速度与行车安全。由于不良路基填料膨胀土分布广泛，给路基施工建设带来了相当大的危害。因此，天然膨胀土路基场地的填料不符合高等级公路、铁路路基填筑的基本要求。
[0003]目前针对改良膨胀土作为高速公路路基填料研究尚不成熟，缺乏经济高效的专用固化剂和详细规范的处理方法。对于膨胀土路基工程，最初的治理方法是换填土。换填土是膨胀土路基处理中最简单而为最有效的方法，换填土的方法虽然行之有效，但远距离运送换填土势必会造成工程造价过高，也会造成极大的浪费以及对环境的污染。目前，化学改性是处理膨胀土的主要方法，如掺生石灰、水泥、粉煤灰和氯化钠等来稳定膨胀土。其中用掺生石灰来处理膨胀土是最普遍和有效的方法。但石灰处理膨胀土存在早期强度不高、工艺过程比较复杂以及耗时久等亟待解决的问题。
[0004]中国专利技术专利申请公开说明书(CN105951551A)公开了一种膨胀土路基改良方法，该方法分层堆积生石灰和膨胀土，分层堆积的同时洒水使石灰充分消化。但是石灰和膨胀土的凝胶反应进行较慢，存在早起强度不高的问题。其次，该工艺过程比较复杂，耗时久，容易造成工期的延长。另外，掺拌生石灰易扬尘，对环境造成一定污染。
[0005]因此，开发一种成本低、环境效益好且效果好的改良膨胀土路基填料是十分有必要的。
[0006]钛石膏是采用硫酸法生产钛白粉时，为治理酸性废水，加入石灰以中和大量的酸性废水而产生的以二水石膏为主要成分的工业废渣。近年来，随着钛产业的迅速升温，钛白粉生产线的建设也急速发展，若按每产1吨钛白粉约副产6吨的含钛石膏来计算，钛石膏的年排放量已超过1000万吨。目前钛石膏仅有少量用于符合胶结材料和外加剂使用，还有大量的钛石膏没有被有效的利用，钛石膏的过度堆放，既浪费耕地，又污染环境。相比较于生石灰280
‑
350元/吨的价格，钛石膏的成本则十分经济，而钛石膏与生石灰改良膨胀土的有用成分类似，如果能用废弃钛石膏作为固化剂来改良膨胀土，可极大降低工程造价也可实现工业废弃物资源化。
[0007]因此，利用废弃钛石膏改良膨胀土路基填料，具有良好的经济效益以及社会效益，这使得固体废弃物改良膨胀土成为一种研究趋势，具有广泛的研究前景。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是：现有技术中改良膨胀土路基方法效果差、成本高以及环境污染等问题。本专利技术提供了一种以工业废弃钛石膏为原料的改良膨胀土路基填料的制备方法，采用本专利技术提供的改良膨胀土路基填料，不仅可以降低固化剂成本，具有显著的
固化效果，更能将工业废弃物钛石膏变废为宝，实现综合利用和环境保护。
[0009]为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种钛石膏简易改性改良膨胀土路基填料的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1，将钛石膏在120℃
‑
180℃温度下煅烧2小时
‑
3小时，使钛石膏中的二水石膏转变为半水石膏，然后粉碎并过0.5mm筛得到钛石膏粉末，将该钛石膏粉末陈化36小时
‑
60小时后备用；
[0011]步骤2，将膨胀土置于烘箱中干燥24小时，烘箱温度为95℃
‑
115℃，然后粉碎过2mm筛后备用；
[0012]步骤3，将步骤1得到的钛石膏粉末、步骤2获得的膨胀土按照质量百分比20％
‑
25％：75％
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80％混合，搅拌均匀后得到混合骨料；
[0013]然后向上述混合骨料中加入占混合骨料总质量的18％
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20％的水，充分搅拌均匀，并焖料24小时
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48小时，焖料期间至少翻拌一次，得到改良膨胀土混合填料；
