CN108569878A - 一种沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，其特征在于，包含以下步骤：1）按质量百分比称取以下组分：PCSB固化剂2～8%、沥青废粉15～25%、细集料35～50%、粗集料25～35%，上述各组分的质量百分比之和为100%；2）在称好的组分中加水拌合形成混合料，控制含水率为5%～10%；3）将混合料碾压或击实成型做成预设规格，湿水养护5～10d。本发明能够将沥青混凝土拌合站回收废粉处理成道路路面基层材料，既减少了环境污染，又增加了经济效益，还降低了路面基层的建造成本。

Description

一种沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法

技术领域

本发明属于废弃物回收利用领域，具体涉及一种沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法。

背景技术

沥青混凝土拌合过程中，每生产100t沥青混凝土就要产生8～10t废粉，即本发明中所称的沥青混凝土拌合站回收废粉（简称沥青废粉）。这种沥青废粉，是一些颗粒很细微的粉末，大部分颗粒的粒径都≤0.075mm，毫无直接利用价值。根据不完全调查，仅武汉市及周边就有沥青拌合站20余座，每年产生的沥青废粉多达80～100万吨。全国有1000座以上沥青混凝土拌合站, 每年产生的沥青废粉多达数千万吨。多年来这些堆积如山的沥青废粉，不仅需要占压大量土地，花费大量精力和财力对它进行围挡保护；而且它还是一大污染源，刮风天粉尘飞扬，污染大气环境，下雨天随水冲流，污染农田水利，沥青废粉堆放场周围群众深受其害。因此，沥青废粉污染环境问题一直是困扰路桥施工企业的一大难题。如何将这些沥青废粉进行资源化改造，变为有利用价值的资源，是一件减少环境污染、增加经济效益、利国利民的大好事情。

然而，至目前为止，对沥青混凝土拌合站回收废粉的利用始终缺乏有效、经济的技术手段。CN106398242A的专利申请文件公开了一种利用沥青拌合站回收矿粉和废轮胎热解油及胶粉生产高性能改性沥青方法及其制品，是为数不多的报导之一，以石油沥青、废矿粉、废旧轮胎热解油、石油树脂、苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡胶为配方组分，生产改性沥青，可以代替常规沥青材料用于各等级路面。但是，该方案的配方成分多、处理成本高，不适用于普通的道路施工企业对沥青混凝土拌合站回收废粉的处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，能够将沥青混凝土拌合站回收废粉处理成道路路面基层材料。

本发明的技术方案是：

一种沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，其特征在于，包含以下步骤：

1）按质量百分比称取以下组分：PCSB固化剂2～8%、沥青废粉15～25%、细集料35～50%、粗集料25～35%，上述各组分的质量百分比之和为100%；

2）在称好的组分中加水拌合形成混合料，控制含水率为5%～10%；

3）将混合料碾压或击实成型做成预设规格，湿水养护5～10d。

进一步的，上述步骤1）中称取的各组分的质量百分比为：PCSB固化剂2.5～7.5%、沥青废粉17.5～23.5%、细集料38.5～48.5%、粗集料28.5～33.5%，上述各组分的质量百分比之和为100%。

进一步的，步骤1）中称取的各组分的质量百分比为：PCSB固化剂3.0～5.5%、沥青废粉18.5～22.5%、细集料40.5～45.5%、粗集料28.5～32.5%，上述各组分的质量百分比之和为100%。

