CN104291764A - 一种用工程开挖土的道路铺筑材料及其制备方法 - Google Patents

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本发明一种用工程开挖土的道路铺筑材料及其制备方法，其具体是对建设工程中现场挖掘的材料即工程开挖土进行回收和利用，再将该工程开挖土复合石灰等其它材料成为一种混合料，其可用作道路铺筑材料如道路基层材料等。

Description

一种用工程开挖土的道路铺筑材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及道路工程材料技术领域，其具体是对建设工程中现场挖掘的材料即工程开挖土进行回收和利用，再将该工程开挖土复合石灰等其它材料成为一种混合料，其可用作道路铺筑材料如道路基层材料等。
背景技术
目前我国建设工程众多，在这些过程中通常会产生大量的工程开挖土，工程开挖土通常被视为建设施工(如道路建设、土方工程等)中的固体废弃物，其主要包含粘土、砂石和一定量的水。大量的废弃的工程开挖土需要被清运和堆积，对环境破坏极为严重，同时也要消耗大量的人力和物力来处理这些固体废弃物，使建设工程的成本显著提高。因此急需一种新的处理方式对工程开挖土进行有效的利用和回收。
而另一方面在道路铺筑材料中需要消耗大量的天然砂石土等固体物料，成本较高对自然资源破坏较大，如果能够回收利用工程开挖土作为道路材料不但能够降低工程成本还可有效的保护环境，但工程开挖土的物理化学性能并不适合被直接利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种用工程开挖土的道路铺筑材料及其制备方法。其技术方案如下：
石灰3-5份；
活性超细微粉5-8份；
工程开挖土80-110份；
石墨烯为原料总重量(按重量百分比计)的0.1-1％；
聚苯乙烯颗粒6-10份；
聚丙烯纤维2-5份；
粗集料25-50份；
防水剂0.2-0.8份；
羟丙基甲基纤维素2-4份；
激发剂为原料总重量的0.02-0.06％(按重量百分比计)；
增塑剂0.2-0.5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；
其中所述活性超细微粉采用粉煤灰，其中粉煤灰的比表面积为800-2600m2/kg；
其中所述工程开挖土含有(按重量百分比计)至少18％以上的粘土，其含水率为15-30％；
其中所述石墨烯厚度为5-50纳米，优选15-25纳米，石墨烯直径大小为10纳米-3微米，优选10纳米-1微米；
其中所述聚苯乙烯颗粒粒径大小为1-3毫米；
其中所述聚丙烯纤维长度为0.5-2毫米；
其中所述粗集料为天然河砂或石英砂，其粒径为35-60毫米；
其中所述激发剂为复合生物固化剂，优选采用复合生物固化剂，本发明还可采用碱性复合激发剂，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)；
其中所述增塑剂为木质素磺酸钠。
上述原料组成中(按重量份计)可以优选为：石灰5份；活性超细微粉6份；工程开挖土105份；石墨烯为原料总重量(按重量百分比计)的0.6％；聚苯乙烯颗粒8份；聚丙烯纤维3份；粗集料40份；防水剂0.6份；羟丙基甲基纤维素4份；激发剂为原料总重量的0.03％(按重量百分比计)；增塑剂0.2份。
上述道路铺筑材料的制备方法，包括如下步骤，
A、按照上述原料配比对原料进行选取称量；
B、将所述石墨烯置于去离子水中进行超声分散0.5-2.5小时，得石墨烯分散液，所述石墨烯与去离子水的重量比为1∶300-400；
C、将所述的石灰、活性超细微粉、工程开挖土、聚苯乙烯颗粒、聚丙烯纤维、粗集料、防水剂、羟丙基甲基纤维素、激发剂、增塑剂与上述石墨烯分散液混合搅拌0.5-2小时得成品。
所述石墨烯可以通过市售或现有技术制备取得，现有技术如机械剥离法、氧化石墨还原法、化学气相沉积法等。
本发明的有益效果：其有效利用回收了废弃固体原料即工程开挖土，降低建设成本减少环境破坏，对固体废弃物有效回收利用，当作为路基材料使用时，其具有质轻、强度高、韧性和稳定性好等特点。本发明通过加入所述比表面积的活性超细微粉配合所述激发剂有效的改善了产品的强度和稳定性，聚苯乙烯颗粒、聚丙烯纤维的加入不但使产品轻量化还保持一定的弹性和韧性预防开裂，同时配合增塑剂、防水剂等使聚苯颗粒更加稳定均匀的存在于产品基体当中，另外在原料中复合掺加了石墨烯纳米材料，由于石墨烯具有优异的特性，如优异的润湿性、表面活性、高的机械强度等，原料中复合石墨烯纳米材料时其能够填充入产品基体中的细小缝隙改善产品的机械强度，另外为了使石墨烯纳米材料更均匀的分散在产品基体中，本发明亦采用石墨烯分散液的方式与其它原料混合搅拌，从而使石墨烯纳米材料均匀分布在产品的基体中，复合使用增塑剂与石墨烯纳米材料可使石墨烯更有效的存在于固化体系中，本发明中所述原料的配比及种类也是通过反复试验而选择得出，上述原料种类及配比的协同作用使本发明的产品性能优异。采用本发明的材料可广泛应用于各种道路工程，采用该材料作为路基材料，可有效提高路基的稳定性，避免沉降开裂等问题。
具体实施方式
实施例1
其原料(按重量份计)包括，
石灰5份；
粉煤灰6份；
工程开挖土85份；
石墨烯为原料总重量(按重量百分比计)的0.2％；
聚苯乙烯颗粒10份；
聚丙烯纤维3份；
粗集料50份；
防水剂0.2份；
羟丙基甲基纤维素2份；
激发剂为原料总重量的0.05％(按重量百分比计)；
增塑剂0.2份；
其中粉煤灰的比表面积为800-2600m2/kg；
其中所述工程开挖土含有(按重量百分比计)至少18％以上的粘土，其含水率为15-30％；
其中所述石墨烯厚度为5-50纳米，优选15-25纳米，石墨烯直径大小为10纳米-3微米，优选10纳米-1微米；
其中所述聚苯乙烯颗粒粒径大小为1-3毫米；
其中所述聚丙烯纤维长度为0.5-2毫米；
其中所述粗集料为天然河砂或石英砂，其粒径为35-60毫米；
其中所述激发剂为复合生物固化剂或碱性复合激发剂；
其中所述增塑剂为木质素磺酸钠。
产品性能
7d抗压强度8MPa
吸水率15％。

