CN110272226A - 一种环保型熔融固化体沥青混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型熔融固化体沥青混凝土，包含粗集料、细集料、熔融固化体和沥青，其中，粗集料质量比为50‑65%，细集料质量比为9‑32%，熔融固化体质量比为13‑26%，沥青的用量为粗集料用量的5.5%‑6.2%。将高温熔融得到的熔融固化体经过水淬得到熔融固化体颗粒；将得到的熔融固化体颗粒与粗集料和细集料按比例进行混合，混合比例为粗集料质量比为50‑65%，细集料质量比为9‑32%，熔融固化体质量比为13‑26%；继续添加沥青，沥青的用量为粗集料用量的5.5%‑6.2%；将上述材料混合均匀得到沥青混凝土。本发明减少自然资源的使用，降低了沥青混凝土的成本，同时也为固体废物的资源化利用寻找出路。

Description

一种环保型熔融固化体沥青混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种沥青混凝土及其制备方法，特别是一种环保型熔融固化体沥青混凝土及其制备方法。
背景技术
固体废物的处置问题威胁着当今社会的发展，是工业发展伴生的一颗毒瘤。虽然如钢渣、再生骨料、脱硫石膏等工业、生活固废目前在建筑领域得到了很好的利用，国家专门出台了国家标准指导其应用。但是，工业上产生的危险废物的处置仍旧是一个很大的难题，塑料袋等有机物也缺乏有效的处置措施，含有重金属的固体废物不能随意抛掷，否则重金属会下渗到土壤和地下水中，污染环境。目前每年危险废物、固体废物的产生量逐年递增，填埋场的库容资源稀缺，选址要求苛刻，急需新技术来破解，国内填埋场地的吃紧，如何将这些废物无害化处理、资源化利用已成为当今社会必须面临的问题。
熔融处理技术是一种具有防止污染、使危险废物减容且资源化利用的技术，是将固体废物（尤其是生活垃圾焚烧飞灰、危废焚烧底渣等危险废物）采用等离子体熔融、气化熔融等方式使物体在高温下（1400℃以上）熔融，使物质经过熔融后形成玻璃态。其主体结构是由[SiO4]四面体构成的“长程无序、短程有序”的网状结构，能够封包留存的重金属，从而使重金属不易浸出，经千年而不毁。而目前常用的固化/稳定化填埋、水泥窑协同等危险废物处置措施虽然也能固化有害物质，但在十数年、数十年后，固化稳定化使用的螯合剂、水泥混凝土寿命到期后，仍然需要面对重金属浸出风险。因此，熔融技术具有先进性，是今后技术发展的趋势。
目前国内很多企业都在从事危险废物熔融处理新技术工艺、新工艺的研发，但是目前尚无相关熔融固化体产品标准支撑，也无熔融固化体产品的资源化利用工程应用案例。随着这些熔融生产线的投产，在未来如何将熔融产物进行资源化利用是需要面临的切实难题。本发明率先对熔融产物的利用进行研究并提出了切实可行的应用技术方案。另一方面，由于环保政策收紧，限制开山采石和盗挖河沙，华东等地区天然砂、石集料的来源受限，价格水涨船高。将熔融固化体替代天然集料，具有很好的实用性和积极意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种环保型熔融固化体沥青混凝土及其制备方法，解决熔融固体废物的资源化利用问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种环保型熔融固化体沥青混凝土，其特征在于：包含粗集料、熔融固化体和沥青，其中粗集料质量比为50-65%，熔融固化体质量比为35-50%，沥青的用量为粗集料用量的5.5%-6.2%。
一种环保型熔融固化体沥青混凝土，其特征在于：包含粗集料、细集料、熔融固化体和沥青，其中，粗集料质量比为50-65%，细集料质量比为9-32%，熔融固化体质量比为13-26%，沥青的用量为粗集料用量的5.5%-6.2%。
进一步地，所述熔融固化体的玻璃体含量大于90%，游离氧化钙含量小于3%。
进一步地，所述熔融固化体最大粒径小于16mm，其中粒径小于4.75mm的熔融固化体的占比大于50%，粒径小于0.075mm的熔融固化体占比10-40%。
进一步地，所述粗集料颗粒大于4.75mm，细集料颗粒小于4.75mm。
一种环保型熔融固化体沥青混凝土的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：将高温熔融得到的熔融固化体经过水淬得到熔融固化体颗粒；
步骤二： 将步骤一得到的熔融固化体颗粒与粗集料按比例进行混合，混合比例为粗集料质量比为50-65%，熔融固化体质量比为35-50%；
步骤三：继续添加沥青，沥青的用量为粗集料用量的5.5%-6.2%；
步骤四：将上述材料混合均匀得到沥青混凝土。
