CN105731893B - 一种含抛光砖白泥的路基填筑材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含抛光砖白泥的路基填筑材料，其特征在于：包括碱渣、抛光砖白泥、活性剂；本发明制备的路基填筑材料，测定无侧限抗压强度值，7天时的无侧限抗压值达2.73‑3.72 Mpa，28天时的无侧限抗压值达3.85‑5.93 Mpa；本发明还提供上述填筑材料的制备方法，本发明采用大量工业废弃碱渣和抛光砖白泥为原料，解决了工业废料碱渣和抛光砖白泥污染环境的现象，有效地利用了大量的碱渣和抛光砖白泥，将它们变废为宝，具有有重要的社会效益，原材料丰富，生产工艺简单，成本低廉，且各顶工程指标合格。

Description

一种含抛光砖白泥的路基填筑材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种含抛光砖白泥的路基填筑材料及其制备方法，属于路基填筑技术领域。
背景技术
近年来我国纯碱工业蓬勃发展，碱渣的污染问题变得愈加严重。2014年我国纯碱产量达2514.7万吨，其中58%是用采用专案氨碱法生产的,氨碱生产纯碱的最大缺点是蒸氨工艺流程中产生的大量废弃物．据统计，每生产1吨纯碱要生成0.3-0.6吨碱渣，数量相当可观。
2014年我国陶瓷砖产量达到140亿平方米，其中抛光砖占20-30%，在陶瓷抛光砖的研磨抛光工序，通常将从砖坯表面去除0．5-0．7毫米表面层，有时甚至高达1-2毫米，那么生产1平方米抛光砖将形成1．5-2.0公斤左右的砖屑，按此计算，我国每年抛光砖抛光废料的产出量可达到600万吨。
目前未见将碱渣和抛光砖白泥同时用来制备路基填筑材料的报道；现有的路基填筑材料存在抗压强度低、成本高，经济效益低的缺陷。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的技术问题，提供一种含抛光砖白泥的路基填筑材料，以实现以下发明目的：
（1）本发明制备的路基填筑材料，测定无侧限抗压强度值，7天时的无侧限抗压值达2.73-3.72 Mpa，28天时的无侧限抗压值达3.85-5.93 Mpa；
（2）本发明制备的路基填筑材料，成本低；
（3）本发明制备的路基填筑材料，经济效益显著。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种含抛光砖白泥的路基填筑材料，包括碱渣、抛光砖白泥、活性剂。
以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述路基填筑材料，以重量份计，包括以下原料：碱渣65-90份、抛光砖白泥10-35份、硫酸钠2-9份。
所述抛光砖白泥，以重量份计，包括二氧化硅64-69份，氧化铝18-22份，氧化铁0.5-0.9份，氧化钙1.1-1.5份，氧化镁1.1-1.4份，三氧化硫0.23-0.27份，氧化钠0.8-1.2份，氧化钾0.6-0.9份，氯离子0.008-0.011份；烧失量为5.45-5.88%。
所述活性剂，为硫酸钠。
所述路基填筑材料，还包括三聚氰胺甲醛树脂、氧化锆、高炉矿渣、玻璃纤维、天然橡胶、铝灰、砾石。
所述路基填筑材料，以重量份计，包括碱渣65-90份、抛光砖白泥10-35份、硫酸钠5-13份、三聚氰胺甲醛树脂10-15份、氧化锆2-5份、高炉矿渣9-16份、玻璃纤维2-6份、天然橡胶4-10份、铝灰6-12份、砾石10-15份。
所述氧化锆，为粉体，粒度＜0.5μm，比表面积为25m2/g，氧化锆有效成分含量为98.5%，pH为6.5；所述玻璃纤维，为短切丝，纤维直径为6μm，短切长度为8mm。
