一、引言
石灰是道路稳定土工程中应用最广泛的无机结合料,但石灰生产伴随着高能耗和高碳排放。电石渣是电石水解制乙炔的副产物,主要成分为Ca(OH)₂,全国年排放量超过2000万吨,综合利用率不足50%。从化学成分看,电石渣与消石灰(熟石灰)同属钙质材料,具有替代石灰用于土体稳定的理论可行性。
然而,电石渣与商品石灰在杂质含量、活性组分和反应动力学方面存在差异,直接简单替代可能导致强度不足。本文通过系统的原材料表征和强度对比试验,科学评价电石渣替代石灰的可行性与技术边界。

二、原材料特性对比
XRD分析表明,石灰的主要矿物相为CaO(生石灰)或Ca(OH)₂(消石灰),杂质含量低;电石渣的主要矿物相为Ca(OH)₂,同时含有少量SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃等杂质。XRF定量分析显示,电石渣中CaO含量通常为65%~75%,低于优质石灰的80%~90%。TG-DTA热分析进一步揭示,电石渣中Ca(OH)₂的分解温度与纯消石灰基本一致,但其分解吸热峰较宽,表明电石渣中钙质组分的结晶度较低、活性略逊于商品石灰。

三、强度对比试验
以同一粉质黏土为稳定对象,分别采用石灰和电石渣作为稳定剂,掺量均为6%,在最佳含水率下制备试件,测试3d、7d、9d、14d、28d的无侧限抗压强度。
试验结果表明:同一龄期下,石灰稳定土的无侧限抗压强度高于电石渣稳定土。石灰稳定土在3d至28d期间的平均强度增长率为42.9%、22.2%、18.2%、15.4%,呈递减趋势;电石渣稳定土的强度发展规律类似,但各龄期强度值均低于石灰稳定土约15%~30%。
强度差异的主要原因在于:商品石灰的Ca(OH)₂含量更高、活性更强,与土中活性SiO₂和Al₂O₃的火山灰反应更为充分;电石渣中存在的杂质在一定程度上稀释了有效钙含量,且其Ca(OH)₂的晶体结构较为致密,反应速率略慢。
四、电石渣性能提升途径
单纯电石渣稳定土的强度虽不及石灰,但通过辅助材料的复合使用可显著提升性能。研究表明,在电石渣中掺加适量粉煤灰后,粉煤灰的活性SiO₂和Al₂O₃在电石渣提供的碱性环境中发生火山灰反应,生成C-S-H和C-A-H凝胶,可有效提高试件的强度。电石渣与粉煤灰的最优配比约为1∶1。此外,在电石渣中掺加少量水泥,可进一步提升早期强度。
工程实践表明,电石渣稳定土在路床6%剂量、路堤4%剂量条件下可满足使用要求;电石渣∶粉煤灰∶土=9∶23∶68的配合比可用于道路底基层。
五、结语
电石渣与石灰在化学成分上具有相似性,但电石渣的Ca(OH)₂含量和活性略低于商品石灰,导致其稳定土的强度较石灰稳定土偏低15%~30%。通过掺加粉煤灰或水泥等辅助材料,电石渣稳定土的性能可得到有效提升,满足道路基层和底基层的技术要求。电石渣替代石灰用于道路稳定土工程,既可消纳大宗工业废渣、又可降低工程成本,具有良好的推广应用前景。