CN110158397A - 一种煤矸石透水地面及生产施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤矸石透水地面及生产施工方法，所述透水地面从上至下依次包括煤矸石混凝土透水面层、煤矸石混凝土基层、煤矸石砂垫层、煤矸石碎石垫层和粘土层，所述煤矸石混凝土透水面层和煤矸石混凝土基层的组分的重量百分比配比为75‑88%，胶凝材料11‑24%，水泥增强剂0.1‑0.6%，亲水材料0‑1%。与现有技术相比，本发明首次采用煅烧煤矸石作为透水层和基层骨料，利用煅烧煤矸石本身具有的微孔结构，显著提高透水地面的透水率；煤矸石作为一种煤矿固废物，被用于生产透水地面，既可减少其带来的环境污染问题和土地资源占用问题，又可扩大其的资源化利用空间，具有显著的社会效益和经济效益。

Description

一种煤矸石透水地面及生产施工方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种煤矸石透水地面及生产施工方法。
背景技术
现代城市的地表多被钢筋混凝土的房屋建筑和不透水的路面所覆盖，与自然的土壤相比，普通的混凝土路面缺乏呼吸、吸收热量和渗透雨水的能力，在雨天容易造成路面积水，影响公众出行的安全性以及舒适性，同时，雨水渗入地表受阻的话容易造成城市地下水位偏低，影响植被生长，加重城市热岛效应。
透水地面是为了解决这一问题而生产的一种创造性材料，透水地面能够使雨水迅速渗入地表，有效地补充地下水，缓解城市热岛效应，保护城市自然水系不受破坏，具有很强的环保价值。同时，它解决了普通路面容易积水的问题，提高公众出行的安全性和舒适性，对于改善人居环境也具有重要意义。
透水地面是将骨料碎石、胶结料、水泥和水等经过均匀搅拌后摊铺成的路面结构，但是，现有的透水地面的骨料本身不具备透水性，经常需要添加木屑、煤粉或者木炭粉这类的成孔剂来增强透水率，但是，此类成孔剂材料的添加会降低路面整体的抗压性，影响路面寿命，加大路面维护成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有透水地面存在的不足，提供一种煤矸石透水地面及相关的生产施工方法，本发明中创造性地采用煅烧煤矸石作为骨料，通过利用其自身具有的多微孔性可显著提升透水路面的透水率。
本发明所采用的技术方案是：一种煤矸石透水地面，从上至下依次包括煤矸石混凝土透水面层、煤矸石混凝土基层、煤矸石砂垫层、煤矸石碎石垫层和粘土层，在煤矸石混凝土基层底部铺设纵横排水槽，所述煤矸石混凝土透水面层和煤矸石混凝土基层的组分的重量百分比配比为：煅烧煤矸石骨料75-88%，胶凝材料11-24%，水泥增强剂0.1-0.6%，亲水材料0-1%。
进一步地，所述煤矸石混凝土透水面层中煅烧煤矸石骨料的粒径大小为2-4mm，所述煤矸石混凝土基层中煅烧煤矸石骨料的粒径大小为3-6 mm。
进一步地，所述煅烧煤矸石骨料的制备步骤为：
1）煤矸石的破碎：将未煅烧的煤矸石利用双级破碎机进行破碎；
2）分级:将破碎的煤矸石经过滚筒筛进行分级，分级后将粒径符合要求的煤矸石颗粒留用；
3）煅烧：将分级后的煤矸石投入煅烧炉进行煅烧，煅烧温度为600-1200℃；
4）冷却入仓：将煅烧后的煤矸石冷却后放入仓中待用。
进一步地，所述胶凝材料可为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等。
进一步地，所述亲水材料为硅藻土。
进一步地，所述纵横排水槽为半圆孔槽。
进一步地，所述的一种煤矸石透水地面的生产施工方法其特征在于，具体包括如下施工步骤：
1）煅烧煤矸石骨料的制备：首先将未煅烧的煤矸石利用双级破碎机进行破碎；接着将破碎的煤矸石经过滚筒筛进行分级；将分级后的煤矸石投入煅烧炉进行煅烧，煅烧温度为600-1200℃； 最后将煅烧后的煤矸石冷却后放入仓中待用；