PCSB固化剂（英文名Polymer Cement Soil Binder 的缩写）是一种含有聚合物的砂土固化剂，其基本组成以ZL201110291183.3专利公开的内容为准。PCSB固化剂与被固化材料颗粒混合后，经混合作用、聚合作用、水化作用等综合物理化学作用，形成了“膜”及“链”二种结构的胶凝物,“膜结构”包裹了被固化材料的颗粒；“链结构”拉紧颗粒之间的联系，形成连接紧密的坚固固化层。PCSB固结沥青废粉材料具有很好的稳定性，在沥青废粉中加入一定比例的PCSB、粗集料、细集料，可将成分复杂、粒度小、泥含量高、难处理的沥青废粉进行资源化处理，用作为路面基层材料，所形成的路面基层能达到甚至超过国家标准《公路路面基层施工技术细则（JTG/T F20-2015）》规定的要求，变废为宝，既减少了环境污染，又增加了经济效益，还降低了路面基层的建造成本。PCSB添加率与沥青废粉占比、集料级配及占比的关系，都直接影响到最终路面基层的抗压强度和建造成本，优化后的比例能够进一步提高路面基层的抗压强度，降低路路面基层的建造成本。

进一步的，上述回收废粉用粉碎机打碎后过15～20目筛。沥青拌合站堆放的回收废粉，存在堆放随意、堆放时间长的问题，经过粉碎后过筛，除去大块杂质，形成粒径比较均匀的原料，能够提高处理效率，保证路面基层的质量。

进一步的，上述回收废粉的含泥量＞70％。含泥量高亦是沥青废粉固化难题，尤其是含泥量≥70％的沥青废粉，改造利用价值更低，因此，将其作为原料来源，可以更有效地增加经济效益，减少环境污染。

进一步的，上述回收废粉的有机物含量≤1.0%。有机物是不利于PCSB固化剂固结的物质，回收废粉的有机物越低，处理后形成的路面基层性能越好。

进一步的，上述PCSB固化剂的水化热≤280j/g。固化剂的水化热若是越低，作为胶凝材料用于路面基层，开裂的机率很小，比中热水泥、矿渣水泥都好，不会引起温度应力造成的结构层裂纹，因为PCSB固化剂的水化热在280j/g以下，所以沥青废粉等固化后形成的路面基层性能更优异、可靠、寿命长。

进一步的，上述细集料为粒径≤5mm的石屑。

进一步的，上述粗集料为粒径5～10mm的碎石。

进一步的，从拌合出料到成型结束的时间≤4h。

本发明具有以下有益的技术效果：

1）本发明克服了沥青废粉成份复杂、颗粒粒度细、含泥量高等固化技术难题，通过适当的PCSB添加率与一定比例的废粉、细集料、粗集料参配，加水拌合，资源化利用，用作路面基层，满足道路路面基层的技术经济指标要求，既节省沥青废粉占压土地，减少了环境污染，又增加了经济效益，降低了道路路面基层的建造成本，具有显著的经济效益、社会效益、环保效益；

2）本发明优选出性价比高的涉及正交试验的因素、水平，为确定PCSB固化剂剂型与添加率、沥青废粉的类型与占比、集料级配及占比，为制配成预设规格的工艺参数提供了最佳方案；

3）本发明可降低工程造价，经济效益可观，在即满足产品各项性能指标，又保证满足高等级公路路面基层技术要求的前提下，达到了经济成本最小化，其成本远低于目前公路工程常用的水泥稳定碎石基层；而且弹性模量和整体柔韧性也得到提高，防水抗渗性强，稳定性好，能防止有害盐类对环境污染，在技术性能上远远优于水泥稳定碎石，具有很大的经济技术推广价值；经测算，与水泥稳定碎石比较，可以节省投资15～18%，一条四车道高速公路，与水泥稳定碎石相比，每公里可节省投资50余万元；

4）本发明工艺简单，所用材料易于获得，利于推广，适用于普通的路桥施工企业对沥青混凝土拌合站回收废粉的处理。

【具体实施方式】

以下结合具体实施例，对本发明做进一步描述。

以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明要求的保护范围之内。

实施例一

一种沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，按照以下步骤进行：按质量百分比，称取PCSB固化剂4.5%、沥青废粉20%、细集料45.5%、粗集料30%，加水搅拌混合，混合过程中控制含水率占混合料重量的8.0%，从搅拌混合出料到成型结束的时间≤4h，摊铺或者浇筑成预设规格，湿水养护7d，其抗压强度≥5.5MPa，满足高等级公路特重、极重交通标准路面基层强度5.0MPa～7.0MPa指标要求。

