唐山碱厂碱渣制工程土的强度特性及工程应用研究

论文摘要

碱渣是氨碱法制碱过程中产生的废弃物。碱厂排放的废弃物碱渣占用了大量的土地,阻碍了唐山南堡开发区的开发和建设,而且碱渣干燥状态极易扬尘,严重地影响周围的环境。目前,将碱渣作为工程用土用于低洼地区和滩涂工程的填垫,是大规模处理碱渣的有效途径。为了更好的认识碱渣的工程性质,促进碱渣的大规模应用,本文结合唐山碱厂的实际情况,进行了一系列的室内试验和现场试验,对碱渣的工程特性进行研究。本文首先简单介绍了碱渣当前的研究现状,然后分析了碱渣的生成、矿物组成,在分析天然土的基础上,分析了碱渣颗粒和水的相互作用、碱渣颗粒的胶体性质,碱渣颗粒间的连结,碱渣结构的形成,对比分析了碱渣和天然土的异同。而后通过室内试验和现场试验,从宏观角度进一步认识碱渣及碱渣土的物理力学性质,研究了碱渣土在强度和变形方面的规律。最后分析了将碱渣拌合粉煤灰制成的工程土应用于填垫工程的填垫效果。同时本文对碱渣土在工程应用过程可能产生的环境影响,进行了分析评价,得出结论,碱渣土用于南堡开发区和曹妃甸海积滩涂区的工程填垫完全是可行的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1. 绪论
• 1.1 课题研究目的
• 1.2 国内外碱渣利用的现状
• 1.2.1 国外纯碱厂废液废渣的排放治理及综合利用
• 1.2.2 国内对废液废渣利用研究
• 1.3 本课题研究方法
• 1.4 课题研究的内容
• 2. 碱渣的生成和化学组成分析
• 2.1 碱渣的生成
• 2.2 碱渣的化学组成分析
• 2.2.1 碱渣的化学组成
• 2.2.2 固体碱渣的易溶盐的化学分析
• 2.2.3 碱渣的矿物组成
• 3. 碱渣土的微观结构及其强度形成机理
• 3.1 物理—化学观点
• 3.2 碱渣及碱渣土的微观结构
• 3.3 碱渣微结构成因
• 2-H₂O-CaCO₃'>3.3.1 简单平衡体系（溶解结晶平衡）CO₂-H₂O-CaCO₃
• 3.3.2 矿物的转变及其中镁离子的作用
• 3.3.3 碱渣中的胶结作用
• 3.4 碱渣土的强度形成机理
• 3.4.1 土中的水和气体
• 3.4.2 土中粘粒及碱渣土颗粒与水的相互作用
• 3.4.3 土及碱渣土中固体颗粒之间的相互作用
• 3.4.4 土及碱渣土的结构形成
• 3.5 小结
• 4. 碱渣及碱渣土物理力学性质研究
• 4.1 碱渣土的物理指标
• 4.1.1 含水率
• 4.1.2 相对密度
• 4.1.3 易溶盐含量
• 4.1.4 塑液限
• 4.1.5 颗粒分析
• 4.1.6 击实试验
• 4.1.7 渗透系数
• 4.1.8 湿陷性与湿胀性检验
• 4.1.9 冻融试验
• 4.2 碱渣土的力学指标
• 4.2.1 直接剪切试验
• 4.2.2 静三轴试验
• 4.2.3 压缩试验
• 4.2.4 无侧限抗压强度
• 4.3 小结
• 5. 碱渣土的现场试验及其变形特性的研究
• 5.1 填垫试验目的
• 5.2 填垫试验设计
• 5.3 静力载荷试验设计
• 5.3.1 载荷试验的仪器设备
• 5.3.2 试验步骤
• 5.4 成果整理
• 5.4.1 载荷曲线及地基承载力的确定
• 5.4.2 变形模量的确定
• 6. 碱渣土对环境的影响研究
• 6.1 碱渣及碱渣土对环境影响分析
• 6.1.1 采样方法和布点采样
• 6.1.2 监测因子的选择
• 6.1.3 监测结果分析
• 6.2 碱渣土在南堡开发区及曹妃甸工业区低洼地填垫对环境的影响
• 6.2.1 碱渣工程土低洼地填垫对环境可能的影响
• 6.2.2 利用碱渣工程土在南堡开发区低洼地填垫对周围环境的影响
• 6.2.3 利用碱渣土在曹妃甸海积滩涂区低洼地填垫对周围环境的影响
• 6.3 碱渣土对建筑材料强度的影响
• 6.3.1 碱渣对水泥砂浆的腐蚀试验
• 6.3.2 碱渣对钢筋的锈蚀试验
• 6.3.3 碱渣对绿化的影响
• 6.4 小结
• 7. 结论与建议
• 7.1 碱渣土的工程利用研究结论
• 7.2 应用建议
• 附录1 碱渣制工程土填垫的技术规程
• 1.1 准备工作
• 1.2 一般要求
• 1.2.1 土料选用
• 1.2.2 土料处理
• 1.2.3 作业要求
• 1.3 复合型碱渣土的拌和
• 1.3.1 一般规定
• 1.3.2 较干碱渣的机械拌和
• 1.3.3 较湿碱渣搅拌
• 1.3.4 人工搅拌
• 1.4 普通碱渣土的回填
• 1.4.1 机械填土
• 1.4.2 人工填土
• 1.5 优质碱渣土的回填和压实
• 1.5.1 压实的一般要求
• 1.5.2 压实方法要求
• 附录2 论文工作期间照片剪辑
• 参考文献
• 致谢