CN111018472A - 一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料，由下列质量百分比物质构成：固体废弃物10%—25%、粉煤灰5.8%—13.5%、废石膏3.5%—8.5%、钢渣粉6%—12%、碱激发剂4.5%—10.5%、硅溶胶3.5%—5.5%、防水剂2.5%—6.5%、纤维3.5%—10.5%、减水剂1.3%—5.6%、改性剂1.5%—2.6%、补强剂3%—6.1%，余量为赤泥。其施工方法包括基坑预制，物料初步混合，制备基液及铺设作业等四个步骤。本发明一方面原料获取便捷，原料成本低廉在满足道路路基施工作业的同时，极大的提高了对建筑垃圾、赤泥、粉煤灰、废矿渣等固体废弃物综合利用率，在降低路基材料使用成本的同时，也极大的降低了施工难度；另一方本发明路基材料结构强度大、抗冲击、防水抗浸泡能力强，从而极大的提高了道路施工质量和道路使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料及施工方法，属建筑材料技术领域。
背景技术
当前在进行道路建设中，为了提高道路承载能力，均需要在路基基坑中铺设路基材料，当前所使用的路基材料往往为三七灰土、混凝土及建筑垃圾再生材料为主，虽然可以满足使用的需要，但一方面材料成本相对较高，施工难度大，导致施工成本高、施工效率低下的弊端，另一方面当前的路基材料自身结构强度、抗湿防渗能力也相对较差，极易因地下水、地表水浸透、侵泡而导致路基材料结构强度下降，从而导致道路整体承载能力不足，严重影响了道路使用寿命和质量。
因此针对这一现状，迫切需要一种全新的路基材料及相应的施工工艺，以满足实际使用的需要。
发明内容
本发明目的就在于克服上述不足，提供一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料及施工方法。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：
一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料，由下列质量百分比物质构成：固体废弃物10%—25%、粉煤灰5.8%—13.5%、废石膏3.5%—8.5%、钢渣粉6%—12%、碱激发剂4.5%—10.5%、硅溶胶3.5%—5.5%、防水剂0.2%—0.65%、纤维1.0%—5%、减水剂0.3%—2.0%、改性剂0.01%—0.1%、补强剂0.1%—0.3%，余量为赤泥。
进一步的，所述固体废弃物为建筑垃圾、废矿石、矿渣中的任意一种或几种以任意比例混合使用。
进一步的，所述固体废弃物粒径为1—30毫米；所述的粉煤灰、废石膏及钢渣粉粒径为0.01—1毫米。
进一步的，所述的碱激发剂为生石灰、熟石灰、硅酸钠中任意一种及生石灰、熟石灰分别与硅酸钠以任意比例混合中的任意一种。
进一步的，所述的防水剂为甲基硅酸钠及甲基硅酸钾中的任意一种；减水剂为聚次甲基萘磺酸钠、聚次甲基蒽磺酸钠及聚氧茚树脂磺酸钠中的任意一种；改性剂为聚丙烯酰胺；补强剂为可溶性胶粉。
一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料的施工方法，包括以下步骤：
第一步，基坑预制，首先根据施工需要，进行道路路基基坑开挖，然后在基坑底部铺设一层厚度为10—50毫米的的碎石层，然后对碎石层进行压实；
第二步，物料初步混合，完成第一步后，依次将金属氧化物、石英砂、陶瓷颗粒粉、沸石粉、海泡石、石墨烯纤维、亚麻纤维、纳米银、表面改性剂、抗氧化剂、分散剂、稀土及空心玻璃微珠添加到第一步制备的中，并混合均匀，得到固体混合物；
第三步，制备基液，将补强剂添加到温度为10—40℃的水体中，并搅拌均匀，得到液体基体，然后将第二步制备的固体混合物和液体基体混合均匀，从而得到成品路基基料；
第四步，铺设作业，将第三步中的成品路基基料直接平铺到第一步的碎石层表面，且不小于5厘米，在完成铺设并静置10—50分钟后即可进行后续作业。
进一步的，所述的第一步中，碎石层中碎石颗粒粒径为1—5厘米。
所述的第三步中，补强剂与水体混合比例为1:30—100；且液体基体固体混合物混合后，混合物中含水量为10%—30%。