其中，所述细集料为粒径≤5mm的石屑，所述粗集料为粒径5～10mm的碎石。

所述沥青废粉采用的的武汉江夏路桥工程总公司灵山沥青混凝土拌合站所产生的废粉，有机物含量约为0.2%，含泥量＞78％，用粉碎机打碎后过18目筛，其粒度主要分布在三个粒度区间：39µm～50µm粒级占62.18％，50µm～75µm粒级占13.2％，75µm～250µm粒级占16.1%，绝大多数为微细粒级，粒度中值为41µm。

实施例二

一种沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，按照以下步骤进行：按质量百分比，称取PCSB固化剂3.5%、沥青废粉20%、细集料46.5%、粗集料30%，加水搅拌混合，混合过程中控制含水率占混合料重量的9%，从搅拌混合出料到成型结束的时间≤4h，摊铺或者浇筑成预设规格，湿水养护7d，其抗压强度≥4.0MPa，满足高等级公路特重、极重交通标准路面底基层强度3.0MPa～5.0MPa指标要求。

其中，所述细集料为粒径≤5mm的石屑，所述粗集料为粒径5～10mm的碎石。

所述收废粉采用的武汉江夏路桥工程总公司灵山沥青混凝土拌合站所产生的废粉，有机物含量约为1%，含泥量＞78％，用粉碎机打碎后过15目筛，其粒度主要分布在三个粒度区间：39µm～50µm粒级占60.55％，50µm～75µm粒级占14.61％，75µm～250µm粒级占18.4%，绝大多数为微细粒级，粒度中值为45µm。

实施例三

一种沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，按照以下步骤进行：按质量百分比，称取PCSB固化剂2.5%、沥青废粉17.5%、细集料48.5%、粗集料31.5%，加水搅拌混合，混合过程中控制含水率占混合料重量的5%，从搅拌混合出料到成型结束的时间≤4h，摊铺或者浇筑成预设规格，湿水养护7d，其抗压强度≥4.5MPa，满足高等级公路特重、极重交通标准路面底基层强度3.0MPa～5.0MPa指标要求。

其中，所述细集料为粒径≤5mm的石屑，所述粗集料为粒径5～10mm的碎石。

所述收废粉采用的武汉江夏路桥工程总公司灵山沥青混凝土拌合站所产生的灰白废粉，有机物含量约为0.2%，含泥量＞78％，用粉碎机打碎后过18目筛，其粒度主要分布在三个粒度区间：39µm～50µm粒级占60.55％，50µm～75µm粒级占14.61％，75µm～250µm粒级占18.4%，绝大多数为微细粒级，粒度中值为45µm。

实施例四

一种沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，按照以下步骤进行：按重量份数，称取PCSB固化剂7.5%、沥青废粉23.5%、细集料38.5%、粗集料30.5%，加水搅拌混合，混合过程中控制含水率占混合料重量的10%，从搅拌混合出料到成型结束的时间≤4h，摊铺或者浇筑成预设规格，湿水养护7d，其抗压强度≥6.3MPa，满足高等级公路特重、极重交通标准路面底基层强度5.0MPa～7.0MPa指标要求。

其中，所述细集料为粒径≤5mm的石屑，所述粗集料为粒径5～10mm的碎石。

所述收废粉采用的武汉江夏路桥工程总公司灵山沥青混凝土拌合站所产生的灰白废粉，有机物含量约为0.2%，含泥量＞78％，用粉碎机打碎后过18目筛，其粒度主要分布在三个粒度区间：39µm～50µm粒级占60.55％，50µm～75µm粒级占14.61％，75µm～250µm粒级占18.4%，绝大多数为微细粒级，粒度中值为45µm。

