CN110105032A - 一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料及其使用方法，属于建筑材料技术领域，该路面材料包括基层材料和面层材料，基层材料按质量份计，包括粒径为5‑10mm的铁尾矿75‑81份、高炉矿渣12‑18份、碱激发剂3‑6份、水2‑4份；面层材料按质量份计，包括粒径为0.3‑0.6mm或0.6‑1.18mm的铁尾矿85‑92份、环氧树脂3‑6份、聚酰胺1.8‑3.6份，颜料0.5‑1份。利用本发明中的路面材料制作路面，既可以循环利用工业废弃物，节约天然资源，又可以缓解城市“热岛效应”，保护生态环境，具有很好的经济效益、社会效益和生态效益。

Description

一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料及其使用方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料及其使用方法。
背景技术
我国城市化建设的快速发展导致城市几乎全部被建筑物和硬质路面所覆盖，土壤很难与空气进行热量与水分交换，无法对地表温度和湿度进行调节，加剧了城市“热岛效应”。近年来“海绵城市”建设理念应运而生。海绵城市是指城市能够像海绵一样，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。透水混凝土正是符合“海绵城市”理念的一种重要的绿色建筑材料，一方面，能够增加城市可透水、透气面积，降低地表温度，有利于缓解城市“热岛现象”，还能吸声降噪；另一方面，可以有效地解决水质污染，水生物栖息地丧失等多种水生态问题。
同时随着工业化的发展，铁尾矿、矿渣等工业废弃物主要是运往远郊荒地露天堆放，或者挖坑填埋，这种处理方式比较粗放。一方面，未经处理的建筑垃圾不仅占用大量土地资源，而且会损害周围的土壤环境，严重污染地下水和大气等生态环境；另一方面，在自然资源日益匿乏的今天工业废弃物不能得到有效的利用，这是对资源的极大浪费。目前我国的工业废弃物再生利用率很低，远低于其他发达国家。因此循环利用工业废弃物，是保护生态环境，走可持续发展道路的重要途径之一。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料；目的之二在于提供一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料的使用方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料，所述路面材料包括基层材料和面层材料；所述基层材料按质量份计，包括如下组分：粒径为5-10mm的铁尾矿75-81份、高炉矿渣12-18份、碱激发剂3-6份、水2-4份；所述面层材料按质量份计，包括如下组分：粒径为0.3-0.6mm或0.6-1.18mm的铁尾矿85-92份、环氧树脂3-6份、聚酰胺1.8-3.6份，颜料0.5-1份。
优选的，所述高炉矿渣的比表面积为350-550m2/kg，密度为2.90-2.95g/cm3，碱度系数M0＝0.90-1.05。
优选的，所述碱激发剂为水玻璃、氢氧化钠或碳酸钠中的一种。
优选的，所述水玻璃的模数为1.2-1.5，水玻璃中的Na2O当量占所述高炉矿渣质量的4-6％。
2、所述的一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料的使用方法，所述方法如下：
(1)整平道路，将高炉矿渣、碱激发剂和水搅拌均匀，加入粒径为5-10mm的铁尾矿，再次搅拌均匀获得基层材料，将所述基层材料均匀布料于模板中，表面振压平后形成透水混凝土基层；
(2)将粒径为0.3-0.6mm或0.6-1.18mm的铁尾矿、环氧树脂和颜料搅拌均匀，加入聚酰胺，再次搅拌均匀获得面层材料，待步骤(1)中形成的透水混凝土基层凝结前将所述面层材料摊铺于所述透水混凝土基层上形成透水混凝土面层，表面振压平后，经养护即可。
优选的，步骤(1)中，所述透水混凝土基层的厚度为80-200mm。
