[發明專利]工業廢堿渣水泥穩定碎石結構層及其施工方法

有效

• 申請號: 201310658765.X
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103664107A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 曾作良;楊金堤;吳要亮;郭麗云
• 申請（專利權）人: 中鐵五局（集團）有限公司;中鐵五局集團路橋工程有限責任公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B18/04
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種工業廢堿渣水泥穩定碎石結構層及其施工方法，屬于城市道路、機場道路和公路等的路面技術領域。?

背景技術

工業廢堿渣是氨堿法制堿生產過程中排放的廢棄物，其干基主要化學成分為CaCO₃、CaSO₄、CaO、Mg(OH)₂、CaCl₂、NaCl、酸不溶物及少量SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃等。據統計，每生產1t堿，排放約10m³?的廢液，其中含廢渣約300～600kg?(視石灰石原料的質量而定)。即生產1t堿，大約排放0.5t?廢渣（以固體計）。由于我國堿廠較多，純堿工業在國民經濟中占有重要地位，目前國內的堿廠中，氨堿法占到了53～67%，以年產100萬噸純堿的山東省濰坊制堿廠為例，每年排放的廢渣達到50噸，加上歷年的積存多達幾百萬噸，占用了大量的土地資源。堿渣屬于高堿性物質（pH值9～13），在堆放過程中其有害成分尤其是堿成分經過風化淋濾、地表徑流后易滲入土壤，進入土壤以后能夠殺害土壤中維持土壤生態平衡的微生物，不僅導致土壤喪失腐解能力，而且破壞土壤的原有結構，使土壤發展成鹽堿地。此外，由于堿渣中含有大量的氯離子，氯離子隨著滲入土壤以后，會加大地下水中氯離子的濃度，對附近的植被、莊稼及地下水資源造成危害。?

國外對堿渣進行了多方面研究，有著不同方面的利用，取得了顯著的效果。烏克基輔建筑工程學院首先研制成功了堿渣混凝土，并召開了兩屆堿渣膠結材料與混凝土國際會議，對堿渣混凝土的優異性能和技術經濟效益給予了高度評價和肯定，目前德國、英國、美國、加拿大、芬蘭等國家也已開始生產堿渣混凝土；波蘭將堿渣用作土壤改良劑，堿渣是屬于堿性的物質，波蘭又有相當面積的酸性土壤，利用堿渣不僅大大降低了土壤的酸性，而且提供了Ca、Si等植物需要的成分；日本陸地缺乏，故將氨堿廠建在海邊，利用堿渣作為填墊材料進行填海造地。?

目前國內對于工業廢堿渣的利用主要是將其作為一種工程填筑土，但堿渣的含水率較高，主要成分是CaO、CaCO₃、CaCl₂?、Mg(OH)₂、Al₂O₃等，直接用于填筑土基，不僅面臨著壓實難度大，土基水穩定性能較差的缺點，而且其中的氯離子容易污染土壤和地下水。閆澍旺等認為增鈣粉煤灰與堿渣的相互混合可以填充堿渣顆粒間的孔隙，吸收堿渣中的水分，提高堿渣土的干容重和強度，其極限承載力可達到180?kPa以上，能夠滿足一般房基和路基的變形及承載力要求。?

半剛性基層瀝青路面能適應現代公路運輸量大、車輛大型化的需要，因此是高等級公路的主要路面類型。我國已建成通車的高速公路90%以上采用了半剛性基層結構。水泥穩定碎石因其強度高，穩定性好，拌和方便，質量易控制等優點被廣泛的用于高等級公路路面基層。將工業廢堿渣代替部分水泥作為無機結合料，與碎石拌和，經攤鋪、碾壓可以形成具有較高力學強度和突出路用性能的工業廢堿渣水泥穩定碎石結構層，廣泛應用于道路基層或底基層。該技術不僅可以大量回收利用制堿工業的副產品，減輕環境污染壓力，實現可持續發展；而且還能部分水泥用于道路基層、底基層鋪筑，提高工程質量，降低工程造價。因此，經濟效益、社會效益及環境效益顯著，具有廣闊的應用前景。?

發明內容

本發明所要解決的一個技術問題在于提供一種成本較低、施工簡單易行、各項性能良好的工業廢堿渣水泥穩定碎石結構層及施工方法。?

本發明的工業廢堿渣水泥穩定碎石結構層，由下述質量份配比的原料構成：?

集料?????????????????????????????????????????100份

水?????????????????????????????????????????10～4份

水泥???????????????????????????????????????1～10份

堿渣???????????????????????????????????????10～1份

上述的集料是粒徑為0.075～37.5mm的石灰巖或花崗巖或玄武巖或輝綠巖；水是人畜飲用水；水泥是普通道路硅酸鹽水泥；堿渣是制堿廠排放的工業廢渣。

本發明的工業廢堿渣水泥穩定碎石結構層，所用原料優選質量份配比為：?