[發明專利]一種低毒性磷石膏膠結碎石材料及在道路基層中應用

有效

• 申請號: 202010256285.0
• 申請日: 2020-04-02
• 公開（公告）號: CN111499324B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 陳潔;鐘頌;薛佼;李超;文明超
• 申請（專利權）人: 湖北益通建設股份有限公司
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14
• 代理公司: 武漢維盾知識產權代理事務所(普通合伙) 42244
• 代理人: 彭永念

本發明提供一種低毒性磷石膏膠結碎石材料，該材料包括如下重量百分數的原料：磷石膏、改性材料、穩定劑、9.5mm~26.5mm石灰巖質碎石，4.75~9.5mm石灰巖質碎石、4.75mm以下石灰巖質石屑，水占干固體總量。采用該材料作為道路基層材料的新用途，低毒性磷石膏膠結碎石材料攤鋪至設計厚度±5cm，經20t?25t壓路機壓實3~8遍后采用薄膜和土工布覆蓋封閉自養護不少于7天，即可形成低毒性磷石膏膠結碎石材料道路基層。采用本發明的技術方案的原料為廢棄物、均不需要進行高溫處理、成本小耗能低、對環境無二次污染，大大提高了磷石膏的綜合利用率。

技術領域

本發明專利涉及一種低毒性磷石膏膠結碎石材料，以磷石膏、改性材料、穩定劑、碎石、和石屑，根據基層和底基層無側限強度和壓實度要求，將按不同比例攪拌混合，制備好低毒性磷石膏膠結碎石材料，檢測相關指標符合要求。

背景技術

磷石膏是用硫酸分解磷礦萃取磷酸過程中的副產物，磷酸是生產高濃度磷復肥、飼料磷酸氫鈣的主要原料，制取1噸磷酸約產生5噸磷石膏，磷石膏主要成分包括硫酸鈣、磷化合物、可溶氟和有機物等，目前主要采取堆存的方式處理。雖然磷石膏的用途比較廣泛，如可作化工生產原料制造硫酸、聯產水泥（或石灰）,可用作建筑材料原料生產水泥緩凝劑和建筑用石膏制品，用作土壤改良劑等，但由于市場認可度不高、缺乏政策扶持等原因，實際利用率嚴重偏低。以2018年為例，磷石膏產生量為7 800萬t，同比增長2.6%，但當年綜合利用率為39.7%，僅提高了1.07%，加上歷年產生的上億噸磷石膏，利用率仍然差的很遠，尤其缺乏消耗量大、市場前景廣的利用技術。

道路結構形式的要求，需要消耗大量建筑材料，近年我國不少學者也開展磷石膏用于道路水穩層的研究和應用。吳赤球等人（CN 108516781 A）占骨料15～20%的預處理后的磷石膏、粒徑4 .75～9 .5mm碎石15%～25%、粒徑9 .5～19mm碎石15%～25%、粒徑19～26.5mm碎石20%～30%、0～4 .75mm石屑30%～40%和占總固體量的7.0~8.1%的水制備而成，實際需要添加總固體量的3.26%~4.77%的水泥，且磷石膏（干基）含量僅占總固體量的2.5%~3.34%，利用率不高，磷石膏必須經過篩分和過濾并和礦渣粉一起在陳化池陳化48~72h，原狀磷石膏一般含10%以上水分，篩分效率也不高，工藝較復雜，對使用磷石膏后毒性也未進行分析測試。屈慶麟等人（CN 102815915 B）磷石膏30%～50%、改性劑10%～30%、砂石30%～60%、水5%～50%等制備的水穩碎石材料，但其污染物檢測標準沿用建筑材料的標準，而不是環境標準，也未明確的無側限抗壓強度這一道路基層指標具體參數測試。楊俊等人（CN104909699 A）采用3%-10%磷石膏和碎石、電石渣、粉煤灰及水混合制備的環保型、防裂型路面基層材料，也未考慮磷石膏中污染物的釋放情況。

本技術從性能和污染物控制的角度出發，制備出符合規范、滿足路用基層和底基層要求的低毒性磷石膏膠結碎石材料，基層和底基層所處于道路中間結構的位置，可進一步保證低毒性磷石膏膠結碎石材料處于相對封閉隔水和隔絕空氣環境，也進一步增強了低毒性磷石膏膠結碎石材料的耐久性，因此這種低毒性磷石膏膠結碎石材料應用前景廣泛。

發明內容

本發明的目的根據磷石膏自身特點和膠凝活性原理，采用原狀磷石膏、偏高嶺土、石油焦脫硫灰、污泥焚燒灰、穩定劑和不同級配碎石混合，制備出了一種低毒性磷石膏膠結碎石材料，原料主要為工業廢棄物、成本低廉、制備的低毒性磷石膏膠結碎石材料符合道路基層和底基層材料性能要求，可以大量消耗大量廢棄的、污染大的磷石膏，同時，也能緩解當前路用材料來源緊張的問題。

本發明是這樣實現上述目的的：

一種低毒性磷石膏膠結碎石材料，其特征在于該材料包括如下重量百分數（干基）的原料組成：磷石膏5.0%~9.5%、改性材料3.8%~6.5%、穩定劑1.0%~3.5%、9.5mm~26.5mm石灰巖質碎石31%~40%，4.75~9.5mm石灰巖質碎石20%~33.8%、4.75mm以下石灰巖質石屑19.2-37.2%，水占干固體總量5~10%。