[發(fā)明專利]環(huán)保型煤矸石基全固廢路面基層混合料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116354655A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王稷良;田雨君;徐偉東;黨彥;寶群群;宋慶凱;呂志剛;王占軍;周用山;烏平甫;梁超;達川;呂建東;楊占云;王欣鵬;郭文彬;馬文輝;馬淑梅
• 申請（專利權(quán)）人: 交通運輸部公路科學研究所;內(nèi)蒙古雷石環(huán)保科技有限公司;內(nèi)蒙古高速公路集團有限責任公司項目管理分公司;內(nèi)蒙古路橋集團有限責任公司;內(nèi)蒙古綜合交通科學研究院有限責任公司
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;C04B7/24;C04B7/36;C04B24/24;C04B24/20;C04B103/22
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 卞靜靜

本發(fā)明公開了一種環(huán)保型煤矸石基全固廢路面基層混合料及其制備方法，混合料包括煤矸石粗集料、低溫燒結(jié)膠結(jié)料、調(diào)凝劑、粉煤灰、石屑、活化劑。本發(fā)明通過分選破碎的方式，將煤矸石中強度高顆粒分選出作為粗集料，將含碳量高、強度低的軟弱顆粒與電石渣、硅鈣渣、脫硫石膏混合制為低溫燒制膠結(jié)料用于替代水泥，并通過調(diào)凝劑、活化劑輔助調(diào)整混合料性能，制備出具有良好施工性能和路用性能的半剛性基層混合料，混合料可直接替代水泥穩(wěn)定碎石用于道路工程建設(shè)。本發(fā)明不僅實現(xiàn)了煤矸石等煤電固廢的大規(guī)模資源化利用，還通過煤矸石等固廢低溫燒制膠結(jié)料替代水泥，降低了能耗及碳排放，實現(xiàn)了道路基層建設(shè)的低碳減排，具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種環(huán)保型煤矸石基全固廢路面基層混合料及其制備方法。

背景技術(shù)

煤矸石是煤在形成過程中與煤伴生或共生的一種堅硬巖石，是煤炭開采生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品。煤礦周圍廢棄的煤矸石大多采用圓錐式或溝谷傾倒式堆放在礦井四周，造成煤礦周圍地區(qū)煤矸石堆積如山，占用大量的農(nóng)田土地；除此之外，雨季煤矸石細料被雨水沖刷至地表，使得農(nóng)田土地沙化現(xiàn)象嚴重，造成糧食減產(chǎn)；煤矸石在堆放過程中的自然分解還可能釋放多種有毒氣體，使大氣環(huán)境和水體資源受到嚴重的污染，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境，危害人們身體健康。目前煤矸石的固體廢棄物資源化利用主要用于回收煤炭和黃鐵礦、發(fā)電、用于建筑材料如燒結(jié)陶粒、制磚、燒結(jié)輕骨料等，產(chǎn)業(yè)模式較單一、規(guī)模較小，且由于技術(shù)的局限性會產(chǎn)生大量廢液、廢渣，環(huán)境、經(jīng)濟效益較低。煤矸石在道路工程中主要用于軟土地基處理、路基填筑或低等級公路的路面基層的摻料，采用自燃后或穩(wěn)定性高的煤矸石。燒失量是煤矸石含碳量高低的一個指標，一般認為燒失量越大，對穩(wěn)定煤矸石負效應(yīng)越大。而大部分煤礦的煤矸石燒失量大于12％，對路用性能產(chǎn)生不利影響，殘留煤中含固定碳及揮發(fā)成分較高的煤矸石易發(fā)生自燃，軟巖浸水后發(fā)生泥化以及一些化學分解等作用，會使煤矸石的結(jié)構(gòu)和密度發(fā)生改變，造成壓縮變形增大，同時使路面結(jié)構(gòu)抗剪強度降低、承載力下降。另外，因為不同煤礦的形成原因不相同，生產(chǎn)煤矸石部位和方式不同，導(dǎo)致化學成分和特性也有明顯不同，所以用作道路基層材料時諸多因素無法控制，在一定條件下可能發(fā)生基層材料破壞，無法穩(wěn)定耐久，從而影響路面結(jié)構(gòu)的使用性能，因此原狀煤矸石難于大量應(yīng)用于道路基層上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

本發(fā)明還有一個目的是提供一種環(huán)保型煤矸石基全固廢路面基層混合料的制備方法，本發(fā)明通過分選破碎的方式，將煤矸石中強度高顆粒分選出作為半剛性基層混合料粗集料，將含碳量高、強度低的軟弱顆粒與電石渣、硅鈣渣、脫硫石膏等混合低溫燒制膠結(jié)料用于替代水泥，并通過調(diào)凝劑、活化劑輔助調(diào)整混合料性能，制備出具有良好施工性能和路用性能的半剛性基層混合料，混合料可直接替代水泥穩(wěn)定碎石用于道路工程建設(shè)。本發(fā)明不僅實現(xiàn)了煤矸石等煤電固廢的大規(guī)模資源化利用，還通過煤矸石等固廢低溫燒制膠結(jié)料替代水泥，降低了能耗及碳排放，實現(xiàn)了道路基層建設(shè)的低碳減排，具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。

本發(fā)明再有一個目的是提供一種環(huán)保型煤矸石基全固廢路面基層混合料。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的這些目的和其優(yōu)點，提供了如下的技術(shù)方案：

一種環(huán)保型煤矸石基全固廢路面基層混合料的制備方法，包括如下步驟：

步驟一、取原狀煤矸石采用破碎，破碎后煤矸石集料壓碎值不大于30％，熱值不大于500cal/g，選取20-30mm、10-20mm和5-10mm的三種粒徑的煤矸石復(fù)配作為煤矸石粗集料；

步驟二、取步驟一中破碎后粒徑0～5mm的煤矸石，與電石渣、硅鈣渣、脫硫石膏、氟石膏、螢石和水混合后壓制成生料片，之后將生料片燒制后得到熟料，然后將所述熟料磨細，制備得到燒結(jié)膠結(jié)料；

步驟三、分別取所述煤矸石粗集料和所述燒結(jié)膠結(jié)料，混合后壓制成型，得到煤矸石基全固廢路面基層混合料。