Claims (3)

1.一种用工程开挖土的道路铺筑材料，其特征在于：其原料(按重量份计)包括，
石灰3-5份；
活性超细微粉5-8份；
工程开挖土80-110份；
石墨烯为原料总重量(按重量百分比计)的0.1-1％；
聚苯乙烯颗粒6-10份；
聚丙烯纤维2-5份；
粗集料25-50份；
防水剂0.2-0.8份；
羟丙基甲基纤维素2-4份；
激发剂为原料总重量的0.02-0.06％(按重量百分比计)；
增塑剂0.2-0.5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；
其中所述活性超细微粉采用粉煤灰，其中粉煤灰的比表面积为800-2600m2/kg；
其中所述工程开挖土含有(按重量百分比计)至少18％以上的粘土，其含水率为15-30％；
其中所述石墨烯厚度为5-50纳米，优选15-25纳米，石墨烯直径大小为10纳米-3微米，优选10纳米-1微米；
其中所述聚苯乙烯颗粒粒径大小为1-3毫米；
其中所述聚丙烯纤维长度为0.5-2毫米；
其中所述粗集料为天然河砂或石英砂，其粒径为35-60毫米；
其中所述激发剂为复合生物固化剂；
其中所述增塑剂为木质素磺酸钠。
2.根据权利要求1所述的道路铺筑材料，其特征在于：原料按重量份计，石灰5份；活性超细微粉6份；工程开挖土105份；石墨烯为原料总重量(按重量百分比计)的0.6％；聚苯乙烯颗粒8份；聚丙烯纤维3份；粗集料40份；防水剂0.6份；羟丙基甲基纤维素4份；激发剂为原料总重量的0.03％(按重量百分比计)；增塑剂0.2份。
3.根据权利要求1或2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、按照上述原料配比对原料进行选取称量；
B、将所述石墨烯置于去离子水中进行超声分散0.5-2.5小时，得石墨烯分散液，所述石墨烯与去离子水的重量比为1∶300-400；
C、将所述的石灰、活性超细微粉、工程开挖土、聚苯乙烯颗粒、聚丙烯纤维、粗集料、防水剂、羟丙基甲基纤维素、激发剂、增塑剂与上述石墨烯分散液混合搅拌0.5-2小时得成品。
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