碱渣治理与碱渣土的应用研究

摘要

碱渣是氨碱法生产纯碱过程中产生的工业废弃物。碱渣与粉煤灰等按适当的比例拌合均匀的混合料，称为碱渣土。因碱渣的大量堆存严重地危害着环境、制约着经济的发展并给碱厂带来沉重的负担，因此将碱渣土作为工程用土用于填垫工程是大规模处理碱渣的有效途径。 本文介绍了碱渣的生成过程、化学组成和矿物组成，分析了粉煤灰在物理和化学方面对碱渣土强度的提高作用。为了更好的认识碱渣的工程性质，促进碱渣的大规模应用，作者结合以前的研究成果，进行了大量的室内试验，得出碱渣与粉煤灰各种不同配比的碱渣土的相对硬化时间；由比重试验得出碱渣土的比重，并与普通工程用土进行比较；在击实试验和微型触探试验中，对碱渣土在较大的含水量变化范围内对应的干密度和锤击数作了分析，并得出有实际应用价值的成果；探讨了碱渣土回填的可行性；针对回填工程作了控制含水量的计算、施工时压实方法的确定、回填碱渣土的检测、回填后碱渣土承载力的分析以及搅拌运输回填压实阶段的工程费用分析，并与回填一般土料进行了经济上的比较。 本文对碱渣土的工程特性、强度机理及回填压实的方法等进行了较深入、全面的研究，这对于碱渣治理的资源化、改善城市环境、促进城市全面建设、解决土资源短缺的问题有较高的社会经济效益和环境效益。 本试验研究还有以下实际应用特点： (1)提出了“相对硬化时间”的概念，可根据工程实际进行调整。 (2)通过室内试验的方法，选出了工程中较合适应用的碱渣土配比，即碱渣与粉煤灰的比例为2∶1。 (3)碱渣土在最优含水量附近的较大范围内进行击实都可以获得较大的干密度。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1碱渣的堆积危害及治理的意义

1.1.1碱渣的堆积与危害

1.1.2碱渣的治理意义

1.2碱渣的来源与组成

1.2.1碱渣的来源

1.2.2碱渣的成分特征

1.3碱渣的资源化途径

1.3.1国外的碱渣治理方法

1.3.2国内碱渣的资源化途径

1.4粉煤灰的资源化途径

1.5本课题的主要研究内容及意义

第2章碱渣土的微观机理及强度形成

2.1碱渣的强度形成特点

2.2粉煤灰的组成与强度形成

2.2.1粉煤灰的组成成分

2.2.2粉煤灰的强度形成特点

2.3粉煤灰对碱渣的强度提高机理

2.3.1粉煤灰的水化作用

2.3.2重结晶在提高碱渣土强度中的作用

2.4本章小结

第3章碱渣土的工程发生试验研究

3.1引言

3.2碱渣土的物理特性

3.2.1相对硬化时间试验

3.2.2比重试验

3.2.3碱渣土的湿陷性

3.2.4碱渣土的渗透性

3.3碱渣土的力学特性

3.3.1室内轻型击实试验

3.3.2微型触探试验

3.3.3侧限压缩试验

3.3.4直剪试验

3.3.5无侧限抗压试验

3.4碱渣土的静载试验

3.4.1试验方法和技术要求

3.4.2试验结果分析

3.5本章小结

第4章胶州湾海域的白泥治理

4.1胶州湾娄山河口白泥的形成原因、分布及储量

4.1.1胶州湾娄山河口白泥的形成原因

4.1.2胶州湾娄山河口白泥的分布及储量

4.2海域白泥治理的必要性和可行性

4.2.1海域白泥治理的意义及必要性

4.2.2海域白泥治理的可行性

4.3碱渣土对环境的影响

4.4近年来相关企业白泥治理情况及其科研工作取得的成果

4.1.1筑坝拦渣、澄清分离工艺

4.1.2白泥和粉煤灰混合回填造地技术

4.1.3“生态宝”技术的探索

4.5几种方案的对比

4.6本章小结

第5章市北胶州湾新产业区利用碱渣土回填造地的实施方案

5.1回填场地的岩土分析评价

5.2碱渣土的回填方案

5.2.1碱渣土换填的适用性

5.2.2填料含水率范围的确定与控制

5.2.3压实方法的选择

5.2.4碱渣土回填压实的要求与检测方法

5.2.5碱渣土的回填厚度及地基承载力验算

5.2.6 工程费用估算

5.3填土施工过程

5.4施工中的注意事项

5.5本章小结

第6章结论与展望

6.1碱渣土的研究结论

6.2碱渣土的研究建议

6.3有待研究的问题

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