CN104944860A - 一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料 - Google Patents

一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料 Download PDF

Info

Publication number
CN104944860A
CN104944860A CN201510295108.2A CN201510295108A CN104944860A CN 104944860 A CN104944860 A CN 104944860A CN 201510295108 A CN201510295108 A CN 201510295108A CN 104944860 A CN104944860 A CN 104944860A
Authority
CN
China
Prior art keywords
iron tailings
tailings sand
lime
sand
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510295108.2A
Other languages
English (en)
Inventor
庄园
张衡
朱启洋
胡光伟
张业茂
顾迎春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Provincial Communication Planning and Design Institute Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Provincial Communication Planning and Design Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Provincial Communication Planning and Design Institute Co Ltd filed Critical Jiangsu Provincial Communication Planning and Design Institute Co Ltd
Priority to CN201510295108.2A priority Critical patent/CN104944860A/zh
Publication of CN104944860A publication Critical patent/CN104944860A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

本发明公开了一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料，包括：铁尾矿砂：100份；水泥：2份；石灰：2~10份；且还包括水，所述的水的加入质量为铁尾矿砂、水泥、石灰总质量的8~16%。本发明通过采取铁尾矿砂作为原料，解决了优质筑路资源短缺的问题，有效地避免了铁尾矿砂堆积对环境的污染问题，具有良好的环境效益，且可有效降低道路基层及底基层的造价，具有良好的经济效益，制备的产品的路用性能完全满足规范要求。

