电石渣、木质素和粒化高炉矿渣在岩土工程中的应用

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电石渣、木质素和粒化高炉矿渣在岩土工程中

的应用

　　 0　引言

随着我国工业化生产的不断发展，工业产品数量不断增加，工业化生产在产生大量服务于人类

社会产品的同时，也产生了大量的工业副产品。工业副产品的种类繁多，但与岩土工程建设密

切相关的主要是工业废渣。在可持续发展的背景下，要求合理、高效地利用自然资源。大量工

业废渣的出现，若处置不当，不仅会增加生产成本，还会造成一定程度的资源浪费和环境污

染。岩土工程建设是一项需要大量建设材料的工程，将工业废渣有效、合理地应用其中，不仅

可以解决废渣的处置问题，还可以实现资源的多途径综合利用[1].

本文以常见的几种工业废渣为研究对象，阐述了电石渣、木质素和粒化高炉矿渣在岩土工程中

的应用前景以及相关理论依据，为其他工业废渣的工程应用提供参考。

　 1　工业废渣的分类

工业废渣是大规模工业化生产的副产品，不同的生产产品、生产工艺、原料等均会对废渣的组

成产生影响。大量工业废渣的产生迫使人们寻求高效、合理的利用途径。

应用工业废渣之前，首先应明确废渣的来源、主要成分、安全性和应用对象，盲目地滥用工业

“ ”废渣不仅不会有效的利用资源，还会造成资源浪费和环境污染，而二次治理的费用必将造成

废渣利用经济性的降低。因此，需要对工业废渣进行分类，明确不同类型废渣的基本性质，为

更合理地利用工业废渣提供指导。张建国等[2]参照土的工程分类标准，按照粒径大小将工业废

渣划分为工业碎石土、工业砂土和工业粉砂三类，将有机质含量较高的废渣划分为工业有机

土。本文根据工业废渣的化学组成将分为两大类：有机工业废渣和无机工业废渣，如图 1.

图1 中，电石渣、粉煤灰和高炉矿渣的主要成分为 CaO 和SiO2; 木质素、废轮胎和生物酶等主

要成分为高分子有机物。无机物和有机物与土体间的相互作用完全不同：无机物以粉煤灰为

例，其主要成分为 CaO,加入土体后，在适宜的养护条件下，与土体矿物发生水解、火山灰等

反应，最终在土体中生成水化硅酸铝和水化硅酸钙等胶凝产物，填充孔隙并黏结土颗粒，使土

体形成更为致密、稳定的结构。有机物以木质素为例，它是一种高分子聚合物，其形成的高分

子链式产物可有效地减小土颗粒双电层厚度，使土颗粒相互连结起来，提高土体的工程性质。

　　 2　电石渣

电石渣是工业生产聚氯乙烯（ PVC ）、聚乙烯醇、乙炔气等产品过程中，电石 CaC2 水解后产

生的废渣，主要成分是 Ca （OH）2其反应式为 CaC2+ 2H2O→C2H2+ Ca （OH）2此外，还含

有CaCO3、SiO2、硫化物、镁和铁等金属的氧化物、氢氧化物等无机物以及少量有机物[3].电

石渣浆的含水量大、碱性高，且流量大，是污水管网的重点污染源；而干电石渣的主要成分是

氧化钙，属高碱性物质，pH 值可达12 以上。排放及存储电石渣常占用大量的耕地，长期存放

的土地严重钙化，复耕非常困难。如果管理不当会对本地生态环境及空气质量造成严重影响，

风天尘雾迷漫，雨天污水遍地。因此，开展电石渣的综合利用，不仅能获得经济效益，更是具

有良好的社会效益。

杜延军、覃小刚等[4 -6]将电石渣应用于过湿土改良，并进行了一系列室内和现场试验。试验结

果表明，电石渣在改善过湿土工程性质方面明显优于生石灰，同时还可减小施工中产生的环境

“ ”污染问题，有效地解决了电石渣变废为宝的问题。电石渣和生石灰改良过湿土无侧限抗压强

度对比，见图 2.

图2 中，虽然生石灰改良土7 天龄期下强度高于电石渣改良土，但 28 天龄期后，电石渣改良

土显着高于生石灰改良土，土体强度较素土大大提高。传统生石灰与电石渣施工时产生的环境

污染对比，见图 3.

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摘要：

电石渣、木质素和粒化高炉矿渣在岩土工程中的应用　　0　引言随着我国工业化生产的不断发展，工业产品数量不断增加，工业化生产在产生大量服务于人类社会产品的同时，也产生了大量的工业副产品。工业副产品的种类繁多，但与岩土工程建设密切相关的主要是工业废渣。在可持续发展的背景下，要求合理、高效地利用自然资源。大量工业废渣的出现，若处置不当，不仅会增加生产成本，还会造成一定程度的资源浪费和环境污染。岩土工程建设是一项需要大量建设材料的工程，将工业废渣有效、合理地应用其中，不仅可以解决废渣的处置问题，还可以实现资源的多途径综合利用[1].本文以常见的几种工业废渣为研究对象，阐述了电石渣、木质素和粒化高炉矿渣在...

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