改良性膨胀土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改良性膨胀土及其制备方法，膨胀土的改良方法是使用改良剂对膨胀土进行改良处理，改良剂包括熟石灰、甘蔗渣纤维。熟石灰的加入量为膨胀土质量的2.5％～6.25％，甘蔗渣的加入量为膨胀土质量的0.5％～2％。改良步骤如下：1、将改良剂和膨胀土使用机械搅拌机完全混合；2、按照《公路土工试验规程》JTG E40

【技术实现步骤摘要】
改良性膨胀土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及膨胀土领域，具体涉及一种改良性膨胀土及其制备方法。

技术介绍

[0002]膨胀土是一种粘粒成分，主要由亲水性矿物质组成，如蒙脱石、伊利石和高岭石等，具有较大的吸水膨胀、失水收缩性能和强度衰减性。由于膨胀土对建筑物的危害，人们称膨胀土为“隐藏的灾害”。据不完全统计，全世界每年因膨胀土造成的损失达50亿美元以上。因此，关于膨胀土的问题早已引起国际、国内工程界的极大重视。目前处理膨胀土的的主要方法有换填法、物理改良、化学改良、生物改良、封闭包盖和夹层法。然而上述方法存在成本高、施工不方便等诸多问题，不利于大范围的应用。
[0003]甘蔗渣纤维是在制糖工艺中，甘蔗榨汁制糖后得到的纤维废物的副产品。甘蔗渣纤维作为能源供应的可燃材料，有许多用途。由于甘蔗渣纤维是可再生的、可生物降解的、环保的、低密度和低成本的材料，而且甘蔗渣纤维在建筑领域具有建筑材料和土壤加固材料的潜力。
[0004]石灰稳定是控制膨胀土因季节变化而发生收缩膨胀行为的最常用方法。石灰在水的存在下与膨胀粘土发生反应，改变膨胀土的物理化学性质，进而改变土壤的工程性质。

