7月16日,新疆交通投資集團有限公司副總工程師陳飛捷、科技部部長羅小剛、新疆交通科學研究院副院長劉濤、新疆交投建設(shè)管理有限責任公司黎曉東等一行調(diào)研了新疆交投阿烏高速公路有限責任公司與浙江交工集團股份有限公司共同承擔的《爐渣-礦渣-電石渣在公路特殊土路基中應(yīng)用技術(shù)研究》課題(以下簡稱“三渣應(yīng)用課題”)。
調(diào)研現(xiàn)場,李欽棟代表三渣應(yīng)用課題參與單位之一的交通運輸部科學研究院,簡要匯報了研究工作的完成情況、實施進展、階段性成果及下一步工作計劃。李欽棟介紹,三渣應(yīng)用課題是新疆維吾爾自治區(qū)首個把爐渣、礦渣和電石渣整合應(yīng)用于研究的課題。
課題背景和概況
新疆S21阿樂泰地區(qū)至烏魯木齊市高速公路第六合同段,位于昌吉市,以及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第六師103團、102團境內(nèi),路線全長33.31公里。沿線大部分地層由大厚度的粉黏土和濕陷性粉土構(gòu)成。且沿線分布五家渠、甘泉堡工業(yè)園,以及新疆昆侖鋼鐵廠等大量工業(yè)企業(yè),每年排放礦渣和爐渣等工業(yè)廢渣量巨大,堆存量超億噸,占用大量土地資源,生態(tài)環(huán)境保護面臨嚴重威脅,維護成本費用高昂。
因此,如果能科學合理、經(jīng)濟高效地實現(xiàn)工業(yè)廢渣與沿線粉黏土配伍組合就地資源化利用,不僅可以實現(xiàn)“變廢為寶”替代優(yōu)質(zhì)砂石料、高耗能水泥,而且能夠節(jié)省大量土地資源、工程建設(shè)成本,具有經(jīng)濟性顯著、性價比突出、綠色環(huán)保、施工便利等優(yōu)勢,為有效解決特殊土路基處治和廢渣處置兩個難題開辟新思路。
工藝原理
三渣應(yīng)用課題利用材料學、化學及物理力學的研究方法,基于廢渣等材料的理化特性、水化活性及粉黏土的物理力學性質(zhì),合理選取廢渣地聚物膠凝材料組成及其配比設(shè)計。把廢渣地聚物膠凝材、粉黏土和水按照一定配比充分拌和均勻,在堿性催化劑作用下,原材料中的硅氧鍵和鋁氧鍵將斷裂、溶解、擴散、聚合,再重組固結(jié)硬化形成礦物聚合材料塊體。如此,既滿足了公路底基層施工的強度要求,又實現(xiàn)了廢渣、粉黏土的資源化利用。
預(yù)期效果
采用自主研發(fā)的廢渣地聚物膠凝材料,其平均生產(chǎn)成本僅為水泥的20%-40%,能有效代替50%以上的高耗能水泥和二氧化碳。一方面實現(xiàn)了礦渣、爐渣等工業(yè)廢渣的高附加值資源化利用,可有效減輕工業(yè)企業(yè)廢渣處置方面經(jīng)濟負擔,節(jié)省廢渣堆置所占用的土地資源,解決廢渣可能造成的水污染、大氣污染等環(huán)境問題,變廢為寶,實現(xiàn)真正綠色無害化處理目標;另一方面又能夠?qū)崿F(xiàn)粉黏土的資源化利用,就地取材,施工便利,操作簡單。
通過廢渣地聚物穩(wěn)定粉黏土用作底基層原料,替代高耗能水泥、優(yōu)質(zhì)砂石筑路材料,在大幅減少材料價格基礎(chǔ)上實現(xiàn)技術(shù)性能優(yōu)化配置,實現(xiàn)建設(shè)工程經(jīng)濟效益最優(yōu)化,節(jié)省建設(shè)成本費用十分顯著。