本發(fā)明涉及巖土工程，具體為一種脲酶堿渣改良膨脹土的方法及其施工方法。

背景技術：

1、膨脹土是一種具有特殊性質(zhì)的土壤，其主要特征是在濕度變化時會顯著膨脹和收縮。這種土壤在干燥時會收縮并產(chǎn)生裂縫，而在濕潤時會膨脹。膨脹土的主要成分是蒙脫石黏土礦物，這種礦物具有很強的吸水膨脹能力，膨脹土改良是為了減少其膨脹和收縮特性，從而提高其在工程應用中的穩(wěn)定性和可靠性。

2、目前，針對膨脹土改良的方法主要包括化學改良、物理改良和生物改良等。其中，化學改良法通過添加石灰、水泥等化學劑來改變膨脹土的化學性質(zhì)，減少其膨脹性；物理改良法通過改良土壤的物理結構，如添加砂、石子等顆粒材料，來提高其穩(wěn)定性；生物改良法通過引入植物根系來改善土壤結構，降低膨脹性。然而，這些方法在實際應用中存在一些不足。

3、化學改良法：雖然可以顯著降低膨脹土的膨脹性，但通常需要大量的化學改良劑，成本較高，且可能對環(huán)境造成污染。

4、物理改良法：需要大量的物理材料，施工過程中需要耗費大量人力物力，且效果受限于材料的性質(zhì)和添加量。

5、生物改良法：適用范圍較小，效果受環(huán)境條件限制，難以在短時間內(nèi)實現(xiàn)顯著改良效果。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種脲酶堿渣改良膨脹土的方法及其施工方法，解決了難以在短時間內(nèi)實現(xiàn)顯著改良效果，且在改良時對環(huán)境造成污染的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種脲酶堿渣改良膨脹土的方法，包括以下步驟；

3、a，將氧化鈣、氧化鎂、二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、二氧化鈦和氧化錳進行混合，得到堿渣混合物；

4、b，對堿渣混合物進行顆粒篩分，保留粒徑為0.075mm～10mm之間的堿渣顆粒；

5、c，對堿渣進行預處理，包括水洗、酸洗和中和處理，并進行干燥處理；

6、d，使用混合設備將預處理后的堿渣與膨脹土按質(zhì)量比5％～20％混合，調(diào)節(jié)含水量至最佳含水量；

7、e，添加改良劑，包括以下一種或多種成分，粉煤灰、石灰、硅灰和脲酶，安堿渣與改良劑質(zhì)量比95％:5％進行二次混合。

8、優(yōu)選的，所述步驟a中所述堿渣成分比例包括氧化鈣30％～50％、氧化鎂5％～10％、二氧化硅10％～20％、氧化鋁1％～5％、氧化鐵20％～40％、二氧化鈦0.5％～2％和氧化錳1％～5％。

9、優(yōu)選的，所述步驟b中篩分設備為振動篩，并設置篩孔尺寸為0.075mm～10mm。

10、優(yōu)選的，所述步驟c中預處理包括以下步驟；

11、c，1、將堿渣顆粒放入清洗槽中，使用循環(huán)水洗滌20min～30min，去除科興有害雜質(zhì)；

12、c，2、在將堿渣放入稀鹽酸內(nèi)進行洗滌15min～20min，稀鹽酸濃度控制在5％～12％，以去除重金屬雜質(zhì)，并在酸洗后進行中和處理，確保ph值在5～9；

13、c，3、對預處理后的堿渣進行干燥處理，干燥溫度控制在60℃～100℃。

14、優(yōu)選的，所述步驟d中混合設備為螺旋攪拌器，使堿渣與膨脹土均勻混合，混合時間為10min～25min。

15、優(yōu)選的，所述步驟d中含水量控制在10％～15％。

16、優(yōu)選的，一種脲酶堿渣改良膨脹土的施工方法，包括以下步驟；

17、步驟一；使用振動篩分設備，將堿渣進行分級篩分，設定篩分設備的篩孔尺寸為0.075mm～10mm，以確保粒徑超過10mm的顆粒被篩除，保留粒徑為0.075mm～10mm之間的堿渣顆粒，將篩分后的堿渣顆粒進行收集；

18、步驟二，將篩分后的堿渣顆粒放入清洗槽中，使用循環(huán)水洗滌20min～30min，以去除可溶性有害雜質(zhì)，使用稀鹽酸對堿渣顆粒進行酸洗處理15min～20min，濃度控制在5％～12％，以去除重金屬雜質(zhì)，酸洗后進行中和處理，確保堿渣的ph值在5～9，避免對土壤和環(huán)境造成二次污染，對預處理后的堿渣進行干燥處理，干燥溫度控制在60℃～100℃，以防止堿渣顆粒發(fā)生化學變化；