进一步的，所述的第四步中，当第三步制备的，混合物中含水量为10%—15%时，在完成成品路基基料直接平铺后，对成品路基基料时间3—10KG/cm2的压力尽心压实；当混合物中含水量大于15%时完成平铺作业后静置即可。
本发明一方面原料获取便捷，原料成本低廉，毒副作用小，在满足道路路基施工作业的同时，极大的提高了对建筑垃圾、赤泥、粉煤灰、废矿渣等固体废弃物综合利用率，在降低路基材料使用成本的同时，也极大的降低了施工难度，提高了施工效率；另一方本发明路基材料结构强度大、抗冲击、防水抗浸泡能力强，从而极大的提高了道路施工质量和道路使用寿命。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料，由下列质量百分比物质构成：固体废弃物10%、粉煤灰5.8%、废石膏3.5%、钢渣粉6%、碱激发剂4.5%、硅溶胶3.5%、防水剂0.2%、纤维1.0%、减水剂0.3%、改性剂0.01%、补强剂0.1%，余量为赤泥。
其中，所述固体废弃物为建筑垃圾与废矿石任意比例混合使用。
同时，所述固体废弃物粒径为1毫米；所述的粉煤灰、废石膏及钢渣粉粒径为0.01毫米。
进一步优化的，所述的碱激发剂为生石灰；所述的防水剂为甲基硅酸钠；减水剂为聚次甲基萘磺酸钠；改性剂为聚丙烯酰胺；补强剂为可溶性胶粉。
一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料的施工方法，包括以下步骤：
第一步，基坑预制，首先根据施工需要，进行道路路基基坑开挖，然后在基坑底部铺设一层厚度为10毫米的的碎石层，然后对碎石层进行压实；
第二步，物料初步混合，完成第一步后，依次将金属氧化物、石英砂、陶瓷颗粒粉、沸石粉、海泡石、石墨烯纤维、亚麻纤维、纳米银、表面改性剂、抗氧化剂、分散剂、稀土及空心玻璃微珠添加到第一步制备的中，并混合均匀，得到固体混合物；
第三步，制备基液，将补强剂添加到温度为10℃的水体中，并搅拌均匀，得到液体基体，然后将第二步制备的固体混合物和液体基体混合均匀，从而得到成品路基基料；
第四步，铺设作业，将第三步中的成品路基基料直接平铺到第一步的碎石层表面，且厚度为5厘米，在完成铺设并静置10分钟后即可进行后续作业。
其中，所述的第一步中，碎石层中碎石颗粒粒径为1厘米。
重点说明的，所述的第三步中，补强剂与水体混合比例为1:30；且液体基体固体混合物混合后，混合物中含水量为10%；并在第四步中完成成品路基基料直接平铺后，对成品路基基料时间3KG/cm2的压力尽心压实
实施例2
如图1所示，一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料，由下列质量百分比物质构成：固体废弃物25%、粉煤灰13.5%、废石膏8.5%、钢渣粉12%、碱激发剂10.5%、硅溶胶5.5%、防水剂0.65%、纤维5%、减水剂2%、改性剂0.1%、补强剂0.3%，余量为赤泥。
其中，所述固体废弃物为建筑垃圾与矿渣以任意比例混合使用。
进一步优化的，所述固体废弃物粒径为30毫米；所述的粉煤灰、废石膏及钢渣粉粒径为1毫米。
本实施例中，所述的碱激发剂为熟石灰；所述的防水剂为甲基硅酸钾；减水剂为聚次甲基蒽磺酸钠；改性剂为聚丙烯酰胺；补强剂为可溶性胶粉。
一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料的施工方法，包括以下步骤：
第一步，基坑预制，首先根据施工需要，进行道路路基基坑开挖，然后在基坑底部铺设一层厚度为50毫米的的碎石层，然后对碎石层进行压实；
第二步，物料初步混合，完成第一步后，依次将金属氧化物、石英砂、陶瓷颗粒粉、沸石粉、海泡石、石墨烯纤维、亚麻纤维、纳米银、表面改性剂、抗氧化剂、分散剂、稀土及空心玻璃微珠添加到第一步制备的中，并混合均匀，得到固体混合物；
第三步，制备基液，将补强剂添加到温度为40℃的水体中，并搅拌均匀，得到液体基体，然后将第二步制备的固体混合物和液体基体混合均匀，从而得到成品路基基料；
第四步，铺设作业，将第三步中的成品路基基料直接平铺到第一步的碎石层表面，其厚度为30厘米，在完成铺设并静置50分钟后即可进行后续作业。
其中，所述的第一步中，碎石层中碎石颗粒粒径为5厘米。
