[發明專利]一種鐵尾礦水硬性道路基層材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910790750.6
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN110423079A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 邵雁;宋自新;朱飛;杜德軍;郭華軍;陳堃
• 申請（專利權）人: 中冶南方都市環保工程技術股份有限公司
• 主分類號: C04B28/08
• 分類號: C04B28/08
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 吳靜

本發明提供了一種鐵尾礦水硬性道路基層材料，包括按重量份數計的如下組分：鐵尾礦33～40份，固化劑4～5份，廢石55～66份，水8～10份。該鐵尾礦水硬性道路基層材料的制備只需將原料簡單的攪拌混合，填充壓實成型即可，無需特殊條件環境，采用自然養護即可達到較高的強度。該發明實現了對鐵尾礦的資源化利用，減少環境污染，降低生產成本，節約了資源消耗成本，提高了生產效率，滿足市政工程、基礎設施建設過程中的建材需求。

技術領域

本發明屬于鐵尾礦資源綜合利用及道路工程建設技術領域，具體涉及一種鐵尾礦水硬性道路基層材料及其制備方法。

背景技術

隨著城市化的高速發展伴隨著基礎設施建設過程中對建筑材料的巨大需求，傳統路基材料包括水泥穩定土、石灰穩定土和二灰碎石。水泥穩定土中，水泥作為一種水硬性材料，遇水產生膠體，這些膠體在土壤中無法形成統一整體，并且還會破壞土壤本身的結構和連結，造成大量的不穩定空間，這些空間在水的入侵和溫度的變化下，會變得非常脆弱，因此水泥穩定土形成的道路基層極易開裂，抗裂性差。石灰穩定土中，石灰是一種氣硬性物質，它的最終生成物為碳酸鈣，碳酸鈣的溶解度遠遠大于硅酸鈣和其他的硅酸鹽，因此石灰穩定土形成的道路基質在水的作用下，會不斷的流逝，容易腐蝕；而且本身韌性差、脆性強，溫度越低，越容易被破壞。二灰碎石是在粒料中摻入適量的石灰和粉煤灰，其中石灰和粉煤灰為膠結材料，粒料起骨架作用。二灰碎石形成的道路基層屬于半剛性基層，具有明顯的水硬性、緩凝性，但是粒料和石灰、粉煤灰一旦結合，內部即停止化學反應，形成的道路基質剛性過大，容易受溫度和濕度影響而開裂，抗裂性差?？紤]到國家近年來對環境保護和資源循環利用的重視，因此研發一種使用其他低成本原料代替傳統路基材料，并具有優良性能的道路基層材料，成為了急需解決的問題。

據統計，我國現有的金屬礦山堆存的尾礦達50億噸，且每年還以產生3億噸尾礦的速率增長，尾礦產生量過大，而目前尾礦的綜合利用率僅為8.3%，由尾礦所帶來的環境問題刻不容緩。

對于尾礦用于建材產品的生產過程的開發研究，國外的研究開展比較早。早60年代初，前蘇聯就己經使用尾礦用作建筑材料的生產，克里沃羅格地區的鐵礦根據尾礦的粒徑和化學成分進行分析，然后將尾礦劃分類別，顆粒較粗的用作混凝土的粗細骨料，顆粒粒級較細的尾礦用于生產硅酸鹽類的建筑產品。因此，將鐵尾礦作為一種原材料制備道路基層材料的技術思路是可行的。

發明內容

本發明的目的是針對現有路基材料抗裂性能差且成本高的問題，提供一種鐵尾礦水硬性道路基層材料，實現對鐵尾礦的資源化利用，減少環境污染，降低生產成本，滿足市政工程、基礎設施建設過程中的建材需求。

為此，本發明提供了一種鐵尾礦水硬性道路基層材料，包括按重量份數計的如下組分：鐵尾礦33～40份，固化劑4～5份，廢石55～66份，水8～10份。

進一步地，所述鐵尾礦的含水率小于15%，且鐵尾礦粒徑不大于50目篩。

進一步地，所述固化劑包括按重量份數計的如下組分：礦粉72～81份，堿性激發劑12～22份，表面活性劑1～3份。

進一步地，所述礦粉由礦渣與鉻鐵渣、磷渣、硅錳渣及其他一種或多種工業廢渣組成，所述礦粉的含水率低于4%，礦粉比表面積400～900m²/kg。

進一步地，所述堿性激發劑由Na₂CO₃、NaOH、Na₂SO₄、KAl(SO₄)₂ ·6H₂O、KNO₂、NaF、K₂CO₃的一種或多種復合，或其與水泥熟料復合而制得。

進一步地，所述表面活性劑為三乙醇胺、亞硫酸鹽紙漿廢液、醋酸鈉、木質磺酸鈉、木質磺酸鈣的一種或多種復合，或其與尿素的復合。