实施例五

一种沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，按照以下步骤进行：按质量百分比，称取PCSB固化剂2%、沥青废粉15%、细集料50%、粗集料33%，加水搅拌混合，混合过程中控制含水率占混合料重量的10%，从搅拌混合出料到成型结束的时间≤4h，摊铺或者浇筑成预设规格，湿水养护7d，其抗压强度≥4.0MPa，满足高等级公路特重、极重交通标准路面基层强度3.0MPa～5.0MPa指标要求。

其中，所述细集料为粒径≤5mm的石屑，所述粗集料为粒径5～10mm的碎石。

所述收废粉采用的武汉江夏路桥工程总公司灵山沥青混凝土拌合站所产生的灰白废粉，有机物含量约为0.2%，含泥量＞78％，用粉碎机打碎后过18目筛，其粒度主要分布在三个粒度区间：39µm～50µm粒级占60.55％，50µm～75µm粒级占14.61％，75µm～250µm粒级占18.4%，绝大多数为微细粒级，粒度中值为45µm。

实施例六

一种沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，按照以下步骤进行：按重量份数，称取PCSB固化剂8%、沥青废粉25%、细集料42%、粗集料25%，加水搅拌混合，混合过程中控制含水率占混合料重量的5%，从搅拌混合出料到成型结束的时间≤4h，摊铺或者浇筑成预设规格，湿水养护7d，其抗压强度≥9.6MPa，满足高等级公路特重、极重交通标准路面底基层强度5.0MPa～7.0MPa指标要求。

其中，所述细集料为粒径≤5mm的石屑，所述粗集料为粒径5～10mm的碎石。所述回收废粉采用的武汉江夏路桥工程总公司灵山沥青混凝土拌合站所产生的废粉，有机物含量约为0.2%，含泥量＞78％，用粉碎机打碎后过18目筛，其粒度主要分布在三个粒度区间：39µm～50µm粒级占60.55％，50µm～75µm粒级占14.61％，75µm～250µm粒级占18.4%，绝大多数为微细粒级，粒度中值为45µm。

Claims (10)

1.一种沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，其特征在于，包含以下步骤：

1）按质量百分比称取以下组分：PCSB固化剂2～8%、沥青废粉15～25%、细集料35～50%、粗集料25～35%，上述各组分的质量百分比之和为100%；

2）在称好的组分中加水拌合形成混合料，控制含水率为5%～10%；

3）将混合料碾压或击实成型做成预设规格，湿水养护5～10d。

2.根据权利要求1所述的沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤1）中称取的各组分的质量百分比为：PCSB固化剂2.5～7.5%、沥青废粉17.5～23.5%、细集料38.5～48.5%、粗集料28.5～33.5%，上述各组分的质量百分比之和为100%。

3.根据权利要求1所述的沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，其特征在于，所述步骤1）中称取的各组分的质量百分比为：PCSB固化剂3.0～5.5%、沥青废粉18.5～22.5%、细集料40.5～45.5%、粗集料28.5～32.5%，上述各组分的质量百分比之和为100%。

4.根据权利要求1～3任一项所述的沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，其特征在于，所述回收废粉用粉碎机打碎后过15～20目筛。

5.根据权利要求4所述的沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，其特征在于，所述回收废粉的含泥量＞70％。

6.根据权利要求4所述的沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，其特征在于，所述回收废粉的有机物含量≤1.0%。

7.根据权利要求1～3任一项所述的沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，其特征在于，所述PCSB固化剂的水化热≤280j/g。

8.根据权利要求1～3任一项所述的沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，其特征在于，所述细集料为粒径≤5mm的石屑。

9.根据权利要求1～3任一项所述的沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，其特征在于，所述粗集料为粒径5mm～10mm的碎石。

10.根据权利要求1～3任一项所述的沥青混凝土拌合站回收废粉的资源化处理方法，其特征在于，从拌合出料到成型结束的时间≤4h。