Description

一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料
技术领域
本发明涉及一种路面基层及底基层混合料，具体说是涉及一种可作为道路基层及底基层的大掺量铁尾矿砂混合料，属于土木工程材料技术领域。
背景技术
铁尾矿砂是钢铁冶炼行业选矿作业过程中产生的大宗固体废弃物，常以尾矿库的形式堆存。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源，在正常服役甚至闭库之后，各种自然条件和人为因素总是时刻威胁着它的安全，因此，一旦发生尾矿库事故，常常造成大量的人员伤亡和财产损失。此外，尾矿库往往占用大量的土地资源，尾矿的存储常造成严重的生态破坏和环境污染。在可持续发展和经济循环发展的背景条件下，如何将尾矿变废为宝并加以利用，是各国普遍关心的问题。
国外对尾矿的综合利用开发研究开展的较早，并取得了明显的经济效益和社会效益。对尾矿的利用途径包括：有价元素二次筛选回收，用作建筑材料，作矿山采空区填料，作土壤改良剂及微量元素肥料，利用铁尾矿复垦植被等。目前，国外的尾矿利用率已达到60%以上，而我国的尾矿综合利用率却不足7%。我国是钢铁生产大国，现存超过60亿吨尾矿，其中1/3以上是铁尾矿。这些铁尾矿的堆存侵占了大量的土地资源、严重污染了尾矿库周边的生态环境，形成了巨大的安全隐患，而且每年需投入大量资金用于维护尾矿库的运转。这也成为我国实现可持续发展战略过程中不得不面对的难题，亟待解决。
公路工程通常需要消耗大量的建筑材料，特别是高路基工程通常需要消耗数量惊人的石方量。铁尾矿砂存储数量大、成本较低，若能将其应用于道路工程中，则不仅可以消耗大量的铁尾矿砂，减轻现有尾矿库的库容压力、减少对环境的排污和土地浪费，还可以大量减少对河砂和土石方的消耗，减少对土地和植被环境的破坏，并进一步降低公路的工程造价。
目前的已有技术主要包括将铁尾矿砂与砂子、粘土、碎石等掺配，并采用石灰、粉煤灰、固化剂等胶凝材料及外加剂进行稳定。李荣海、汪建、周志华等采用铁尾矿砂、砂子、粘土、碎石、石灰、粉煤灰等建筑材料制备了4种路面基层混合料（“铁尾矿在公路工程中的应用”，《矿业工程》2007，Vol 5.5），其中，铁尾矿砂掺量为30-40%，石灰掺量为10-15%；李根研究了采用石灰、粉煤灰稳定铁尾矿砂（“铁尾矿砂替代天然砂的实验研究”，燕山大学硕士学位论文，2014），当（石灰+粉煤灰）：铁尾矿砂为30：70时达到最佳配合比；石名磊、张瑞坤、陈迎等公开了一种采用石灰固化铁尾矿砂和粘土的底基层混合料（专利申请号201110450063.3，专利公布号102531437 A），其中铁尾矿砂掺量15-40%，粘土掺量50-80%。在上述技术中，铁尾矿砂的利用率还较低，仍需与砂子、碎石灯建筑材料掺配；另一方面，胶凝材料掺量较高。利用铁尾矿砂配制基层及底基层用混合料虽然在技术和质量上已不存在难题，但由于成本及铁尾矿砂利用率的问题，尚未能将此技术大规模推广应用。
随着我国天然砂石开采造成的资源匮乏，以及可持续发展和循环经济战略的实施，将铁尾矿砂等大宗固体废弃物应用于建设工程领域将逐渐受到越来越广泛的重视。在此过程中，优良的性能和合理的经济性指标都是衡量该项技术能否实现大规模推广应用的关键因素。基于铁尾矿砂开发出性能优良、经济性合理的路用建筑材料，既可有效缓解铁尾矿砂堆存带来的大量问题，又可为公路建设行业提供理想的路用材料。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铁尾矿砂利用率高、性能符合规范要求、可大大降低基层及底基层用混合料成本的铁尾矿砂混合料。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料，其特征在于，包括以下组分且各组分的重量份数分别为：
铁尾矿砂：100份；
水泥：2份；
石灰：2~10份；
且还包括水，所述的水的加入质量为铁尾矿砂、水泥、石灰总质量的8~16%。
进一步，所述的铁尾矿砂的铁尾矿砂细度＜1.18mm；细度模数为0.7-1.5，塑性指数＜12，碱集料反应试件14d膨胀率小于0.1%。
所述的水泥为普通硅酸盐水泥，且所述的石灰为I级消石灰、Ⅱ级消石灰、I级生石灰、Ⅱ级生石灰中的至少一种。
本发明的有益之处在于：
1、由于本发明采用了铁尾矿砂替代了传统配方中的粘土及砂石，解决了优质筑路资源短缺的问题，有效地避免了铁尾矿砂堆积对环境的污染问题，具有良好的环境效益。
2、由于铁尾矿砂是炼铁行业产生的大宗固体废弃物，除了运输成本外其他费用基本为零；同时，本发明大掺量铁尾矿砂道路基层混合料的施工工艺与普通石灰稳定土并无显著差别；综合来看，本发明可有效降低道路基层及底基层的造价，具有良好的经济效益。
3、本发明提供的大掺量铁尾矿砂道路基层混合料通过对铁尾矿砂粒径、细度模数、塑性指数、灰剂量、石灰水泥比例的合理调配，可以使混合料结构更加均匀，路用性能完全满足规范要求。
附图说明：
