CN104153272A - 一种用泥土为主的道路铺筑材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用泥土为主的道路铺筑材料及其制备方法，所述道路铺筑材料原料包括泥土、骨料、活性超细微粉、激发剂、聚苯乙烯颗粒和纤维等。本发明的材料在满足道路性能要求的同时，使泥土等固体废弃物得到充分的利用。

Description

一种用泥土为主的道路铺筑材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用泥土为主的道路铺筑材料及其制备方法。其通过活性超细微粉和激发剂来提高所述铺筑材料的强度等，同时复合石墨烯、碳纳米管和增塑剂对纤维进行改性处理，将其掺入至泥土等原料中能够改善材料的稳定性、韧性、强度等。
背景技术
由于道路工程建设中需要大量的无机原料如砂石土等，通常采用人工制备的砂石、粘土等原料，成本高且对资源环境造成了很大破坏，而同时在施工中往往要会带来大量的泥土，泥土即天然土料，其主要组成为具有一定含水量的土壤/粘土，这些泥土通常需要被运送至其它场所堆积或作其它处理，这也增加了工程的造价与成本，如果就地取材将该泥土用于施工中，但由于泥土的性能较差往往要对其进行各种物理和化学处理才能应用，如加入较高含量的水泥、外加剂等以提高产品的强度等，这同样会增加工程的成本和周期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用泥土为主的道路铺筑材料及其制备方法，其技术方案如下：包括如下原料(按重量份计)，泥土100-120份；骨料15-35份；活性超细微粉10-15份；聚苯乙烯颗粒10-15份；纤维10-15份。纤维改性剂2-5份。激发剂为原料总重量的0.02-0.06％(按重量百分比计)；粘结剂8-15份；该道路铺筑材料的原料中不包含水泥、沥青和水泥混凝土；其中所述泥土含水率为1-10％，所述泥土经过干燥、破碎、除杂处理；其中所述骨料为天然砂，其细度模数为2-2。5；其中所述活性超细微粉为粉煤灰或钢渣或粉煤灰与钢渣以任意比例混合，所述粉煤灰比表面积为800-2600m2/kg，所述钢渣比表面积为900-2800m2/kg；其中所述聚苯乙烯颗粒粒径大小可以为5-25毫米；其中所述纤维需经过改性处理，其是将纤维与纤维改性剂充分混合3-5小时，所述纤维包含木质纤维和秸秆纤维，所述木质纤维与秸秆纤维的重量比为1∶1.1-1.5，木质纤维和秸秆纤维的长度为0.5-25毫米；其中所述纤维改性剂包含石墨烯、碳纳米管和增塑剂，其是通过将石墨烯、碳纳米管和增塑剂溶于去离子水中并超声分散2-2.5小时得到的混合物，其中石墨烯∶碳纳米管∶增塑剂∶去离子水(按重量比计)＝1∶1-2.5∶0.01-0.1∶150-220，所述石墨烯直径大小为10纳米-1微米，厚度为15-25纳米，所述碳纳米管的直径为110-135纳米，长度为110-150微米；其中所述激发剂为复合生物激发剂或碱性复合激发剂，碱性复合激发剂为硅酸钠和氢氧化钠，其中硅酸钠∶氢氧化钠＝1∶1-2.2(按重量比计)；其中所述的粘结剂为羧甲基纤维素和淀粉醚，羧甲基纤维素∶淀粉醚(按重量比计)＝1∶0.8-1.2。
所述的道路铺筑材料的制备方法，包括如下步骤：A、按配比分别称取各原料；B、将所述泥土经干燥、破碎、除杂处理；C、纤维改性剂的制备，按照配比分别称取石墨烯、碳纳米管、增塑剂和去离子水，并将石墨烯、碳纳米管、增塑剂溶于去离子水中超声分散2-2.5小时得到混合物；D、纤维改性，将纤维与纤维改性剂充分混合3-5小时得改性纤维；E、将所述改性纤维与上述其它原料充分混合搅拌。
本发明具有如下优良的技术效果，通过本发明的产品和方法可以大量高效的使用泥土原料，且其性能能够符合施工中所需材料的标准甚至更优，本发明中利用活性超细微粉和激发剂提高了铺筑材料的强度，而加入石墨烯和碳纳米管原料，由于石墨烯和碳纳米管所具有的优良特性，如石墨烯所具有的高强度特性等，通过加入经石墨烯等复合改性的纤维使材料的韧性和强度等得到显著提升，石墨烯等原料经超声分散更有利的使其与纤维材料粘结混合，再将改性纤维与其它原料混合使其均匀分散在固化体系中，而石墨烯、碳纳米管及增塑剂共同作用下能够使基体致密化机械强度提升，同时为了将石墨烯、碳纳米管更好的引入固化体系中，本发明采用了复合粘结剂以利于其在固化体系中更牢固稳定的存在同时也增加了原料的粘结性，由于石墨烯、碳纳米管的微观物理属性即颗粒尺寸细小，采用复合粘结剂也能够使生产更为安全，骨料及聚苯乙烯的加入能够从一定程度上改善产品强度，且产品更为轻质具有弹性更适宜路基工程，另外本发明中原料的配比及所述原料的粒径尺寸范围是经过反复试验所获得，其协同作用明显，且原料的成本较低取材容易，对泥土利用充分实现了建设工程中的零排放。
具体实施方式
实施例1
包括如下原料(按重量份计)，
泥土110份；
骨料20份；
活性超细微粉10-15份
聚苯乙烯颗粒12份；
纤维10份；
纤维改性剂3份；
激发剂为原料总重量的0.03％(按重量百分比计)；
粘结剂10份；
其中所述泥土含水率为1-10％，所述泥土经过干燥、破碎、除杂处理；
其中所述骨料为天然砂，其细度模数为2-2.5；
其中所述活性超细微粉为粉煤灰或钢渣或粉煤灰与钢渣以任意比例混合，所述粉煤灰比表面积为800-2600m2/kg，所述钢渣比表面积为900-2800m2/kg
其中所述聚苯乙烯颗粒粒径大小为5-25毫米；
其中所述纤维需经过改性处理，其是将纤维与纤维改性剂充分混合3-5小时，所述纤维包含木质纤维和秸秆纤维，所述木质纤维与秸秆纤维的重量比为1∶1.1-1.5，木质纤维和秸秆纤维的长度为0.5-25毫米；
其中所述纤维改性剂包含石墨烯、碳纳米管和增塑剂，其是通过将石墨烯、碳纳米管和增塑剂溶于去离子水中并超声分散2-2.5小时得到的混合物，其中石墨烯∶碳纳米管∶增塑剂∶去离子水(按重量比计)＝1∶1-2.5∶0.01-0.1∶150-220，所述石墨烯直径大小为10纳米-1微米，厚度为15-25纳米，所述碳纳米管的直径为110-135纳米，长度为110-150微米；
其中所述激发剂为复合生物激发剂或碱性复合激发剂，碱性复合激发剂为硅酸钠和氢氧化钠，其中硅酸钠∶氢氧化钠＝2∶0.5-2.5(按重量比计)
其中所述的粘结剂为羧甲基纤维素和淀粉醚，羧甲基纤维素∶淀粉醚(按重量比计)＝1∶0.8-1.2。
上述材料的制备方法包括如下步骤：
A、按配比分别称取各原料；
B、将所述泥土经干燥、破碎、除杂处理；
C、纤维改性剂的制备，按照配比分别称取石墨烯、碳纳米管、增塑剂和去离子水，并将石墨烯、碳纳米管、增塑剂溶于去离子水中超声分散2-2.5小时得到混合物；
D、纤维改性，将纤维与纤维改性剂充分混合3-5小时得改性纤维；
E、将所述改性纤维与上述其它原料充分混合搅拌。

