0 引言

隨著我國工業化生產的不斷發展，工業產品數量不斷增加，工業化生產在產生大量服務于人類社會產品的同時，也產生了大量的工業副產品。工業副產品的種類繁多，但與巖土工程建設密切相關的主要是工業廢渣。在可持續發展的背景下，要求合理、高效地利用自然資源。大量工業廢渣的出現，若處置不當，不僅會增加生產成本，還會造成一定程度的資源浪費和環境污染。巖土工程建設是一項需要大量建設材料的工程，將工業廢渣有效、合理地應用其中，不僅可以解決廢渣的處置問題，還可以實現資源的多途徑綜合利用[1].

本文以常見的幾種工業廢渣為研究對象，闡述了電石渣、木質素和?；郀t礦渣在巖土工程中的應用前景以及相關理論依據，為其他工業廢渣的工程應用提供參考。

1 工業廢渣的分類

工業廢渣是大規模工業化生產的副產品，不同的生產產品、生產工藝、原料等均會對廢渣的組成產生影響。大量工業廢渣的產生迫使人們尋求高效、合理的利用途徑。

應用工業廢渣之前，首先應明確廢渣的來源、主要成分、安全性和應用對象，盲目地濫用工業廢渣不僅不會有效的利用資源，還會造成資源浪費和環境污染，而 “二次治理”的費用必將造成廢渣利用經濟性的降低。因此，需要對工業廢渣進行分類，明確不同類型廢渣的基本性質，為更合理地利用工業廢渣提供指導。張建國等[2]參照土的工程分類標準，按照粒徑大小將工業廢渣劃分為工業碎石土、工業砂土和工業粉砂三類，將有機質含量較高的廢渣劃分為工業有機土。本文根據工業廢渣的化學組成將分為兩大類：有機工業廢渣和無機工業廢渣，如圖 1.

圖 1 中，電石渣、粉煤灰和高爐礦渣的主要成分為 CaO 和 SiO2; 木質素、廢輪胎和生物酶等主要成分為高分子有機物。無機物和有機物與土體間的相互作用完全不同： 無機物以粉煤灰為例，其主要成分為 CaO,加入土體后，在適宜的養護條件下，與土體礦物發生水解、火山灰等反應，最終在土體中生成水化硅酸鋁和水化硅酸鈣等膠凝產物，填充孔隙并黏結土顆粒，使土體形成更為致密、穩定的結構。有機物以木質素為例，它是一種高分子聚合物，其形成的高分子鏈式產物可有效地減小土顆粒雙電層厚度，使土顆粒相互連結起來，提高土體的工程性質。

2 電石渣

電石渣是工業生產聚氯乙烯（ PVC） 、聚乙烯醇、乙炔氣等產品過程中，電石 CaC2水解后產生的廢渣，主要成分是 Ca（ OH）2其反應式為CaC2+ 2H2O→C2H2+ Ca（ OH）2此外，還含有 CaCO3、SiO2、硫化物、鎂和鐵等金屬的氧化物、氫氧化物等無機物以及少量有機物[3].電石渣漿的含水量大、堿性高，且流量大，是污水管網的重點污染源； 而干電石渣的主要成分是氧化鈣，屬高堿性物質，pH 值可達 12 以上。排放及存儲電石渣常占用大量的耕地，長期存放的土地嚴重鈣化，復耕非常困難。如果管理不當會對本地生態環境及空氣質量造成嚴重影響，風天塵霧迷漫，雨天污水遍地。因此，開展電石渣的綜合利用，不僅能獲得經濟效益，更是具有良好的社會效益。

杜延軍、覃小剛等[4 -6]將電石渣應用于過濕土改良，并進行了一系列室內和現場試驗。試驗結果表明，電石渣在改善過濕土工程性質方面明顯優于生石灰，同時還可減小施工中產生的環境污染問題，有效地解決了電石渣 “變廢為寶”的問題。電石渣和生石灰改良過濕土無側限抗壓強度對比，見圖 2.

圖2 中，雖然生石灰改良土 7 天齡期下強度高于電石渣改良土，但 28 天齡期后，電石渣改良土顯著高于生石灰改良土，土體強度較素土大大提高。傳統生石灰與電石渣施工時產生的環境污染對比，見圖3.

圖3（ a） 中，電石渣施工時基本沒有明顯的揚塵產生，有效地減小了工程施工對環境的破壞； 圖 3（ b）中，生石灰施工時產生大量的揚塵，不僅會對周圍環境造成嚴重危害，還會對施工人員的身體健康產生嚴重威脅。表 1 列舉了電石渣與生石灰各項指標對比結果，可以看出，工業廢渣電石渣在改良過濕土工程性質時，不僅優于傳統材料生石灰，而且在環境影響，節約建設成本等方面均表現出廣闊的工程應用前景。以經濟效益為例，合理將電石渣用于巖土工程建設，相對于生石灰，可節約工程造價90 % ,具有顯著的經濟效益，符合巖土工程建設中“可持續發展”的要求。

電石渣不僅可用于過濕土改良，還可用于道路路基填筑，路基土改良等工程建設。徐慶飛[7]利用電石渣和粉煤灰制備固土材料，摻量為土質量 30 %時，能夠滿足二級和二級以下道路底基層的使用要求。李立新等[8]從微觀機理研究角度出發，證明電石渣和粉煤灰的固土機理與二灰土一樣，均可生成穩定的凝膠體，連接黏土顆粒，增加土體強度。電石渣具有多種化學活性，在巖土工程其他方面的應用還有待進一步的探索。