工业废料电石渣在路基及其他方面综合利用途径综述_张莹莹

基金项目：国家自然科学基金项目（编号：40972173）。

作者简介：张莹莹（1985-），女，浙江舟山人，在读硕士研究生，主要研究方向为地基处理与环境岩土。

电石渣是用电石生产重要化工原料乙炔时产生的废渣，主要成分是Ca (OH)2，还含有CaCO 3、SiO 2、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。

据国家发展与改革委员会统计，2003年国内共生产电石530万吨，按消耗每吨电石产生1.2t 电石渣计，全国产生的电石渣超过600万吨。

江苏省常州市既有PVC 化工厂，又有乙炔制造公司。

这些企业每年都有废弃的电石渣，其中常州市乙炔制造公司每年产电石渣约为3000t ，PVC 化工厂的电石渣产量更大。

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，是高碱性物质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。

故电石渣问题成为影响PVC 生产厂规模扩大、生产发展的主要制约因素，如何将电石渣综合回用、变废为宝已是企业迫在眉睫的课题。

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。

另一方面，道路基层施工所用的石灰全部是从外地购买，车辆运输，需要有集中的石灰存放、消解场地，而且施工时还需要进行二次搬运。

如果采用电石渣代替石灰，则可以省去长途运输、存放、消解等环节，施工时电石渣可以随用随取。

电石渣本身的成本就比石灰低得多，本着就地取材，便于施工，技术可行，经济合理的原则，用电石渣代替石灰应用于城市道路工程无论从社会、环境效益还是经济效益上都非常有利。

目前国内电石渣的综合利用途径主要有以下几个方面：作为普通建筑材料和路基原料(如地基填土等)、制成石灰作为电石的生产原料、与煤渣等煅烧生产电石渣水泥、生产普通化工产品等。

1电石渣在路基方面的应用电石渣的主要成分与石灰相似，建设部行业标准《粉煤灰石灰类道路基层施工及验收规程》（CJJ4-97）中指出，当采用石灰类工业废料（如电石渣等）和石灰下脚料时，其适用条件可按对石灰的要求执行。

交通部行业标准《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）中提出，有效钙含量在20％以上的等外石灰、贝壳石灰、珊瑚石灰、电石渣等，当其混合料的强度通过试验符合标准时，可以应用。

因此，根据现行的相关标准、规范，电石渣应用于城市道路基层在理论上是可行的，但还需要结合修建道路的具体情况通过系统的试验研究和试验段验证确实可行后，才可以推广应用。

1.1作为路基原料已经有很多岩土工作者开展了电石渣用于路基原料的研究。

电石渣在改良加固土体的同时，对能源节约和环境和谐有重要的意义。

相比于水泥和石灰高温煅烧所消耗的能耗，电石渣可单独用于固化土，也可添加适量外加剂（如粉煤灰）即可用于加固土。

可以节省大量能源，同时减少温室气体二氧化碳的排放。

电石渣是一种工业废渣，用其加固土，既消耗了工业废弃物，实现工业废弃物的资源化利用，又减少了环境污染，实现了环境和谐。

工业废料电石渣在路基及其他方面综合利用途径综述张莹莹1，王其标2（1.东南大学交通学院，江苏南京210096；2.同济大学土木学院，上海200092）摘要：文章介绍了工业废料电石渣在路基填筑、建筑材料与化工产品生产及酸性大气与水体污染治理方面的综合利用途径，侧重对其作为路基原料方面的利用现状及效果进行阐述。

现有研究表明，电石渣可以广泛应用在交通、化工、环保等方面，开展电石渣的综合利用，不仅能获得经济效益，更具有良好的社会效益。

关键词：电石渣；路基填料；建筑材料；化工原料中图分类号：U416.1文献标识码：B图1改良土抗压强度与龄期关系曲线有研究表明电石渣-粉煤灰混合料作为路基材料完全合格，具有施工工期短、效率高的特点，且可以减低道路成本，减少废渣对环境的危害。

徐庆飞利用二等电石渣和Ⅲ级粉煤灰制备固土材料，在电石渣和粉煤灰掺配比为1∶2时，掺量为土质量30%时，能够满足二级和二级以下道路底基层的使用要求。

朝阳市公路工程集团总公司的罗洪伟等《电石渣稳定土路面基层应用技术研究》中提到，在1998年北房线油路工程修建1km电石渣稳定土基层试验路。

试验路的布置及结构形式与二灰稳定基层的设计相同。

测定试验路经济技术指标，结果与二灰混合料的力学性能比较。

两种不同混合料在7天龄期，相同养生条件下，强度无大的区别，很相近。

说明电石渣稳定类做基层能满足二灰稳定类基层的各项指标要求。

Chai Jaturapitakkul等人将电石渣和谷壳灰按不同掺量比与砂混合制成砂浆，测试其凝固时间，抗压强度等参数，得出该混合物的初凝和终凝所需时间较长，但是掺量分别为50%的电石渣和谷壳灰制成的砂浆的抗压强度在养护28天和180天时分别达到了15.6和19.1MPa，见图1。

