[發明專利]一種固廢基堿激發膠凝筑路材料、制備方法及筑路方法

在審

• 申請號: 202110069278.4
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112853904A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 時旭陽;楊雨清;周偉;張周愛;郭朝暉;袁金祥;趙彬宇;張領雷;姬永生;胡鵬飛;朱曉寒;覃懷銳;盧圣利;劉棟梁;周猛
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E01C23/09
• 分類號: E01C23/09;E01C19/48;E01C19/47;E01C23/03;E01C23/01
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 劉振祥

一種固廢基堿激發膠凝筑路材料、制備方法及筑路方法，筑路材料：礦渣45～68份；粉煤灰23份；原道路泥結碎石材料382份；水玻璃40～55份。制備方法：將硅酸鈉、氫氧化鈉、水均勻混合制成含水率75％、模數為1.5的水玻璃激發劑；將粉煤灰23份、礦渣45份、原道路泥結碎石材料382份以及所述的水玻璃激發劑55份依次放入攪拌機中進行均勻攪拌得到筑路材料。筑路方法：采用粉料攤鋪機將粉煤灰和礦渣均勻攤鋪在原道路路面上；采用冷再生機對原有土質硬化路面進行刨銑；噴注激發劑，使激發劑與固體混合材料充分混合；采用壓路機、平路機對路面進行反復碾壓與刮平；該材料及制備方法制造成本低、環保性能好；該方法工藝簡單，筑路效率高。

技術領域

本發明屬于礦山運輸領域，具體涉及一種固廢基堿激發膠凝筑路材料、制備方法及筑路方法。

背景技術

露天礦由于地質條件限制，礦山道路多為臨時性非硬化道路，易破損、易產生揚塵；遇到雨季或過量灑水時經常導致道路泥濘，易引起車輛的打滑，帶來嚴重的交通運輸安全隱患。為了保證運輸的安全性，如何提高露天礦山筑路的質量，成為了亟待解決的問題。

現階段露天礦道路的施工方法多是使用平路機平整道路，再用壓路機壓實路面，整個施工工藝過于簡單，成型后道路質量低，通常存在以下一系列問題：路面強度低、易損壞、道路粉塵嚴重、維護成本高、卡車輪胎磨損量高、車輛運行速率低、故障率高，生產成本居高不下。

與本發明相似的筑路方法有FRT工藝，又稱土漿路，其基本原理為：利用一種化學試劑排出粘土中的強束縛水以提高粘土強度，輔助以碎石骨料提高道路面層強度。該方法對原料的要求較高，且嚴重依賴紅黏土，而紅黏土為稀缺資源，目前已限制開發，因而不適合大范圍的推廣；此外，土漿路強度范圍在3～13.8MPa，并不能達到露天礦山重載道路長久使用的要求。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種固廢基堿激發膠凝筑路材料及筑路方法，該筑路材料制造成本低、環保性能好，且來源范圍廣；該制備方法步驟簡單，能制備出穩定性好、且適用于露天礦山道路施工所需要的筑路材料；該方法工藝簡單，筑路效率高，且能形成高質量的道路。

為了實現上述目的，本發明提供一種固廢基堿激發膠凝筑路材料，其特征在于，包括以下質量份的原料：

作為一種優選；

進一步，為了保證筑路材料性能的可靠性，所述粉煤灰為一級粉煤灰；所述原道路材料為0.1mm～50mm的固體顆粒。

作為一種優選，所述水玻璃為液態硅酸鈉。

該筑路材料主要原料為工業廢渣，成本低廉且環保性能好，同時，其來源廣泛且不受限制。筑路材料中的原道路泥結碎石材料為目標改造材料，同時也是筑路材料中的骨料部分，其抗壓強度好，且性能穩定。該材料能替代混凝土，能滿足礦山環保要求，是可規模性應用的礦山環保、高效、經濟的筑路材料。

本發明還提供了一種固廢基堿激發膠凝筑路材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一:將硅酸鈉、氫氧化鈉、水份均勻混合制成含水率75％、模數為1.5的水玻璃激發劑；

步驟二:將粉煤灰23份、礦渣45份、原道路泥結碎石材料382份以及步驟一制成的激發劑55份依次放入攪拌機中進行均勻攪拌得到筑路材料。

本方法中，礦渣、粉煤灰和激發劑之間能夠產生縮聚反應，從而可以獲得產生強度的主體部分；同時，原道路泥結碎石材料與激發劑之間產生較弱的縮聚反應，使其作為筑路材料的骨料填充部分。該方法以聚合物作為筑路材料，能獲得性能穩定、抗壓強度好的筑路材料，同時，其步驟簡單、制造成本低，適用于大范圍的推廣使用。

本發明還提供了一種筑路方法，包括以下步驟：