所述铝灰，为铸造铝生产过程中产生的熔渣经冷却加工后的产物，包括金属铝10%，三氧化铝50%，二氧化硅5%，氧化钠1.0%，氧化镁3%，氧化钙2%。
所述砾石，1.8-2.5mm的20%，2.5-5mm的25%，5-10mm的35%；10-15mm的20%。
一种含抛光砖白泥的路基填筑材料的制备方法，包括抛光砖白泥的处理、加入三聚氰胺甲醛树脂；所述抛光砖白泥的处理，抛光砖白泥经过晾晒，水份达到5%以下，进行粉碎，得到1000目以上微粉；所述加入三聚氰胺甲醛树脂，转速为200r/min，搅拌5分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明制备的路基填筑材料，测定无侧限抗压强度值，7天时的无侧限抗压值为2.73-3.72 Mpa，28天时的无侧限抗压值为3.85-5.93 Mpa；
（2）本发明采用大量工业废弃碱渣和抛光砖白泥为原料，解决了工业废料碱渣和抛光砖白泥污染环境的现象，有效地利用了大量的碱渣和抛光砖白泥，将它们变废为宝，具有有重要的社会效益；
（3）本发明所述路基填筑材料，原材料丰富，生产工艺简单，成本低廉，且各顶工程指标合格，节约成本30%。
具体实施方式：
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1一种含抛光砖白泥的路基填筑材料
所述路基填筑材料，以重量份计，包括以下原料：
碱渣65份、抛光砖白泥35份、硫酸钠2份；
所述抛光砖白泥，以重量份计，包括二氧化硅64份，氧化铝18份，氧化铁0.5份，氧化钙1.1份，氧化镁1.1份，三氧化硫0.23份，氧化钠0.8份，氧化钾0.6份，氯离子0.008份；烧失量为5.45%。
所述路基填筑材料的制备方法为：
按照配方称取碱渣、抛光砖白泥，搅拌均匀，再加入硫酸钠，搅拌均匀，既得含抛光砖白泥的路基填筑材料。
本实施例制得的一种含抛光砖白泥的路基填筑材料，进行无侧限抗压强度值，测得无侧限抗压强度为2.7MPa-3.8MPa，能满足路基填筑等相应的工程承载要求。
表1 实施例1所述路基填筑材料无侧限抗压强度值
实施例2一种含抛光砖白泥的路基填筑材料
所述路基填筑材料，以重量份计，包括以下原料：
碱渣75份、抛光砖白泥25份、硫酸钠3份；
所述抛光砖白泥，以重量份计，包括二氧化硅67份，氧化铝19份，氧化铁0.6份，氧化钙1.3份，氧化镁1.2份，三氧化硫0.25份，氧化钠1.0份，氧化钾0.7份，氯离子0.009份；烧失量为5.60%。
所述路基填筑材料的制备方法为：
按照配方称取碱渣、抛光砖白泥，搅拌均匀，再加入硫酸钠，搅拌均匀，既得含抛光砖白泥的路基填筑材料。
表2本实施例制得的一种碱渣、抛光砖白泥路基填筑材料无侧限抗压强度值
实施例3 一种含抛光砖白泥的路基填筑材料
所述路基填筑材料，以重量份计，包括以下原料：
碱渣80份、抛光砖白泥20份、硫酸钠5份；
所述抛光砖白泥，以重量份计，包括二氧化硅69份，氧化铝22份，氧化铁0.9份，氧化钙1.5份，氧化镁1.4份，三氧化硫0.27份，氧化钠1.2份，氧化钾0.9份，氯离子0.011份；烧失量为5.88%。
所述路基填筑材料的制备方法为：
按照配方称取碱渣、抛光砖白泥，搅拌均匀，再加入硫酸钠，搅拌均匀，既得含抛光砖白泥的路基填筑材料。
表3本实施例制得的一种碱渣、抛光砖白泥路基填筑材料无侧限抗压强度值
实施例4 一种含抛光砖白泥的路基填筑材料
所述路基填筑材料，以重量份计，包括以下原料：
碱渣80份、抛光砖白泥20份、硫酸钠7份；
