[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度自防水磷石膏路基材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010131892.4
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111320446B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍永雙;曹庭維;王康;周磊;陳慶敏;劉琦;黎進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B11/036;C04B111/27
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李欣榮

本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度自防水磷石膏路基材料，將磷石膏原料進(jìn)行煅燒處理得到改性磷石膏粉末用于制備磷石膏路基材料，并首次提出在二水硫酸鈣脫水轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨嗟倪^程中，進(jìn)一步在密閉煅燒環(huán)境中通過調(diào)控的磷石膏原料的含水量和投入量，有效促進(jìn)α?半水石膏的生成，以顯著提升所得磷石膏路基材料的力學(xué)性能和防水性能。本發(fā)明涉及的改性方法極簡單、操作方便，并可實(shí)現(xiàn)磷石膏廢棄物的100％再生利用，具有重要的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，適合推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度自防水磷石膏路基材料及其制備方法。

背景技術(shù)

磷石膏為一種含磷且以二水硫酸鈣(CaSO₄·2H₂O)為主的Ⅱ類工業(yè)固體廢棄物。據(jù)國家發(fā)改委統(tǒng)計(jì)，全國磷石膏產(chǎn)量達(dá)6000萬噸，但綜合利用率不足20％。另一方面，我國公路總里程已突破450萬公里，交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展不僅致力于路面性能提升，同時(shí)也面臨著優(yōu)質(zhì)集料的缺失、綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展等多重壓力。磷石膏具有一定的水化硬化強(qiáng)度，若將其用于道路建設(shè)中，不僅可以大量消耗磷石膏，而且能夠大幅度降低道路的建造成本，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

中國專利CN 104909698A“一種改性磷石膏公路路基填料及其制備方法”通過將磷石膏煅燒后與原料磷石膏按一定比例混合，提高其膠凝性，獲得具有一定強(qiáng)度的路面基層填料，但該方法獲得的磷石膏路基填料抗壓強(qiáng)度不足1.5MPa，無法滿足高等級路面對基層材料的強(qiáng)度要求。中國專利CN 108275931A“一種磷石膏改性材料及其在道路基層中的應(yīng)用”公開了一種由改性磷石膏與粉煤灰、水泥、表面活性劑等10種原材料混合組成的道路基層及水穩(wěn)層材料，該材料抗壓強(qiáng)度達(dá)5-6MPa，但其組成極為復(fù)雜，其成本及施工工藝控制仍有待進(jìn)一步提升。中國專利CN 108409276A“一種改性磷石膏路基材料”將磷石膏與砂土、電石渣等原料按一定比例混合后添加固化劑制成路基材料，該材料CBR值經(jīng)測試滿足規(guī)范要求，但該方法涉及原材料種類繁多，不僅導(dǎo)致磷石膏利用率僅為40％，且極大的增大了生產(chǎn)難度。中國專利CN 109626925A“基于高溫活化和水硬性提升的磷石膏路基材料的制備方法”提出一種將磷石膏高溫煅燒后與防水劑、硅酸鹽水泥混合制備路基材料的方法，該方法制備的路基材料強(qiáng)度高，體積穩(wěn)定性好，但該方法采用的防水劑、水泥等添加劑極大地提高了生產(chǎn)成本，且磷石膏的利用率仍然有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種高強(qiáng)度自防水磷石膏路基材料及其制備方法，該方法涉及的工藝簡單，不僅實(shí)現(xiàn)了工業(yè)固體廢棄物磷石膏的高效率再生利用，且所得路基材料強(qiáng)度滿足重載交通及以上路面的性能要求，并兼具良好的抗水損害性能，適合推廣應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種高強(qiáng)度自防水磷石膏路基材料的制備方法，包括以下步驟：

1)提供含有一定含水率的磷石膏原料；

2)在密閉燒結(jié)設(shè)備中，將步驟1)所述磷石膏原料加熱至150-170℃進(jìn)行煅燒處理，然后進(jìn)行冷卻、粉碎，得結(jié)晶水含量為1-4％的改性磷石膏粉末；

3)向所得改性磷石膏粉末中加入適量緩凝劑攪拌均勻，再加入適量水進(jìn)行拌和，燜料，成型，即得所述磷石膏路基材料。

上述方案中，所述磷石膏原料的含水率為20-30wt％。

上述方案中，所述磷石膏原料為磷肥或磷酸生產(chǎn)廠提供的磷石膏固體廢棄物；其中二水硫酸鈣含量占磷石膏總質(zhì)量的70-95％。

上述方案中，所述煅燒處理時(shí)間為8-16h。

上述方案中，所述密閉燒結(jié)設(shè)備內(nèi)磷石膏原料質(zhì)量與密閉燒結(jié)設(shè)備體積比為(200～300):1g:L；在密閉燒結(jié)設(shè)備中，通過調(diào)控單位燒結(jié)體積中磷石膏原料的含水量、用量和燒結(jié)溫度，使燒結(jié)過程中設(shè)備內(nèi)部壓力為1.2-1.5個(gè)大氣壓左右且環(huán)境濕熱，為二水石膏部分轉(zhuǎn)變?yōu)棣?半水石膏提供環(huán)境條件。