19、步驟三，使用螺旋攪拌器將預處理后的堿渣與膨脹土按確定比例進行均勻混合，混合時間為10min～25min，在混合過程中，根據(jù)土壤最佳含水量適量加水，含水量控制在10％～15％，確?；旌衔餄穸冗_到最佳狀態(tài)，添加改良劑，包括粉煤灰、石灰、硅灰和脲酶，按堿渣與改良劑質(zhì)量比95％：5％進行二次混合，混合時間為10min～25min，確保改良劑均勻分布在混合物中；

20、步驟四，場地清理后，將混合均勻的堿渣膨脹土混合物分層鋪設，每層厚度控制在15mm～20mm，使用振動壓路機逐層進行壓實，對改良后的膨脹土進行表面處理，噴灑固化劑，以形成保護層，減少表面風化和侵蝕。

21、本發(fā)明提供了一種脲酶堿渣改良膨脹土的方法及其施工方法。具備以下

22、有益效果：

23、1、本發(fā)明通過對堿渣進行預處理，包括水洗、酸洗和中和處理，有效去除了堿渣中的重金屬雜質(zhì)與溶解性鹽，并使土壤的ph值趨于中性避免導致的土壤酸化或堿化問題，進一步改善了土壤的化學性質(zhì)，達到減少了土壤的污染的效果。

24、2、本發(fā)明通過堿渣中的氧化鈣與膨脹土中的硅酸鹽、鋁酸鹽發(fā)生反應，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，這些生成物填充在土壤顆粒間隙中，形成穩(wěn)定的土壤結構，增強土壤的強度和穩(wěn)定性，堿渣中的鈣離子、鎂離子與膨脹土中的鈉離子發(fā)生離子交換反應，降低膨脹土中的鈉離子濃度，從而降低土壤的膨脹潛力。

25、3、本發(fā)明通過添加改良劑，通過粉煤灰中的活性成分與堿渣中的成分發(fā)生化學反應，生成水化硅酸鈣等膠結物質(zhì)，增強土壤的強度和穩(wěn)定性，石灰能夠顯著提高土壤的無側限抗壓強度，使改良后的膨脹土具備更好的承載能力硅灰中的活性二氧化硅能與堿渣中的鈣化合物發(fā)生反應，生成更多的水化硅酸鈣，增強土壤的結構穩(wěn)定性和抗壓強度，礦粉中的活性成分能與堿渣和膨脹土中的成分發(fā)生反應，生成具有膠結性的化合物，提高土壤的強度和耐久性，脲酶可以通過誘導微生物誘導碳酸鈣沉淀，脲酶催化脲分解生成碳酸氫鹽和氨，碳酸氫鹽在與環(huán)境中的鈣離子反應后形成碳酸鈣沉淀，能夠填充土壤顆粒之間的孔隙，從而提高土壤的強度和穩(wěn)定性。

技術特征：

1.一種脲酶堿渣改良膨脹土的方法，其特征在于，包括以下步驟；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種脲酶堿渣改良膨脹土的方法，其特征在于，所述步驟a中所述堿渣成分比例包括氧化鈣30％—50％、氧化鎂5％～10％、二氧化硅10％～20％、氧化鋁1％～5％、氧化鐵20％～40％、二氧化鈦0.5％～2％和氧化錳1％～5％。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種脲酶堿渣改良膨脹土的方法，其特征在于，所述步驟b中篩分設備為振動篩，并設置篩孔尺寸為0.075mm～10mm。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種脲酶堿渣改良膨脹土的方法，其特征在于，所述步驟c中預處理包括以下步驟；

5.根據(jù)權利要求1所述的一種脲酶堿渣改良膨脹土的方法，其特征在于，所述步驟d中混合設備為螺旋攪拌器，使堿渣與膨脹土均勻混合，混合時間為10min～25min。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種脲酶堿渣改良膨脹土的方法，其特征在于，所述步驟d中含水量控制在10％～15％。

7.一種脲酶堿渣改良膨脹土的施工方法，其特征在于，使用上述權利要求1～8任一項所述的一種脲酶堿渣改良膨脹土的方法，包括以下步驟；

技術總結
本發(fā)明涉及巖土工程技術領域，提供了一種脲酶堿渣改良膨脹土的方法及其施工方法，包括以下步驟；a，將氧化鈣、氧化鎂、二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、二氧化鈦和氧化錳進行混合，得到堿渣混合物；b，對堿渣混合物進行顆粒篩分，保留粒徑為0.075mm～10mm之間的堿渣顆粒；c，對堿渣進行預處理，包括水洗、酸洗和中和處理，并進行干燥處理；d，使用混合設備將預處理后的堿渣與膨脹土按質(zhì)量比5％～20％混合，調(diào)節(jié)含水量至最佳含水量。通過對堿渣進行預處理，包括水洗、酸洗和中和處理，有效去除了堿渣中的重金屬雜質(zhì)與溶解性鹽，并使土壤的pH值趨于中性，避免導致的土壤酸化或堿化問題，進一步改善了土壤的化學性質(zhì)，達到減少了土壤的污染的效果。

技術研發(fā)人員：宋宇,李嘉琦,江嘉輝,成繼春,張建偉,鄭俊杰
受保護的技術使用者：桂林理工大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/28