图2电石渣改良盐渍土液塑限随掺量变化1.2用于特殊土的改良电石渣还被用于特殊土的改良。

盐渍土作为一种特殊土，具有溶陷、盐胀、腐蚀等不良的工程特性，而用盐渍土作为路基填料是交通建设需要解决的重大岩土工程问题之一。

为了解决滨海盐渍土的工程问题，庞巍等人分析了电石渣改良盐渍土路基填料的液塑限试验、击实试验、室内CBR试验和不同条件的不固结、不排水三轴试验。

结果表明电石渣固化改良后，盐渍土塑性指数缓慢降低；随着掺入量的增加，其最优含水率和CBR 值都相应的增大。

电石渣改良盐渍土的剪切强度随围压的增加而增大，如图2～图5所示。

图3电石渣改良盐渍土击实特性与掺量关系图4电石渣改良盐渍土改良土CBR值随掺入量变化图5不同围压条件下电石渣改良盐渍土三轴试验结果1.3国内高校已有的研究成果国内高校也陆续开展了电石渣作为筑路材料的研究，见表1。

笔者采用电石渣改良某地所取粘性土，对改良土样进行了养护6天泡水1天和养护27天泡水1天的无侧限抗压强度试验。

电石渣掺量为4%，6%，8%（相比于干土重量），并与生石灰掺量为4%，6%（相比于干土重量）的改良土强度进行对比。

结果发现掺量为4%时，二者强度相差不大；掺量为6%时，电石渣改良土的强度明显好于生石灰改良土，如图6、图7所示。

图696%压实度下，各改良剂不同掺量标养6天、泡水1天的无侧限抗压强度值图796%压实度下，各改良剂不同掺量标养27天、泡水1天的无侧限抗压强度值2其他综合用途电石渣除了作为路基原料外，在其他方面的用途也很广。

首先它是优良的建筑材料，可用来生产水泥、石灰、建筑砌块等建材产品。

P.Krammart 等提出分别用5%城市固体垃圾焚烧底灰和10%电石渣代替水泥原料来生产水泥，通过与传统水泥进行比较，发现二者的成表1各高校开展的电石渣作为筑路材料的研究注：皂化渣指电石渣参加皂化反应后所生成的一种工业废渣，主要成分同电石渣；电石灰同电石渣。

分与传统水泥很相似，且电石渣水泥的抗压强度与传统水泥也基本一致，膨胀性小于传统水泥。

也有用电石渣与谷壳灰作为水泥原料和用电石渣与城市废水活性污泥掺人水泥的研究。

此外，电石渣还被用于制造砂浆，建筑用砖以及电石原料等。

其次，电石渣可以用来治理污染。

在治理大气污染方面，电石渣的强碱性能有效地吸收从窑炉排出的各种有害的废弃酸性气体，并能在一些垃圾焚烧炉的烟道气中干法或湿法除去HCl、SO2等酸性气体等。

把电石渣作为燃煤工业锅炉固硫剂，按一定比例与煤混匀，煤燃烧时放出的SO2与电石渣反应生成CaSO3或CaSO4被固定下来。

在废水处理方面，采用价廉易得的电石渣来中和处理酸性废水已在许多企业中得以利用，电石渣对某些废水可起到沉淀剂或混凝剂的作用。

再次，电石渣在化工产品方面利用也相当广泛。

电石渣可以与氯气作用生产漂白粉、代替石灰作浮选调整剂、作防水涂料的主要填料、作瓷光壁涂料和建筑室内用腻子的原料。

通过对电石渣去味、改性，将其变成一种疏水材料，再以改性电石渣为主要填料，加入一定的成膜物质、成膜辅剂和颜料，可以制备防水性能良好的涂料。

利用电石渣可代替石灰石生产多种消耗Ca(OH)2的化工产品，如氧化钙、漂白粉、碳酸钙、氯化钙等。

董永刚等提出以电石渣作为钙质原料制备超轻硬硅钙石型硅酸钙保温隔热材料，为电石渣制备保温隔热材料以及制备其他产品提供理论依据。

姜彩荣等将电石渣在105℃干燥处理后用氯化铵溶液消化，得到的混合溶液用氨水调节pH值，可将电石渣转化为可碳化的氯化钙溶液。

此工艺中产生的含氨废水经处理后得12mol/L氨水，可循环使用，既节约成本又减少了污染，具有一定的借鉴意义。

3结语虽然在生产建材、化工产品及环境治理等方面能够有效地利用部分废弃电石渣，但普遍存在着利用有限，过程预处理复杂、经济效益不高等原因，使得现在大部分厂家仍将电石渣废弃，既污染环境又造成资源浪费。

因此，需要加大科研力度，积极开展电石渣在道路路基填土改良方面的研究工作，扩大电石渣再循环利用的范围，才能在利用“废物”消除污染的同时，产生良好的经济效益，逐步实现少排放或“零排放”，实现经济效益和社会环境效益的双赢。

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