Claims (2)

1.一种用泥土为主的道路铺筑材料及其制备方法，其特征在于：包括如下原料(按重量份计)，
泥土100-120份；
骨料15-35份；
活性超细微粉10-15份；
聚苯乙烯颗粒10-15份；
纤维10-15份。
纤维改性剂2-5份。
激发剂为原料总重量的0.02-0.06％(按重量百分比计)；
粘结剂8-15份；
该道路铺筑材料的原料中不包含水泥、沥青和水泥混凝土；
其中所述泥土含水率为1-10％，所述泥土经过干燥、破碎、除杂处理；
其中所述骨料为天然砂，其细度模数为2-2.5；
其中所述活性超细微粉为粉煤灰或钢渣或粉煤灰与钢渣以任意比例混合，所述粉煤灰比表面积为800-2600m2/kg，所述钢渣比表面积为900-2800m2/kg；
其中所述聚苯乙烯颗粒粒径大小可以为5-25毫米；
其中所述纤维需经过改性处理，其是将纤维与纤维改性剂充分混合3-5小时，所述纤维包含木质纤维和秸秆纤维，所述木质纤维与秸秆纤维的重量比为1∶1.1-1.5，木质纤维和秸秆纤维的长度为0.5-25毫米；
其中所述纤维改性剂包含石墨烯、碳纳米管和增塑剂，其是通过将石墨烯、碳纳米管和增塑剂溶于去离子水中并超声分散2-2.5小时得到的混合物，其中石墨烯∶碳纳米管∶增塑剂∶去离子水(按重量比计)＝1∶1-2.5∶0.01-0.1∶150-220，所述石墨烯直径大小为10纳米-1微米，厚度为15-25纳米，所述碳纳米管的直径为110-135纳米，长度为110-150微米；
其中所述激发剂为复合生物激发剂；
其中所述的粘结剂为羧甲基纤维素和淀粉醚，羧甲基纤维素∶淀粉醚(按重量比计)＝1∶0.8-1.2。
2.根据权利要求1所述的道路铺筑材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、按配比分别称取各原料；
B、将所述泥土经干燥、破碎、除杂处理；
C、纤维改性剂的制备，按照配比分别称取石墨烯、碳纳米管、增塑剂和去离子水，并将石墨烯、碳纳米管、增塑剂溶于去离子水中超声分散2-2.5小时得到混合物；
D、纤维改性，将纤维与纤维改性剂充分混合3-5小时得改性纤维；
E、将所述改性纤维与上述其它原料充分混合搅拌。
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