[0014]步骤4，改良膨胀土混合填料的检测
[0015]4.1，在步骤3得到的的改良膨胀土混合填料中取出适量土样，并记为第1次改良土样，密封保存至实验室，养护7天后检测第1次改良土样的单轴抗压强度P1，并进行以下判断：
[0016]若P1≥600kPa，进入步骤5；
[0017]若P1＜600kPa，进入步骤4.2；
[0018]4.2，设n为重复养护次数，n为正整数，且n≤4；
[0019]从n＝1开始，在步骤3得到的改良膨胀土混合填料中第n次重复取出适量土样，并记为第n次重复改良土样，密封保存至实验室，养护(n+1)
×
7天后检测第n次重复改良土样的单轴抗压强度Pn，并进行以下判断：
[0020]若Pn≥600kPa，进入步骤5；
[0021]若Pn＜600kPa，重复进行步骤4.2，直至Pn≥600kPa；
[0022]特殊的，当n＝4，且Pn＜600kPa时，放弃，即该改良膨胀土混合填料不能作为膨胀土路基填料；
[0023]步骤5，一种钛石膏简易改性改良膨胀土路基填料制备完成。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0025]1、使用钛石膏改良膨胀土路基填料，能够增大改良土体的塑性以及较大程度的降低改良土的无荷载膨胀率。另外，使用钛石膏作为固化剂对改良土的抗压强度和抗剪强度有显著提升。
[0026]2、与常用膨胀土改良材料相比，使用钛石膏的成本更低，具有良好的经济效益。
[0027]3、采用钛石膏代替石灰，对二氧化碳排放量的减少有益，且施工时不会因为扬尘而造成污染，具有良好的社会效益。
附图说明
[0028]图1本专利技术制备方法的流程图；
[0029]图2为本专利技术改良膨胀土路基填料的无荷载膨胀率及线缩率曲线图；
[0030]图3为本专利技术改良膨胀土路基填料的单轴抗压强度曲线图；
[0031]图4为本专利技术改良膨胀土路基填料的粘聚力曲线图；
[0032]图5为本专利技术改良膨胀土路基填料的内摩擦角曲线图。
具体实施方式
[0033]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作详细的说明。
[0034]图1为本专利技术的流程图，由图1可见，本专利技术一种钛石膏简易改性改良膨胀土路基填料的制备方法包括以下步骤：
[0035]步骤1，将钛石膏在120℃
‑
180℃温度下煅烧2小时
‑
3小时，使钛石膏中的二水石膏转变为半水石膏，然后粉碎并过0.5mm筛得到钛石膏粉末，将该钛石膏粉末陈化36小时
‑
60小时后备用。
[0036]在本实施例中，煅烧温度为120℃，陈化时间为48小时。
[0037]步骤2，将膨胀土置于烘箱中干燥24小时，烘箱温度为95℃
‑
115℃，然后粉碎过2mm筛后备用。
[0038]在本实施例中，烘箱温度为105℃。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛石膏简易改性改良膨胀土路基填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将钛石膏在120℃
‑
180℃温度下煅烧2小时
‑
3小时，使钛石膏中的二水石膏转变为半水石膏，然后粉碎并过0.5mm筛得到钛石膏粉末，将该钛石膏粉末陈化36小时
‑
60小时后备用；步骤2，将膨胀土置于烘箱中干燥24小时，烘箱温度为95℃
‑
115℃，然后粉碎过2mm筛后备用；步骤3，将步骤1得到的钛石膏粉末、步骤2获得的膨胀土按照质量百分比20％
‑
25％∶75％
‑
80％混合，搅拌均匀后得到混合骨料；然后向上述混合骨料中加入占混合骨料总质量的18％
‑
20％的水，充分搅拌均匀，并焖料24小时
‑
48小时，焖料期间至少翻拌一次...

【专利技术属性】
技术研发人员：查甫生，吴杰，康博，乔勃睿，孙献国，
申请(专利权)人：安徽省荟资建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：