CN105731920A - 一种炉渣水稳基层材料及其制备方法 - Google Patents

一种炉渣水稳基层材料及其制备方法 Download PDF

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成相飞
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    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

本发明公开一种炉渣水稳基层材料及其制备方法，由干料和水混合组成，按重量百分比计所述干料包括以下成分：3～5％水泥，20～35％炉渣，65～75％碎石；所述水的加入量占干料质量的3.5～5.5％；炉渣代替细骨料，能够减少水泥用量减少水稳基层因温缩引起的裂缝发生机率。利用固体废弃物作为水稳基层材料中的细骨料，变废为宝，节省废弃物堆放场地，节约碎石开采的矿产资源；通过炉渣材料的预处理，重金属与浸出毒性低于标准值，运用于经济价值更为显著的水稳基层，降低了工程造价。

Description

一种炉渣水稳基层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种路用材料，尤其涉及一种炉渣水稳基层材料及其制备方法。
背景技术
垃圾焚烧比例在生活垃圾处理中所占的比例较大，随着土地资源的有限，采用焚烧进行垃圾处理的比例正在增加。炉渣作为一种固体废弃物，其成分复杂，难以处理和利用，大量堆放又严重污染环境，占用宝贵土地资源。
水稳基层是我国路面工程的主要材料，碎石用量一般在95％左右，而随着矿产资源的枯竭，碎石供应紧张，使用成本日益提高。申请号为“200410016076.X”的发明专利公开了生活垃圾焚烧炉渣替代土源作为生活垃圾填埋场覆盖材料。该方法仍然是属于较为粗放式的应用，经济价值不明显。因此，将炉渣作为骨料代替水稳基层中的碎石可促进废旧材料循环再利用。但如何对炉渣材料进行处理，实现废旧材料的高效利用，如何与新碎石材料混合使用，使水稳基层材料的强度满足结构层使用需求，需要进一步深入研究。
有鉴于上述现有的路用材料存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型炉渣水稳基层材料及其制备方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的路用材料存在的缺陷，而提供一种新型炉渣水稳基层材料及其制备方法，降低成本，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的炉渣水稳基层材料，由干料和水混合组成，按重量百分比计所述干料包括以下成分：3～5％水泥，20～35％炉渣，65～75％碎石；所述水的加入量占干料质量的3.5～5.5％；炉渣代替细骨料，能够减少水泥用量减少水稳基层因温缩引起的裂缝发生机率。
前述的炉渣水稳基层材料，所述炉渣为生活垃圾焚烧炉渣。
前述的炉渣水稳基层材料，所述炉渣中溶解盐含量低于1％，硫酸盐含量为0.08％～0.12％。
前述的炉渣水稳基层材料，所述炉渣粒径为0～5mm。
前述的炉渣水稳基层材料，所述水泥为硅酸盐水泥，优选普通硅酸盐42.5号水泥。
前述的炉渣水稳基层材料，所述碎石粒径为19～31.5mm、10～20mm、5～10mm和3～5mm。
炉渣水稳基层材料的制备方法，包括如下操作步骤，
步骤一，按比例称取经过预处理的炉渣、碎石、水泥搅拌均匀，炉渣经过预处理，去除金属物质，实现金属材料再利用，并且避免金属物质对使用性能的影响。
步骤二，再加入水继续搅拌得到混合的炉渣水稳基层材料，
步骤三，将制得的炉渣水稳基层材料运输至施工场地，摊铺、碾压成型后，采用水膜覆盖养护，获得炉渣水稳基层。
前述的炉渣水稳基层材料的制备方法，所述步骤一中的搅拌时间为15～20s。
前述的炉渣水稳基层材料的制备方法，所述水膜覆盖养护时间为7～15天。
借由上述技术方案，本发明的炉渣水稳基层材料及其制备方法至少具有下列优点：
生活垃圾焚烧炉渣集料是一种轻质、多孔材料，具有一定的抗压强度和级配，炉渣的化学成分表明其具有活性和水硬性，可作为替代路面基层的材料；本发明的炉渣水稳基层材料利用生活垃圾焚烧炉渣，预处理后与一定数量的水泥和粗骨料混合搅拌，通过骨料之间的嵌挤形成结构稳定的建筑材料；通过混合料级配的优化，对炉渣材料进行预处理后，代替细骨料，实现废旧材料利用；由于炉渣材料的多孔性特点，与水化后的水泥凝胶强度更大，提高了材料的力学性能；利用炉渣材料的轻质性特点，代替部分细骨料，减缓了现有一般水稳材料裂缝发生较多的问题，进而减少了路面裂缝病害的发生。本发明优势明显，利用固体废弃物作为水稳基层材料中的细骨料，变废为宝，节省废弃物堆放场地，节约碎石开采的矿产资源；通过炉渣材料的预处理，重金属与浸出毒性低于标准值，运用于经济价值更为显著的水稳基层，降低了工程造价。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1为炉渣水稳基层材料的制备方法流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的炉渣水稳基层材料及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1