技术实现思路

[0005]针对我国现存的膨胀土工程问题，将膨胀土、甘蔗渣纤维和石灰创造性的协同利用于道路工程建设能很好的符合“绿色交通”政策，既能将废弃资源充分利用，达到保护环境的目的，又能节省大量资金。由此，本专利技术提供一种膨胀土的综合改良方案。
[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种强度高、膨胀率低，能够更好的满足路基路面工程中膨胀土路基应用需求的改良型膨胀土。
[0007]本专利技术的目的之二在于提供一种方法简单、操作方便、低成本的制备强度高、膨胀率低的改良型膨胀土的制备方法。
[0008]本专利技术的目的之三在于提供一种改良型膨胀土在岩土工程中膨胀土路基中的应用。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种改良性膨胀土，其特征在于：使用改良剂对膨胀土进行改良处理得到；其包含如下组分：
[0011]所述改良剂包括熟石灰、甘蔗渣纤维；熟石灰的加入量为膨胀土质量的0.5％～2％，甘蔗渣纤维的加入量为膨胀土质量的2.5％～6.25％；
[0012]所述甘蔗渣纤维为某糖厂废弃物；所述甘蔗渣纤维直径为0.3mm～3.1mm，长度为0.3mm～13.8mm，平均含水量为99.84％，平均抗拉强度为96.24
±
29.95MPa；所述甘蔗渣纤维在温度为25℃和相对湿度为80％的房间环境中风干，直到其质量保持恒定；
[0013]所述干后的甘蔗渣纤维通过9.5mm孔筛，并将留在300um孔筛上的纤维用做改良
剂；
[0014]所述石灰中含85％～95％的氢氧化钙。
[0015]作为优选方案，将甘蔗渣纤维和熟石灰分别在待处理的膨胀土0.5％～2％和2.5％～6.25％的质量分数范围内混合。
[0016]进一步地，制备粒径小于2.36mm的土壤。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种制备如上述的改良膨胀土的方法，其特征在于：包括如下步骤：
[0018]S1)将甘蔗渣纤维、熟石灰和土壤样品使用机械搅拌机完全混合；
[0019]S2)按照《公路土工试验规程》JTG E40
‑
2007中重型击实试验确定混合膨胀土的最佳含水率；
[0020]S3)按确定的最佳含水率的含水量添加水到步骤S1得到的混合膨胀土中，搅拌均匀，用塑料膜密封以防止水分变化，然后在25℃和相对湿度80％的室内环境下固化3、7和28天，得到改良膨胀土填料。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果如下：
[0022]1、本专利技术的改良膨胀土具有良好的综合性能，能改善弱膨胀土的不良特性，减少弱膨胀土带来的工程危害。
[0023]2、本专利技术使用的甘蔗渣纤维为糖厂废弃物，在膨胀土稳定中使用水合石灰渣纤维组合有助于解决工业废物副产品对环境的影响，符合绿色可持续发展的要求。
[0024]3、本专利技术中甘蔗渣纤维的掺加可使改良后膨胀土体间的形成新的络合物，增加了土体的密实度，从而加固土体，提升改良土的粘结性。
[0025]4、本专利技术中石灰的掺入可通过石灰的离子交换作用、碳酸化作用、凝胶反应和结晶作用等使膨胀土的分散性、膨胀性降低，水稳定性提高，进一步提高了膨胀土的强度。
[0026]5、本专利技术能够更加科学的将石灰和甘蔗渣纤维混合料加以利用，操作简单，节约环保。
具体实施方式
[0027]以下结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步的解释说明，在介绍具体实施例前，就下述实施例中涉及部分实验材料等背景情况进行说明简要说明。
[0028]本专利技术中所采用的甘蔗渣纤维、熟石灰和膨胀土为常规原料。
[0029]表1为膨胀土的物理性质
[0030][0031]所述的甘蔗渣纤维取自于某糖厂，将获得的纤维在25℃温度和相对80％的湿度的房间中风干，直到其质量保持恒定。将风干的纤维通过9.5mm孔径筛，并将留在300um孔筛上的纤维用做改良剂。
[0032]表2为甘蔗渣纤维的物理性质
[0033][0034]实施例1
[0035]一种膨胀土的改良方法，使用改良剂对膨胀土进行改良处理，所述的改良剂包括甘蔗渣纤维、熟石灰；其中，甘蔗渣纤维的加入量为膨胀土质量分数的0.5％，熟石灰的加入量为膨胀土质量分数的2.5％，其中，所述的甘蔗渣纤维在温度为25℃和相对湿度80％的房间环境中风干，直到其质量保持恒定。将风干后的甘蔗渣纤维通过9.5mm孔筛，并将留在300um孔筛上的纤维用做改良剂。
[0036]具体改良步骤如下：
[0037]S1)将甘蔗渣纤维、熟石灰和土壤样品使用机械搅拌机完全混合；
[0038]S2)按照《公路土工试验规程》JTG E40
‑
2007中重型击实试验确定混合膨胀土的最佳含水率；
[0039]S3)按确定的最佳含水率的含水量添加水到步骤S1得到的混合膨胀土中，搅拌均匀，用塑料膜密封以防止水分变化，然后在25℃和相对湿度80％的室内环境下固化3、7和28天后进行膨胀土线性收缩实验、无侧限抗压强度试验，实验结果如下表3所示。
[0040]实施例2
[0041]一种膨胀土的改良方法，使用改良剂对膨胀土进行改良处理，所述的改良剂包括甘蔗渣纤维、熟石灰；其中，甘蔗渣纤维的加入量为膨胀土质量分数的1.0％，熟石灰的加入量为膨胀土质量分数的2.5％，其中，所述的甘蔗渣纤维在温度为25℃和相对湿度80％的房间环境中风干，直到其质量保持恒定。将风干后的甘蔗渣纤维通过9.5mm孔筛，并将留在300um孔筛上的纤维用做改良剂。
[0042]具体改良步骤如下：
[0043]S1)将甘蔗渣纤维、熟石灰和土壤样品使用机械搅拌机完全混合；
[0044本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改良性膨胀土，其特征在于：使用改良剂对膨胀土进行改良处理得到；其包含如下组分：所述改良剂包括熟石灰、甘蔗渣纤维；熟石灰的加入量为膨胀土质量的0.5％～2％，甘蔗渣纤维的加入量为膨胀土质量的2.5％～6.25％；所述甘蔗渣纤维为某糖厂废弃物；所述甘蔗渣纤维直径为0.3mm～3.1mm，长度为0.3mm～13.8mm，平均含水量为99.84％，平均抗拉强度为96.24
±
29.95MPa；所述甘蔗渣纤维在温度为25℃和相对湿度为80％的房间环境中风干，直到其质量保持恒定；所述干后的甘蔗渣纤维通过9.5mm孔筛，并将留在300um孔筛上的纤维用做改良剂；所述石灰中含85％～95％的氢氧化钙。2.根据权利要求1所述的改良性膨胀土...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽华，贾志勇，肖衡林，刘数华，李文涛，黄少平，陈智，白玉霞，郑立斐，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：