图1为大掺量铁尾矿砂混合料无侧限抗压强度随龄期的发展规律；
图2为大掺量铁尾矿砂混合料劈裂强度随龄期的发展规律；
图3为大掺量铁尾矿砂混合料抗弯拉强度随龄期的发展规律；
图4为大掺量铁尾矿砂混合料抗压回弹模量随龄期的发展规律。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例1：
本实施例中，采用的原材料规格如下：
铁尾矿砂：1.18mm方孔筛通过率为100%，0.6mm方孔筛通过率为99.6%，细度模数为0.94，塑性指数为9.4，碱集料反应14d膨胀率为0.05%；表观密度为2.926g/cm3，毛体积密度为2.684 g/cm3；
消石灰：有效氧化钙和氧化镁含量之和等于77.6%，属于I级消石灰；
水泥：P·O 42.5普通硅酸盐水泥，3d和28d抗压强度分别为25.1MPa和44.2MPa，3d和28d抗折强度分别为4.8MPa和7.9MPa。
混合料中各材料的比例掺量为水泥：石灰：铁尾矿砂=2：4：100。
采用重型击实测定最佳含水率为11.6%，最大干密度2.058 g/cm3。
7d无侧限抗压强度的性能测试方法参照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）进行试验。
表1列出了实施例2-5的大掺量铁尾矿砂道路基层混合料的组分和含量以及7d无侧限抗压强度的性能测试结果。
表1： 大掺量铁尾矿砂道路基层混合料单位质量中各组分含量及7d无侧限抗压强度
图1为大掺量铁尾矿砂混合料无侧限抗压强度随龄期的发展规律；图2为大掺量铁尾矿砂混合料劈裂强度随龄期的发展规律；图3为大掺量铁尾矿砂混合料抗弯拉强度随龄期的发展规律；图4为大掺量铁尾矿砂混合料抗压回弹模量随龄期的发展规律。
按照上述实施例1的配合比，参照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）进行试验。试验结果表明，在最佳含水率和最大干密度状态下，铁尾矿砂混合料工作性能良好。从图1-图4可以看出，本发明的大掺量铁尾矿砂混合料具有优良的路用性能指标，完全符合《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）和《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-2000）对基层和底基层的相关要求。
按照上述实施例2-5的配合比。试验结果表明，在最佳含水率和最大干密度状态下，铁尾矿砂混合料工作性能良好。从表1可以看出，本发明的大掺量铁尾矿砂混合料7d无侧限抗压强度指标，完全符合《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）和《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-2000）对基层和底基层的相关要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料，其特征在于，包括以下组分且各组分 的重量份数分别为：
铁尾矿砂：100份；
水泥：2份；
石灰：2~10份；
且还包括水，所述的水的加入质量为铁尾矿砂、水泥、石灰总质量的8~16%。
2.根据权利要求1所述的一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料，其特征在于，所述的铁尾矿砂的铁尾矿砂细度＜1.18mm；细度模数为0.7-1.5，塑性指数＜12，碱集料反应试件14d膨胀率小于0.1%。
3.根据权利要求1所述的一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料，其特征在于，所述的水泥为普通硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料，其特征在于，所述的石灰为I级消石灰、Ⅱ级消石灰、I级生石灰、Ⅱ级生石灰中的至少一种。
CN201510295108.2A 2015-06-02 2015-06-02 一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料 Pending CN104944860A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510295108.2A CN104944860A (zh) 2015-06-02 2015-06-02 一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510295108.2A CN104944860A (zh) 2015-06-02 2015-06-02 一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104944860A true CN104944860A (zh) 2015-09-30