优选的，步骤(2)中，所述透水混凝土面层的厚度为30-50mm。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料及其使用方法，本发明利用铁尾矿作为集料，并利用环保低能耗的碱激发矿渣作为胶凝材料制备透水混凝土，可以大量利用铁尾矿和矿渣，提高工业废弃物的利用率，保护环境。使用本发明路面材料制作的路面，包括透水混凝土基层和透水混凝土面层两层结构，其中，透水混凝土面层采用单粒径的细集料，既可以防止外界物质堵塞孔隙，又具有很好的透水性能；透水混凝土基层采用碱激发矿渣作为胶凝材料，比普通硅酸盐水泥具有更高的强度，可以广泛应用于停车场，公园等。利用本发明中的路面材料制作路面，既可以循环利用工业废弃物，节约天然资源，又可以缓解城市“热岛效应”，保护生态环境，具有很好的经济效益、社会效益和生态效益。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料，该路面材料包括基层材料和面层材料，其中基层材料按质量份计，包括如下组分：粒径为5-10mm的铁尾矿78份、高炉矿渣15份、水玻璃5份、水3份，其中高炉矿渣的表面积为450m2/kg，密度为2.92g/cm3，碱度系数M0＝0.93，水玻璃的模数为1.5，水玻璃中的Na2O当量占高炉矿渣质量的6％；面层材料按质量份计，包括如下组分：粒径为0.3-0.6mm的铁尾矿91份、环氧树脂5份、聚酰胺3份，颜料0.8份。
使用上述路面材料按如下方法制作路面：
(1)整平道路，将高炉矿渣、碱激发剂和水搅拌均匀，加入粒径为5-10mm的铁尾矿，再次搅拌均匀获得基层材料，将该基层材料均匀布料于模板中，表面振压平后形成厚度为100mm的透水混凝土基层；
(2)将粒径为0.3-0.6mm的铁尾矿、环氧树脂和颜料搅拌均匀，加入聚酰胺，再次搅拌均匀获得面层材料，待步骤(1)中形成的透水混凝土基层凝结前将该面层材料摊铺于透水混凝土基层上形成厚度为40mm的透水混凝土面层，表面振压平后，养护28天即可。
养护期间进行测试，测试结果如下，养护7天后，所制得的透水混凝土面层孔隙率为18.76％，透水系数为0.5mm/s，抗压强度为11Mpa；养护28天后，所制得的透水混凝土基层孔隙率为20.77％，透水系数为6.5mm/s，抗压强度为36.3Mpa。
实施例2
与实施例1的区别在于，步骤(2)中，采用粒径为0.6-1.18mm的铁尾矿，养护期间进行测试，测试结果如下，养护7天后，所制得的透水混凝土面层孔隙率为21.57％，透水系数为0.75mm/s，抗压强度为8Mpa。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料，其特征在于，所述路面材料包括基层材料和面层材料；所述基层材料按质量份计，包括如下组分：粒径为5-10mm的铁尾矿75-81份、高炉矿渣12-18份、碱激发剂3-6份、水2-4份；所述面层材料按质量份计，包括如下组分：粒径为0.3-0.6mm或0.6-1.18mm的铁尾矿85-92份、环氧树脂3-6份、聚酰胺1.8-3.6份，颜料0.5-1份。
2.如权利要求1所述的一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料，其特征在于，所述高炉矿渣的比表面积为350-550m2/kg，密度为2.90-2.95g/cm3，碱度系数M0＝0.90-1.05。
3.如权利要求1所述的一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料，其特征在于，所述碱激发剂为水玻璃、氢氧化钠或碳酸钠中的一种。
4.如权利要求3所述的一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料，其特征在于，所述水玻璃的模数为1.2-1.5，水玻璃中的Na2O当量占所述高炉矿渣质量的4-6％。
5.权利要求1-4任一项所述的一种铁尾矿集料透水混凝土路面材料的使用方法，其特征在于，所述方法如下：
(1)整平道路，将高炉矿渣、碱激发剂和水搅拌均匀，加入粒径为5-10mm的铁尾矿，再次搅拌均匀获得基层材料，将所述基层材料均匀布料于模板中，表面振压平后形成透水混凝土基层；
(2)将粒径为0.3-0.6mm或0.6-1.18mm的铁尾矿、环氧树脂和颜料搅拌均匀，加入聚酰胺，再次搅拌均匀获得面层材料，待步骤(1)中形成的透水混凝土基层凝结前将所述面层材料摊铺于所述透水混凝土基层上形成透水混凝土面层，表面振压平后，经养护即可。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述透水混凝土基层的厚度为80-200mm。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述透水混凝土面层的厚度为30-50mm。
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