所述路基填筑材料的制备方法为：
按照配方称取碱渣、抛光砖白泥，搅拌均匀，再加入硫酸钠，搅拌均匀，既得含抛光砖白泥的路基填筑材料。
表4本实施例制得的一种碱渣、抛光砖白泥路基填筑材料无侧限抗压强度值
从上述实施例可见，通过调整原材料的配比，能得到不同强度的路基填筑材料，且28天龄期的试样相对于7天的抗压强度有所增加，可满足不同工程应用的需要。
经过大量试验，以下技术方案均能实现本发明的发明目的：
一种含抛光砖白泥的路基填筑材料
所述路基填筑材料，以重量份计，包括以下原料：
碱渣65-90份、抛光砖白泥10-35份、硫酸钠2-9份；
所述路基填筑材料的制备方法为：
按照配方称取碱渣、抛光砖白泥，搅拌均匀，再加入硫酸钠，搅拌均匀，既得含抛光砖白泥的路基填筑材料。
所述路基填筑材料，测定无侧限抗压强度值，7天时的无侧限抗压值为2.73-3.72Mpa，28天时的无侧限抗压值为3.85-5.93 Mpa。
实施例 5一种含抛光砖白泥的路基填筑材料
以重量份计，包括以下原料组分：
碱渣65份、抛光砖白泥10份、硫酸钠5份、三聚氰胺甲醛树脂10份、氧化锆2份、高炉矿渣9份、玻璃纤维2份、天然橡胶4份、铝灰6份、砾石10份；
所述抛光砖白泥，以重量份计，包括二氧化硅64份，氧化铝18份，氧化铁0.5份，氧化钙1.1份，氧化镁1.1份，三氧化硫0.23份，氧化钠0.8份，氧化钾0.6份，氯离子0.008份；烧失量为5.45%。
所述氧化锆，为粉体，粒度＜0.5μm，比表面积为25m2/g，氧化锆有效成分含量为98.5%，pH为6.5。
所述玻璃纤维，为短切丝，纤维直径为6μm，短切长度为8mm。
所述铝灰，为铸造铝生产过程中产生的熔渣经冷却加工后的产物，包括金属铝10%，三氧化铝50%，二氧化硅5%，氧化钠1.0%，氧化镁3%，氧化钙2%。
所述砾石，1.8-2.5mm的20%，2.5-5mm的25%，5-10mm的35%；10-15mm的20%。
所述三聚氰胺甲醛树脂的制备：
将37%的甲醛溶液投入到反应釜内，搅拌，调节pH值为8.0，按37%甲醛溶液：三聚氰胺为3:1的比例加入三聚氰胺，升温至70℃，保温搅拌至溶液完全澄清，加入1.5%异丁醇并降温至50℃，用硫酸调节pH值为4.0，继续保温至体系透明，然后再将混合液调节碱性，蒸馏，得到固含量为31%，粘度为35s的三聚氰胺甲醛树脂溶液备用。
实施例6一种含抛光砖白泥的路基填筑材料
以重量份计，包括以下原料组分：
碱渣70份、抛光砖白泥25份、硫酸钠8份、三聚氰胺甲醛树脂12份、氧化锆3份、高炉矿渣12份、玻璃纤维3份、天然橡胶7份、铝灰10份、砾石12份；
所述抛光砖白泥，以重量份计，包括二氧化硅67份，氧化铝19份，氧化铁0.6份，氧化钙1.3份，氧化镁1.2份，三氧化硫0.25份，氧化钠1.0份，氧化钾0.7份，氯离子0.009份；烧失量为5.60%。
所述氧化锆，为粉体，粒度＜0.5μm，比表面积为25m2/g，氧化锆有效成分含量为98.5%，pH为6.5。
所述玻璃纤维，为短切丝，纤维直径为6μm，短切长度为8mm。
所述铝灰，为铸造铝生产过程中产生的熔渣经冷却加工后的产物，包括金属铝10%，三氧化铝50%，二氧化硅5%，氧化钠1.0%，氧化镁3%，氧化钙2%。
所述砾石，1.8-2.5mm的20%，2.5-5mm的25%，5-10mm的35%；10-15mm的20%。
所述三聚氰胺甲醛树脂的制备：
将37%的甲醛溶液投入到反应釜内，搅拌，调节pH值为8.0，按37%甲醛溶液：三聚氰胺为3:1的比例加入三聚氰胺，升温至70℃，保温搅拌至溶液完全澄清，加入1.5%异丁醇并降温至50℃，用硫酸调节pH值为4.0，继续保温至体系透明，然后再将混合液调节碱性，蒸馏，得到固含量为31%，粘度为35s的三聚氰胺甲醛树脂溶液备用。
