[發明專利]一種改性磷石膏穩定碎石及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111097590.0
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113754398B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 呂偉;吳赤球;龔文輝
• 申請（專利權）人: 湖北昌耀新材料工程技術研究有限責任公司
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B18/04;C04B16/06;E01C3/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明涉及道路建筑材料技術領域，尤其涉及一種改性磷石膏穩定碎石及其制備方法和應用。本發明采用改性磷石膏作為水硬性材料，充分填充在骨料之間，并將各組分粘結，增強碎石層的早期強度，同時配合赤泥調控水化過程形成的微膨脹效應，增加了碎石層對于早期收縮開裂的抗性，并添加化纖，利用化纖的韌性，限制膨脹的應力，增加道路基層的抗疲勞性能，避免碎石層后期強度發展過程中因膨脹過大帶來的開裂。本發明提供的改性磷石膏穩定碎石可以有效解決目前道路基層材料面臨的收縮開裂問題，提高道路基層的使用壽命。

技術領域

本發明涉及道路建筑材料技術領域，尤其涉及一種改性磷石膏穩定碎石及其制備方法和應用。

背景技術

道路結構從上到下，一般分為瀝青混凝土層、基層、碎石墊層、壓實土基等。其中，通常采用水泥穩定級配碎石層作為道路基層，簡稱為水穩層，具體是以級配碎石作骨料，采用一定數量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙，按照嵌擠原理攤鋪壓實。水穩層的初期強度高，并且強度隨齡期的增加而增加，因而具有較高的使用強度，并且抗滲度和抗凍性較好。水穩層遇雨不泥濘，表面堅實，是建造道路的理想基層材料。但由于構成水穩層的材料在濕度、溫度變化時易產生干縮裂縫、溫縮裂縫，并且隨著交通荷載日益增大易產生荷載裂縫，導致瀝青面層形成反射裂縫，從而影響了路面的使用性能和壽命。

現有的穩定材料應用到路面基層當中時，其強度越高收縮性越大，越容易出現收縮開裂現象，而大多數穩定材料是通過降低強度的方式減少收縮性，例如JTG/T F20-2015《公路路面基層施工技術細則》中規定了中、輕交通路面基層水泥穩定材料的7d齡期無側限抗壓強度標準值為3.0～5.0mPa，重交通路面基層水泥穩定材料的7d齡期無側限抗壓強度標準值為4.0～6.0mPa，極重、特重交通路面基層水泥穩定材料的7d齡期無側限抗壓強度標準值為5.0～7.0mPa，道路等級越高，穩定材料的強度越高，其抗疲勞性能越好，使用年限越長，但是強度越高其收縮性卻越差，道路基層越容易開裂并將裂縫反射到道路面層上，反而會導致使用年限減少，因此常規的道路穩定材料設計使用年限最高一般不超過15年。

為了提高道路的使用年限，降低道路的后期維護成本，因此需要一種后期強度高、抗疲勞性能好，收縮性小、使用年限較長的穩定材料來適應當今道路工程發展的需求。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種改性磷石膏穩定碎石及其制備方法。本發明提供的改性磷石膏穩定碎石能夠有效解決目前道路基層穩定材料面臨的收縮開裂問題。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種改性磷石膏穩定碎石，以質量份數計，包括以下組分：改性磷石膏800～850份，礦粉65～107份，赤泥1～5份，水泥9～15份，碎石1170～1290份，化纖60～90份和水100～140份；

所述改性磷石膏包括以下質量分數的組分：原狀磷石膏80％～96％、礦粉1％～10％、堿性激發劑3％～10％。

優選的，所述改性磷石膏的制備方法包括以下步驟：將原狀磷石膏、礦粉和堿性激發劑混合后陳化，得到所述改性磷石膏；所述改性磷石膏過80μm孔徑篩后的篩余量≤35％；所述改性磷石膏的pH值≥6.0；以質量百分數計，所述改性磷石膏的含水率≤15％，水溶性磷含量≤0.1％，水溶性氟含量≤0.05％。

優選的，所述原狀磷石膏為堆存1年以上磷石膏，以質量百分數計，所述原狀磷石膏的含水率≤20％，CaSO₄含量≥85％，水溶性磷含量≤0.5％，水溶性氟含量≤0.1％；所述原狀磷石膏的pH值≥3.0。

優選的，所述改性磷石膏穩定碎石中的礦粉和所述改性磷石膏中的礦粉均為S95級粒化高爐礦渣粉；所述礦粉中Al₂O₃的質量百分數獨立地≥10％。

優選的，所述赤泥為拜耳法赤泥，所述赤泥中Al₂O₃的質量百分數≥15％。