2）煤矸石碎石垫层铺设：根据设计厚度在粘土层上铺设煤矸石碎石，铺设要求均匀平整密实；
3）煤矸石砂垫层的铺设：根据设计厚度在煤矸石碎石垫层上铺设煤矸石砂，铺设要求均匀平整密实；
4）煤矸石混凝土基层的铺设：根据设计要求按照配比及颗粒级配对煤矸石混凝土基层材料进行混合搅拌，然后均匀密实地铺在煤矸石砂垫层上，在铺设过程中在煤矸石混凝土基层底部增设纵横排水槽；
2）煤矸石混凝土透水面层铺设：根据设计要求按照配比及颗粒级配对煤矸石混凝土透水面层材料进行混合搅拌，然后均匀密实地铺在煤矸石混凝土基层上。
本发明的有益效果为：
本发明公开一种煤矸石透水地面及生产施工方法，首次采用煅烧煤矸石作为透水面层和基层骨料，与现有技术中公开的透水地面骨料相比，煅烧煤矸石本身具有微孔结构，可显著提高透水地面的透水率；利用本身具有微孔结构的材料作为骨料，可避免通过在原料中添加成孔剂来确保透水率，保证了透水地面的结构强度；同时，本发明所用的煅烧煤矸石为煤矿固废物，利用该物质生产透水地面，既可减少煤矸石带来的环境污染问题和土地资源占用问题，又可扩大煤矸石固废物的资源化利用空间，具有显著的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明公开的煤矸石透水地面的结构示意图；
其中，1-煤矸石混凝土透水面层、2-煤矸石混凝土基层、3-煤矸石砂垫层、4-煤矸石碎石垫层、5-粘土层、6-纵横排水槽。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
一种煤矸石透水地面，从上至下依次包括矸石混凝土透水面层1、煤矸石混凝土基层2、煤矸石砂垫层3、煤矸石碎石垫层4和粘土层5，在煤矸石混凝土基层2底部铺设纵横排水槽6，该透水地面的具体生产施工方法为：
1）煅烧煤矸石骨料的制备：
（1）煤矸石的破碎：将未煅烧的煤矸石利用双级破碎机进行破碎；
（2）分级:将破碎的煤矸石经过滚筒筛进行分级，分级后粒径为2-4 mm的煤矸石颗粒以及粒径为3-6 mm的煤矸石颗粒分批留用；
（3）煅烧：将分级后的煤矸石投入煅烧炉进行煅烧，煅烧温度为600-1200℃；
（4）冷却入仓：将煅烧后的煤矸石冷却后放入仓中待用。
煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废物，是在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低且比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石，煤矸石作为一种煤炭废料，通常被弃置不用，弃置的煤矸石不仅占用了大片土地，且其中的硫化物一旦逸出或浸出还会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃引发火灾，或在雨季崩塌，淤塞河道造成灾害。目前，中国积存的煤矸石已达10亿吨以上，且每年还将陆续排出1亿吨煤矸石。本发明以煤矸石作为透水地面的骨料来源，既可减少煤矸石带来的环境污染问题和土地资源占用问题，又可扩大煤矸石固废物的资源化利用空间，具有显著的社会效益和经济效益
2）煤矸石碎石垫层铺设：根据设计厚度在粘土层上铺设煤矸石碎石，铺设要求均匀平整密实；
3）煤矸石砂垫层的铺设：根据设计厚度在煤矸石碎石垫层上铺设煤矸石砂，铺设要求均匀平整密实；
4）煤矸石混凝土基层的铺设：根据设计要求按照配比（80%的煅烧煤矸石骨料、19.8%的普通硅酸盐水泥以及0.2%的水泥增强剂）及颗粒级配对煤矸石混凝土基层材料进行混合搅拌，然后均匀密实地铺在煤矸石砂过渡层上，在铺设过程中在煤矸石混凝土基层底部增设纵横排水槽；