Family

ID=54159999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510295108.2A Pending CN104944860A (zh) 2015-06-02 2015-06-02 一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104944860A (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106316287A (zh) * 2016-08-18 2017-01-11 大连地拓重工有限公司 一种综合稳定铁尾矿废石制备路面基层材料的方法
CN106630816A (zh) * 2016-10-14 2017-05-10 鞍钢集团矿业有限公司 利用矿山废石和铁尾矿配制道路基层拌合料及施工方法
CN106747120A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 包宗义 专用土体稳定剂资源化处理建筑垃圾制造的道路基层混合料
CN106747161A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 包宗义 专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的道路基层混合料
CN106747119A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 包宗义 专用土体稳定剂资源化处理铁尾矿制造的道路基层混合料
CN106747117A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 包宗义 专用土体稳定剂资源化处理铝尾矿制造的道路基层混合料
CN106830738A (zh) * 2017-01-18 2017-06-13 包宗义 专用土体稳定剂资源化处理煤矸石制造的道路基层混合料
CN111003984A (zh) * 2019-12-27 2020-04-14 安徽工业大学 一种新型尾矿混合土道路基层材料及其制备方法
CN111559900A (zh) * 2020-05-08 2020-08-21 张延年 一种以工业固废为材料的道路及工业固废材料的制备方法
CN114890768A (zh) * 2022-06-08 2022-08-12 济南大学 一种铁尾矿道路基层材料、制备方法及其应用
CN115849843A (zh) * 2022-11-23 2023-03-28 东南大学 一种低石灰剂量稳定铁尾矿路基材料及制备方法
CN116409961A (zh) * 2023-04-06 2023-07-11 中冶一局环境科技有限公司 一种铁尾矿道路基层材料及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4820097B1 (zh) * 1967-04-11 1973-06-19
CN102531437A (zh) * 2011-12-29 2012-07-04 东南大学 一种尾矿砂二合土路面底基层混合料及其制备方法
CN104310920A (zh) * 2014-10-11 2015-01-28 东北大学 一种利用高硅型铁尾矿制备混凝土建筑材料的方法
CN104402371A (zh) * 2014-12-08 2015-03-11 北京元泰达环保建材科技有限责任公司 一种用建筑垃圾复合铁尾矿的道路铺筑材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4820097B1 (zh) * 1967-04-11 1973-06-19
CN102531437A (zh) * 2011-12-29 2012-07-04 东南大学 一种尾矿砂二合土路面底基层混合料及其制备方法
CN104310920A (zh) * 2014-10-11 2015-01-28 东北大学 一种利用高硅型铁尾矿制备混凝土建筑材料的方法
CN104402371A (zh) * 2014-12-08 2015-03-11 北京元泰达环保建材科技有限责任公司 一种用建筑垃圾复合铁尾矿的道路铺筑材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨青: "无机结合料稳定铁尾矿砂的路用性能研究", 《中国优秀硕士论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106316287A (zh) * 2016-08-18 2017-01-11 大连地拓重工有限公司 一种综合稳定铁尾矿废石制备路面基层材料的方法
CN106630816A (zh) * 2016-10-14 2017-05-10 鞍钢集团矿业有限公司 利用矿山废石和铁尾矿配制道路基层拌合料及施工方法
CN106747120A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 包宗义 专用土体稳定剂资源化处理建筑垃圾制造的道路基层混合料
CN106747161A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 包宗义 专用土体稳定剂资源化处理市政污泥制造的道路基层混合料
CN106747119A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 包宗义 专用土体稳定剂资源化处理铁尾矿制造的道路基层混合料
CN106747117A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 包宗义 专用土体稳定剂资源化处理铝尾矿制造的道路基层混合料
CN106830738A (zh) * 2017-01-18 2017-06-13 包宗义 专用土体稳定剂资源化处理煤矸石制造的道路基层混合料
CN106747120B (zh) * 2017-01-18 2019-07-30 包宗义 专用土体稳定剂资源化处理建筑垃圾制造的道路基层混合料
CN111003984A (zh) * 2019-12-27 2020-04-14 安徽工业大学 一种新型尾矿混合土道路基层材料及其制备方法
CN111559900A (zh) * 2020-05-08 2020-08-21 张延年 一种以工业固废为材料的道路及工业固废材料的制备方法
CN114890768A (zh) * 2022-06-08 2022-08-12 济南大学 一种铁尾矿道路基层材料、制备方法及其应用
CN114890768B (zh) * 2022-06-08 2023-03-10 济南大学 一种铁尾矿道路基层材料、制备方法及其应用
CN115849843A (zh) * 2022-11-23 2023-03-28 东南大学 一种低石灰剂量稳定铁尾矿路基材料及制备方法
CN116409961A (zh) * 2023-04-06 2023-07-11 中冶一局环境科技有限公司 一种铁尾矿道路基层材料及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104944860A (zh) 一种大掺量铁尾矿砂道路基层混合料
CN102557561A (zh) 高性能的砂土固结材料及其制备方法和使用方法
CN103288391B (zh) 一种纯无机淤泥固化剂
CN100535258C (zh) 一种土壤固化剂的使用方法
CN102320803A (zh) 一种铁矿尾矿自密实混凝土及其制备方法
CN101805161B (zh) 钻井固体废弃物制免烧砖胶结剂
CN103253921A (zh) 一种抗氯盐侵蚀的水泥混凝土及其制备方法
CN105819787B (zh) 一种利用铁尾矿配制的高强度混凝土
CN102674764A (zh) 人行道用高储水混凝土及其制备方法
CN105152519A (zh) 一种无机淤泥固化剂、筑路材料及其制备方法
CN102976692A (zh) 适用地下水封油库的掺矿粉高性能喷射混凝土及制备方法
CN102093898A (zh) 复合土壤固化剂
CN102531437A (zh) 一种尾矿砂二合土路面底基层混合料及其制备方法
CN103342527B (zh) 一种废弃混凝土再生隧道背衬注浆材料及其制备方法
CN104556885A (zh) 一种可泵送的煤矿采空区回填料
CN103708748A (zh) 一种填海造地用改性磷石膏材料
Jaritngam et al. An investigation of lateritic soil cement for sustainable pavements
CN111410496A (zh) 一种道路基层材料及其制备方法
CN104671720B (zh) 使用建筑垃圾和煤矸石制造的道路填筑材料及其制备方法
Ronoh et al. Cement effects on the physical properties of expansive clay soil and the compressive strength of compressed interlocking clay blocks
Yin et al. Experimental study on gangue backfilling materials improved by soda residue and field measurement of surface subsidence
CN104529322A (zh) 一种路面用铁尾矿碾压混凝土
CN106396533A (zh) 一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低徐变混凝土
CN106587887B (zh) 一种固化尾砂与尾粘土制得的路基底基层材料及其配制方法
CN104404849A (zh) 一种石灰稳定粘土回收粉混合料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 210014 Ziyun Road, Qinhuai District, Jiangsu, No. 9, No.

Applicant after: CHINA DESIGN GROUP Co.,Ltd.

Address before: 210014 Ziyun Road, Qinhuai District, Jiangsu, No. 9, No.

Applicant before: Jiangsu Provincial Communications Planning and Design Institute Co.,Ltd.

COR Change of bibliographic data
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150930

RJ01 Rejection of invention patent application after publication