一种环保型熔融固化体沥青混凝土的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：将高温熔融得到的熔融固化体经过水淬得到熔融固化体颗粒；
步骤二： 将步骤一得到的熔融固化体颗粒与粗集料和细集料按比例进行混合，混合比例为粗集料质量比为50-65%，细集料质量比为9-32%，熔融固化体质量比为13-26%；
步骤三：继续添加沥青，沥青的用量为粗集料用量的5.5%-6.2%；
步骤四：将上述材料混合均匀得到沥青混凝土。
进一步地，所述步骤一中的熔融固化体颗粒在饱和石灰水中浸泡1-2天。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明提供了一种环保型熔融固化体沥青混凝土及其制备方法，减少自然资源的使用，降低了沥青混凝土的成本，同时也为固体废物的资源化利用寻找出路。
附图说明
图1是本发明的一种环保型熔融固化体沥青混凝土的实施例的测试结果表格。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：
本发明的一种环保型熔融固化体沥青混凝土，包含粗集料、熔融固化体和沥青，其中粗集料质量比为50-65%，熔融固化体质量比为35-50%，沥青的用量为粗集料用量的5.5%-6.2%。熔融固化体的玻璃体含量大于90%，游离氧化钙含量小于3%。熔融固化体最大粒径小于16mm，其中粒径小于4.75mm的熔融固化体的占比大于50%，粒径小于0.075mm的熔融固化体占比10-40%。
一种环保型熔融固化体沥青混凝土的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：将高温熔融得到的熔融固化体经过水淬得到熔融固化体颗粒；
步骤二： 将步骤一得到的熔融固化体颗粒与粗集料按比例进行混合，混合比例为粗集料质量比为50-65%，熔融固化体质量比为35-50%；
步骤三：继续添加沥青，沥青的用量为粗集料用量的5.5%-6.2%；
步骤四：将上述材料混合均匀得到沥青混凝土。
实施例2：
一种环保型熔融固化体沥青混凝土，其特征在于：包含粗集料、细集料、熔融固化体和沥青，其中，粗集料质量比为50-65%，细集料质量比为9-32%，熔融固化体质量比为13-26%，沥青的用量为粗集料用量的5.5%-6.2%。熔融固化体的玻璃体含量大于90%，游离氧化钙含量小于3%。熔融固化体最大粒径小于16mm，其中粒径小于4.75mm的熔融固化体的占比大于50%，粒径小于0.075mm的熔融固化体占比10-40%。粗集料颗粒大于4.75mm，细集料颗粒小于4.75mm。
一种环保型熔融固化体沥青混凝土的制备方法，包含以下步骤：
步骤一：将高温熔融得到的熔融固化体经过水淬得到熔融固化体颗粒，并将熔融固化体颗粒在饱和石灰水中浸泡1-2天；
步骤二： 将步骤一得到的熔融固化体颗粒与粗集料按比例进行混合，混合比例为粗集料质量比为50-65%，熔融固化体质量比为35-50%；
步骤三：继续添加沥青，沥青的用量为粗集料用量的5.5%-6.2%；
步骤四：将上述材料混合均匀得到沥青混凝土。
一种环保型熔融固化体沥青混凝土的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：将高温熔融得到的熔融固化体经过水淬得到熔融固化体颗粒，并将熔融固化体颗粒在饱和石灰水中浸泡1-2天；
步骤二： 将步骤一得到的熔融固化体颗粒与粗集料和细集料按比例进行混合，混合比例为粗集料质量比为50-65%，细集料质量比为9-32%，熔融固化体质量比为13-26%；
步骤三：继续添加沥青，沥青的用量为粗集料用量的5.5%-6.2%；
步骤四：将上述材料混合均匀得到沥青混凝土。
本发明的熔融固化体是生活垃圾焚烧飞灰、危废焚烧底渣、有机废物、含重金属的污泥等危险废物、固体废物干燥破碎后，按一定比例添加石英砂等辅料混合均匀后得到混合物，将混合物采用高温熔融的方式进行处理，经水淬冷却后得到的熔融产物。熔融处理将固体废物中的部分有机物热解、重金属固化进熔融产物（熔融固化体）中，使重金属不易溶出。
熔融固化体玻璃体含量较高（90%以上），有辅助胶凝的作用，可替代矿粉制备沥青混凝土。同时，水淬的熔融固化体颗粒较细，不需要再加工可直接用于沥青混凝土，替代全部矿粉和部分细集料，减少对细砂、石屑等细集料的需求。
由于是高温熔融产物，熔融固化体中很有很大比例的玻璃体，具有很好的活性，是一种很好的掺合料，有辅助胶凝的作用，成分上与矿粉近似，可以替代沥青混凝土中的矿粉。同时，可以替代部分细集料，作为有一定活性的细集料，能更好地与沥青结合，提高沥青混凝土的性能。