5）煤矸石混凝土透水面层铺设：根据设计要求按照配比（80%的煅烧煤矸石骨料、19.8%的普通硅酸盐水泥以及0.2%水泥增强剂）及颗粒级配对煤矸石混凝土透水面层材料进行混合搅拌，然后均匀密实地铺在煤矸石混凝土基层上；
本发明公开的煤矸石透水地面共有五层基础结构，其中四层结构中均用到了煤矸石相关材料，明显扩大了煤矸石固废物的资源化利用空间，可减少煤矸石带来的环境污染问题和土地资源占用问题，具有显著的社会效益和经济效益。另外，透水层和基层中所用的煤矸石骨料为煅烧煤矸石，煅烧煤矸石相比于未煅烧的煤矸石而言所具有的特点是其自身具有微孔结构，利用该微孔结构可加强路面透水效果，显著提高地面透水率，解决城市路面积水问题且起到缓解热岛效应的作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。但是以上所述仅为本发明的具体实施例，本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式均应涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种煤矸石透水地面，其特征在于，从上至下依次包括煤矸石混凝土透水面层（1）、煤矸石混凝土基层（2）、煤矸石砂垫层（3）、煤矸石碎石垫层（4）、和粘土层（5），在煤矸石混凝土基层（2）底部铺设纵横排水槽（6），所述煤矸石混凝土透水面层（1）和煤矸石混凝土基层（2）的组分的重量百分比配比为：煅烧煤矸石骨料75-88%，胶凝材料11-24%，水泥增强剂0.1-0.6%和亲水材料0-1%。
2.如权利要求1所述的一种煤矸石透水地面，其特征在于，所述煤矸石混凝土透水面层（1）中煅烧煤矸石骨料的粒径大小为2-4 mm，所述煤矸石混凝土基层（2）中煅烧煤矸石骨料的粒径大小为3-6 mm。
3.如权利要求1所述的一种煤矸石透水地面，其特征在于，所述煅烧煤矸石骨料的制备步骤为：
1）煤矸石的破碎：将未煅烧的煤矸石利用双级破碎机进行破碎；
2）分级:将破碎的煤矸石经过滚筒筛进行分级，分级后将粒径符合要求的煤矸石颗粒留用；
3）煅烧：将分级后的煤矸石投入煅烧炉进行煅烧，煅烧温度为600-1200℃；
4）冷却入仓：将煅烧后的煤矸石冷却后放入仓中待用。
4.如权利要求1所述的一种煤矸石透水地面，其特征在于，所述胶凝材料的选择范围包括普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。
5.如权利要求1所述的一种煤矸石透水地面，其特征在于，所述亲水材料为硅藻土。
6.如权利要求1所述的一种煤矸石透水地面，其特征在于：所述纵横排水槽（6）为半圆孔槽。
7.如权利要求1-6中任一项所述的一种煤矸石透水地面的生产施工方法，其特征在于，具体包括如下施工步骤：
1）煅烧煤矸石骨料的制备：首先将未煅烧的煤矸石利用双级破碎机进行破碎；接着将破碎的煤矸石经过滚筒筛进行分级，分级后粒径为2-10 mm的煤矸石颗粒留用；将分级后的煤矸石投入煅烧炉进行煅烧，煅烧温度为600-1200℃； 最后将煅烧后的煤矸石冷却后放入仓中待用；
2）煤矸石碎石垫层铺设：根据设计厚度在粘土层上铺设煤矸石碎石，铺设要求均匀平整密实；
3）煤矸石砂垫层的铺设：根据设计厚度在煤矸石碎石垫层上铺设煤矸石砂，铺设要求均匀平整密实；
4）煤矸石混凝土基层的铺设：根据设计要求按照配比及颗粒级配对煤矸石混凝土基层材料进行混合搅拌，然后均匀密实地铺在煤矸石砂垫层上，在铺设过程中在煤矸石混凝土基层底部增设纵横排水槽；
5）煤矸石混凝土透水面层铺设：根据设计要求按照配比及颗粒级配对煤矸石混凝土透水面层材料进行混合搅拌，然后均匀密实地铺在煤矸石混凝土基层上。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190823

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