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江苏建筑2014年第6期(总第166期)
活性氧化镁水泥碳化加固软土地基研究进展
曹菁,刘松玉
东南大学交通学院,江苏南京210096
摘要】为了解决传统固化剂引发的环境污染和能源短缺等问题,明确活性氧化镁水泥在土体加固中的应用和发展,文
章结合已有研究成果,对活性氧化镁的主要生产来源、氧化镁水泥的物理力学性能、氧化镁的骧化加固机理进行了初步的归
纳与总结,并对活性氧化镁水泥的经济环境效益进行了对比分析。结果表明,活性氧化镁水泥生产耗能比传统水泥小,并且
可以通过碳化反应在短时间内大幅度提高土体强度,放善土体耐久性能,并吸收大量CO2。活性氧化镁水泥这种新型固化剂
在减少环境污染、政善加国效果和有效利用资源方面具有广的应用前景和重要的社会经济意义。
关词]软土国化;活性氧化镁;强制碳化;加固机理
中图分类号rU472.5「文献标识码]A「文章编号1005-6270(2014)06-0040-06
Advances of Research on the Reactive Magnesia Stabilizing Soft Soil Foundation
Based on Carbonation
CAO Jing-jing LU Song-yu
School of Transportation, Southeast University, Nanjing Jiangsu 210096 China
Abstract: In order to solve the environmental problems and energy shortages caused by traditional binders
and understand the application and development of reactive magnesia cement in geotechnical engineering,
many researches and reports about novel binders have been reviewed. In this paper the production process
physical and mechanical properties, carbonation stabilization mechanism have been summarized. Eo
Conomic an
environmental benefits of reactive magnesia cement have been analyzed. The result shows that the energy
consumption during manufacturing of reactive magnesia is smaller than that of traditional cement; Reactive
magnesium oxide can greatly improve the strength and durability of stabilized soils in a relatively short period
of time, with large amounts of C02 absorbed. This novel binder/reactive magnesia has broad application
prospects and important social and economic significances in aspects of reducing environmental pollution
improving stabilization effects and using resources effectively.
Key words soft soil stabilization; reactive magnesia; forced carbonation; stabilization mechanism
水泥土搅拌法是处理软土地基最常用的方法之一。其粉尘2000万t左右叫,对环境造成严重的污染。
基本原理是以水泥为固化剂,将固化剂和软土进行混合搅
由于对相关气候变化的关注日益增加,水泥工业面临
拌,通过固化剂和软土之间的物理化学作用,形成强度高、二氧化碳减排的ぼ大挑战。为满足全球节能减排的需要,寻
稳定性好的固化土。但在长期的应用中发现,以波特兰水找波特兰水泥可持续性替代材料的任务迫在眉睫。最近发
泥( Portland cement,PC)为固化剂存在很大间题。水泥生产展的活性氧化镁水泥作为比较有前景的可持续性替代材料
资源和能源消耗大,产生大量的CO2,并严重污染环境。生引起了热烈关注。活性氧化镁水泥( reactive magnesia ce-
产1t的水泥熟料縉要消耗1.5t石灰石和粘土等不可再生ment)由澳大利亚科学家 John Harrison(2003)提出水泥配
资源,耗能约5000MJ。并且水泥生产过程中会产生大量的方并申请专利。根据不同应用,波特兰水泥和活性氧化镁以
O2等污染气体。每生产1t水泥熟料将排放0.85CO2,占不同比例形成混合物的。活性氧化镁的生产温度(600℃
世界人为量的5%~8%左右网。我国是世界水泥生产大国,每750℃)远低于波特兰水泥熟料的煅烧温度(约1450℃),在
年向大气排放CO2近4亿t,SO2近60t,NOX近100万t
收稿日期2014-09-16
基金项目:国家自然科学基金项目(51279032);国家重点基金项
目(41330641);国家十ニ五科技支撑计划项目(2012BAJO1B02-
「作者简介曹萧菁,女(19-),东南大学交通学院,硬土研究生。
01);江苏省研究生创新基金项目(KYLX_0147)。