本发明并未使用矿粉、水泥等粉体材料。目前工程应用中，沥青混凝土中需要加入一定量的矿粉。矿粉在沥青混合料中主要是起到填充的作用，同时能与沥青形成沥青胶浆，能提高沥青混凝土的强度和稳定性等性能。矿粉的价格较贵，用熔融固化体替代，能降低沥青混凝土的材料成本。且使用熔融固化体替代矿粉制备的沥青混凝土，在性能上还能提高。
熔融固化体作为水淬颗粒，形貌上有一定的棱角、且颗粒表面孔隙较多，因此能更好的与沥青结合，进而可以提高沥青混凝土的性能。同时，不使用粉体材料可以降低搅拌站的负担，避免设置粉体筒仓。
将熔融固化体浸泡在饱和氢氧化钙溶液中1-2天，能提高集料的性能，进而提高沥青混凝土的强度等性能。将熔融固化体浸泡在饱和氢氧化钙溶液中，使熔融固化体在碱性条件下激发了潜在的水硬活性，一方面提高了骨料的硬度等集料性能；另一方面水硬活性也就是胶粘性，使沥青混凝土各组分能更紧密的结合，从两方面提高沥青混凝土性能。
下面通过具体的检测参数对本发明做进一步的说明。
采用的沥青为符合JTG F 40规定的SBS改性沥青。熔融固化体为生活垃圾焚烧飞灰经等离子体工艺熔融后，经水淬获得的颗粒。测试结果如图1表格所示。
表格中，实施例1-4中的熔融固化体在饱和石灰水中浸泡了1天，而实施例5的未浸泡。从实施例1和5的对比可以看出，经过浸泡后的熔融固化体对沥青混凝土的强度等性能有促进作用。生产沥青混凝土时，将熔融固化体提前在饱和石灰水中浸泡1天后取出，然后根据配合比与粗集料、细集料、沥青等混合，生产方法与普通沥青混凝土生产工艺相同。从实施例中可以看出，熔融固化体完全可以替代矿粉和部分细砂用于沥青混凝土，使用熔融固化体作为集料的沥青混凝土性能符合道路工程的要求。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种环保型熔融固化体沥青混凝土，其特征在于：包含粗集料、熔融固化体和沥青，其中粗集料质量比为50-65%，熔融固化体质量比为35-50%，沥青的用量为粗集料用量的5.5%-6.2%。
2.一种环保型熔融固化体沥青混凝土，其特征在于：包含粗集料、细集料、熔融固化体和沥青，其中，粗集料质量比为50-65%，细集料质量比为9-32%，熔融固化体质量比为13-26%，沥青的用量为粗集料用量的5.5%-6.2%。
3.按照权利要求1或2所述的一种环保型熔融固化体沥青混凝土，其特征在于：所述熔融固化体的玻璃体含量大于90%，游离氧化钙含量小于3%。
4.按照权利要求1或2所述的一种环保型熔融固化体沥青混凝土，其特征在于：所述熔融固化体最大粒径小于16mm，其中粒径小于4.75mm的熔融固化体的占比大于50%，粒径小于0.075mm的熔融固化体占比10-40%。
5.按照权利要求2所述的一种环保型熔融固化体沥青混凝土，其特征在于：所述粗集料颗粒大于4.75mm，细集料颗粒小于4.75mm。
6.一种环保型熔融固化体沥青混凝土的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：将高温熔融得到的熔融固化体经过水淬得到熔融固化体颗粒；
步骤二： 将步骤一得到的熔融固化体颗粒与粗集料按比例进行混合，混合比例为粗集料质量比为50-65%，熔融固化体质量比为35-50%；
步骤三：继续添加沥青，沥青的用量为粗集料用量的5.5%-6.2%；
步骤四：将上述材料混合均匀得到沥青混凝土。
7.一种环保型熔融固化体沥青混凝土的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：将高温熔融得到的熔融固化体经过水淬得到熔融固化体颗粒；
步骤二： 将步骤一得到的熔融固化体颗粒与粗集料和细集料按比例进行混合，混合比例为粗集料质量比为50-65%，细集料质量比为9-32%，熔融固化体质量比为13-26%；
步骤三：继续添加沥青，沥青的用量为粗集料用量的5.5%-6.2%；
步骤四：将上述材料混合均匀得到沥青混凝土。
8.按照权利要求6或7所述的一种环保型熔融固化体沥青混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的熔融固化体颗粒在饱和石灰水中浸泡1-2天。
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PB01 Publication
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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
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