将炉渣经过预处理，去除金属物质，炉渣经过机械筛分，并检测溶解盐含量，采用0～5mm粒径，5mm以上粒径不采用；预处理后的矿渣集料级配组成如表1所示，碎石分为三个粒径，分别为5～10mm、10～20mm和20～31.5mm。经混合后，水泥、炉渣和碎石的重量百分比如表2所示。
表1预处理后炉渣集料级配组成
筛孔(mm) 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075
通过率(％) 100 90.2 75.0 54.8 30.1 1.8
表2各材料重量百分比
炉渣水稳基层材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将经过预处理的炉渣、碎石、水泥、水，按各组分的重量百分比计量后，放入水稳土搅拌机内搅拌至均匀；其中各组分材料放入搅拌机内搅拌时间为20s。
2)搅拌好的炉渣水稳基层材料，运输到施工现场后经摊铺、碾压成型后，采用水膜覆盖养护，水膜覆盖养护7天获得炉渣水稳基层，进行7天无侧限抗压强度性能检测，结果如表6所示。
实施例2
将炉渣经过预处理，去除金属物质，炉渣经过机械筛分，并检测溶解盐含量，采用0～5mm粒径，5mm以上粒径不采用；预处理后的矿渣集料级配组成如表3所示，碎石分为四个粒径，分别为3～5mm、5～10mm、10～20mm、20～31.5mm。经混合后，各材料的重量百分比如表4所示。
表3预处理后炉渣集料级配组成
筛孔(mm) 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075
通过率(％) 100 98.7 77.9 58.7 23.1 2.0
表4各规格材料重量百分比
炉渣水稳基层材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将经过预处理的炉渣、碎石、水泥、水，按各组分的重量百分比计量后，放入水稳土搅拌机内搅拌至均匀；其中各组分材料放入搅拌机内搅拌时间为15s。
2)搅拌好的炉渣水稳基层材料，运输到施工现场后经摊铺、碾压成型后，采用水膜覆盖养护，水膜覆盖养护7天获得炉渣水稳基层，进行7天无侧限抗压强度性能检测，结果如表6所示。
对比例1
未采用炉渣材料，现有一般水稳基层材料，碎石分为四个粒径，分别为0-5mm、5-10mm、10-20mm、20-31.5mm。经混合后，各材料的重量百分比如表5所示。
表5现有一般水稳各规格材料重量百分比
采用行业标准《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-2009)，对实施例1、实施例2、对比例1，材料混合料养生7天，进行7天无侧限抗强度性能参数试验，检测结果见表6。
表6材料配方及性能指标
综上所述，本发明的炉渣水稳基层材料，将生活垃圾焚烧炉渣应用到道路建设领域，变废为宝，保证了水稳材料的使用性能，形成一种新型路面结构材料。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种炉渣水稳基层材料，其特征在于：由干料和水混合组成，按重量百分比计所述干料包括以下成分：3～5％水泥，20～35％炉渣，65～75％碎石；所述水的加入量占干料质量的3.5～5.5％。
2.根据权利要求1所述的炉渣水稳基层材料，其特征在于：所述炉渣为生活垃圾焚烧炉渣。
3.根据权利要求1或2所述的炉渣水稳基层材料，其特征在于：所述炉渣中溶解盐含量低于1％，硫酸盐含量为0.08％～0.12％。
4.根据权利要求3所述的炉渣水稳基层材料，其特征在于：所述炉渣粒径为0～5mm。
5.根据权利要求3所述的炉渣水稳基层材料，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥。
6.根据权利要求3所述的炉渣水稳基层材料，其特征在于：所述碎石粒径为19～31.5mm、10～20mm、5～10mm和3～5mm。
7.炉渣水稳基层材料的制备方法，其特征在于：包括如下操作步骤，
步骤一，按比例称取经过预处理的炉渣、碎石、水泥搅拌均匀，
步骤二，再加入水继续搅拌得到混合的炉渣水稳基层材料，
步骤三，将制得的炉渣水稳基层材料运输至施工场地，摊铺、碾压成型后，采用水膜覆盖养护，获得炉渣水稳基层。
8.根据权利要求7所述的炉渣水稳基层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的搅拌时间为15～20s。
9.根据权利要求7或8所述的炉渣水稳基层材料的制备方法，其特征在于：所述水膜覆盖养护时间为7～15天。
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