[發明專利]利用工業固廢制備的道路基層混料及摻量計算與制備方法

在審

• 申請號: 202010660564.3
• 申請日: 2020-07-10
• 公開（公告）號: CN112500032A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 李宏波;王生寶;段軍庫;童稶斐;延常玉;嚴鵬飛
• 申請（專利權）人: 寧夏大學;寧夏華晟節能環保科技有限公司;寧夏環保集團有限責任公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00
• 代理公司: 銀川瑞海陳知識產權代理事務所(普通合伙) 64104
• 代理人: 贠天娥

本發明公開了一種利用工業固廢制備的道路基層混料及其制備方法，混合料包括以下重量份組分：水泥2～3份，粉煤灰5～10份，爐渣10～20份，煤矸石60～75份，激發劑2～3份。煤矸石、粉煤灰和爐渣的主要成分是SiO₂和Al₂O₃以及少量的堿性氧化物，它們能與水泥水化反應產生的Ca(OH)₂發生反應，生成化學性質穩定的C?A?H和C?S?H膠凝物質，使得混合料具有較高的強度。本發明利用工業固廢按照一定的比例進行摻和以代替傳統的水泥/二灰穩定碎石作為道路基層混合料，不僅直接消耗了大量的工業廢料，減小了廢料大量堆積占用土地、污染環境等不利因素，還減少了天然砂石的消耗，實現了變廢為寶、可持續發展的目的。

技術領域

本發明涉及交通土建工程技術領域，具體地涉及一種利用工業固廢制備的道路基層混料及其制備方法。

背景技術

道路路面結構層材料和路基基礎處理是道路建設中至關重要的一環節，路基的好與壞關系到后期道路的使用安全和服役年限，因此需要保證基礎質量。道路基層材料通常為二灰煤矸石混合料，砂土石方是任何建筑及公共建筑興建過程中必須消耗的原料，近二十年來隨著我國各項建筑的蓬勃發展，因此對于土石原料的需求殷切，全國百分之九十五以上的砂石來自河流山川，但是隨著不斷挖掘，砂石資源已逐漸枯竭。尋找可替代材料來減少砂石的消耗成為當務之急。

煤炭是我國火力發電的主要能源之一，長期以來一直占據我國電源結構的核心地位。煤矸石作為煤礦生產的附屬產品，據中國煤炭工業協會的報告顯示，堆積形成的煤矸石山，占壓土地，引發嚴重的土壤污染，威脅植被生長。同時，在自燃風化過程中釋放大量有害煙塵和有毒氣體，污染大氣、水體以及自然景觀，嚴重危害人們的生產、生活、身心健康和居住環境等。甚至還會引發一系列的社會問題，造成難以估量的經濟損失。因此對煤矸石進行開發和利用在節約材料成本和環境保護方面具有長遠意義；同時隨著我國基礎工程建設的不斷發展，將煤矸石作為建筑工程材料的開發和利用也有著廣闊的前景。

此外，火力發電在生產活動中會產生大量的粉煤灰和爐渣。隨著電力和冶金工業的發展，粉煤灰和爐渣的產量還在逐年增加，但高附加值利用率一直較低。大量的粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，污染大氣，若排入河流會造成河流淤塞。同時，粉煤灰的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。巨量堆放的粉煤灰和爐渣不僅占用大片土地、污染環境，而且造成資源浪費，影響附近植物的生長。

因此，充分了解煤矸石、粉煤灰和爐渣的使用價值，將其應用到道路基礎建設中，實現資源和土地的有效利用已成為一種趨勢。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種利用工業固廢制備的道路基層混料及其制備方法，本發明將爐渣、粉煤灰、煤矸石和水泥按照一定的比例進行摻和，制備道路基層的填筑材料，以達到變廢為寶，綠色發展的目的，為減少工業固體廢料對環境的不利影響。

本發明公開了一種利用工業固廢制備的道路基層混料，包括以下重量份組分：水泥2～3份，粉煤灰5～10份，爐渣10～20份，煤矸石60～75份，激發劑2～3份。

優選的，質量比(水泥+激發劑)：(粉煤灰+爐渣)＝1：(2～6)。

優選的，包括以下重量份組分：水泥2.5份，粉煤灰8份，爐渣15份，煤矸石70份，激發劑2.5份。

優選的，所述煤矸石由以下重量份組成：粒徑在19～31.5mm之間的煤矸石12～26份，粒徑在9.5～19mm之間的煤矸石18～25份，粒徑在4.75～9.5mm之間的煤矸石14～27份。

優選的，所述爐渣和粉煤灰中SiO₂和Al₂O₃總質量分數＞70％、燒失量≤10％，所述爐渣粒徑≤4.75mm。