实施例7一种含抛光砖白泥的路基填筑材料
以重量份计，包括以下原料组分：
碱渣90份、抛光砖白泥35份、硫酸钠13份、三聚氰胺甲醛树脂15份、氧化锆5份、高炉矿渣16份、玻璃纤维6份、天然橡胶10份、铝灰12份、砾石15份；
所述抛光砖白泥，以重量份计，包括二氧化硅69份，氧化铝22份，氧化铁0.9份，氧化钙1.5份，氧化镁1.4份，三氧化硫0.27份，氧化钠1.2份，氧化钾0.9份，氯离子0.011份；烧失量为5.88%。
所述氧化锆，为粉体，粒度＜0.5μm，比表面积为25m2/g，氧化锆有效成分含量为98.5%，pH为6.5。
所述玻璃纤维，为短切丝，纤维直径为6μm，短切长度为8mm。
所述铝灰，为铸造铝生产过程中产生的熔渣经冷却加工后的产物，包括金属铝10%，三氧化铝50%，二氧化硅5%，氧化钠1.0%，氧化镁3%，氧化钙2%。
所述砾石，1.8-2.5mm的20%，2.5-5mm的25%，5-10mm的35%；10-15mm的20%。
所述三聚氰胺甲醛树脂的制备：
将37%的甲醛溶液投入到反应釜内，搅拌，调节pH值为8.0，按37%甲醛溶液：三聚氰胺为3:1的比例加入三聚氰胺，升温至70℃，保温搅拌至溶液完全澄清，加入1.5%异丁醇并降温至50℃，用硫酸调节pH值为4.0，继续保温至体系透明，然后再将混合液调节碱性，蒸馏，得到固含量为31%，粘度为35s的三聚氰胺甲醛树脂溶液备用。
实施例8一种含抛光砖白泥的路基填筑材料的制备方法
（1）称量
按照配方称取各组分。
（2）铝灰的处理
将铝灰进行回收金属铝处理。
（3）抛光砖白泥的处理
抛光砖白泥经过晾晒，水份达到5%以下，对晾晒好的抛光砖白泥进行粉碎，用辊压磨进行粉碎，得到1000目以上微粉。
（4）加料
加入碱渣、抛光砖白泥微粉、氧化锆、高炉矿渣、铝灰，混合均匀。
（5）加入三聚氰胺甲醛树脂
加入三聚氰胺甲醛树脂，慢速搅拌，转速为200r/min，搅拌5分钟。
（6）加入玻璃纤维、天然橡胶、砾石
加入玻璃纤维、天然橡胶、砾石，混合均匀。
（7）加入改性剂
加入改性剂硫酸钠，混合均匀，制得本发明路基填筑材料。
将本发明制备的路基填筑材料，经压实、养护，测其性能，结果如下：
表5 本发明制备的路基填筑材料的性能指标
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数，本发明所述的比例，均为质量比例。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种含抛光砖白泥的路基填筑材料，其特征在于：以重量份计，包括碱渣65-90份、抛光砖白泥10-35份、硫酸钠5-13份、三聚氰胺甲醛树脂10-15份、氧化锆2-5份、高炉矿渣9-16份、玻璃纤维2-6份、天然橡胶4-10份、铝灰6-12份、砾石10-15份；
所述氧化锆，为粉体，粒度＜0.5μm，比表面积为25m2/g，氧化锆有效成分含量为98.5%，pH为6.5；所述玻璃纤维，为短切丝，纤维直径为6μm，短切长度为8mm；
所述铝灰，为铸造铝生产过程中产生的熔渣经冷却加工后的产物，包括金属铝10%，三氧化铝50%，二氧化硅5%，氧化钠1.0%，氧化镁3%，氧化钙2%；
所述砾石，1.8-2.5mm粒径的占20%，2.5-5mm粒径的占25%，5-10mm粒径的占35%；10-15mm粒径的占20%。
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