此外，所述的第三步中，补强剂与水体混合比例为1:100；且液体基体固体混合物混合后，混合物中含水量为30%；当第四步完成铺设后静置即可。
实施例3
如图1所示，一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料，由下列质量百分比物质构成：固体废弃物15%、粉煤灰8.8%、废石膏5.5%、钢渣粉6%、碱激发剂6.5%、硅溶胶4.5%、防水剂0.4%、纤维2.5%、减水剂1.1%、改性剂0.05%、补强剂0.2%，余量为赤泥。
其中，所述固体废弃物为废矿石与矿渣中以任意比例混合使用。
进一步优化的，所述固体废弃物粒径为15毫米；所述的粉煤灰、废石膏及钢渣粉粒径为0.5毫米。
本实施例中，所述的碱激发剂为生石灰与硅酸钠以任意比例混合；所述防水剂为甲基硅酸钠；减水剂为聚氧茚树脂磺酸钠；改性剂为聚丙烯酰胺；补强剂为可溶性胶粉。
一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料的施工方法，包括以下步骤：
第一步，基坑预制，首先根据施工需要，进行道路路基基坑开挖，然后在基坑底部铺设一层厚度为30毫米的的碎石层，然后对碎石层进行压实；
第二步，物料初步混合，完成第一步后，依次将金属氧化物、石英砂、陶瓷颗粒粉、沸石粉、海泡石、石墨烯纤维、亚麻纤维、纳米银、表面改性剂、抗氧化剂、分散剂、稀土及空心玻璃微珠添加到第一步制备的中，并混合均匀，得到固体混合物；
第三步，制备基液，将补强剂添加到温度为30℃的水体中，并搅拌均匀，得到液体基体，然后将第二步制备的固体混合物和液体基体混合均匀，从而得到成品路基基料；
第四步，铺设作业，将第三步中的成品路基基料直接平铺到第一步的碎石层表面，且厚度为10厘米，在完成铺设并静置20分钟后即可进行后续作业。
此外，所述的第一步中，碎石层中碎石颗粒粒径为3厘米。
需要特别说明的，所述的第三步中，补强剂与水体混合比例为1:40；且液体基体固体混合物混合后，混合物中含水量为15%；并在第四步中完成成品路基基料直接平铺后，对成品路基基料时间8KG/cm2的压力尽心压实。
实施例4
一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料，由下列质量百分比物质构成：固体废弃物20%、粉煤灰12%、废石膏4.9%、钢渣粉8.5%、碱激发剂8.4%、硅溶胶4.3%、防水剂0.35%、纤维2.8%、减水剂1.58%、改性剂0.02%、补强剂0.13%，余量为赤泥。
其中，所述固体废弃物为建筑垃圾、废矿石、矿渣中的任意一种。
此外，所述固体废弃物粒径为25毫米；所述的粉煤灰、废石膏及钢渣粉粒径为0.08毫米，
进一步优化的，所述的碱激发剂为生熟石灰与硅酸钠以任意比例混合。
本实施例中，所述的防水剂为甲基硅酸钾；减水剂为聚次甲基蒽磺酸钠；改性剂为聚丙烯酰胺；补强剂为可溶性胶粉。
一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料的施工方法，包括以下步骤：
第一步，基坑预制，首先根据施工需要，进行道路路基基坑开挖，然后在基坑底部铺设一层厚度为40毫米的的碎石层，然后对碎石层进行压实；
第二步，物料初步混合，完成第一步后，依次将金属氧化物、石英砂、陶瓷颗粒粉、沸石粉、海泡石、石墨烯纤维、亚麻纤维、纳米银、表面改性剂、抗氧化剂、分散剂、稀土及空心玻璃微珠添加到第一步制备的中，并混合均匀，得到固体混合物；
第三步，制备基液，将补强剂添加到温度为35℃的水体中，并搅拌均匀，得到液体基体，然后将第二步制备的固体混合物和液体基体混合均匀，从而得到成品路基基料；
第四步，铺设作业，将第三步中的成品路基基料直接平铺到第一步的碎石层表面，且厚度为15厘米，在完成铺设并静置30分钟后即可进行后续作业。
同时，所述的第一步中，碎石层中碎石颗粒粒径为3.5厘米。
重点说明的，所述的第三步中，补强剂与水体混合比例为1:47；且液体基体固体混合物混合后，混合物中含水量为28%，当第四步完成铺设后静置即可。
本发明一方面原料获取便捷，原料成本低廉，毒副作用小，在满足道路路基施工作业的同时，极大的提高了对建筑垃圾、赤泥、粉煤灰、废矿渣等固体废弃物综合利用率，在降低路基材料使用成本的同时，也极大的降低了施工难度，提高了施工效率；另一方本发明路基材料结构强度大、抗冲击、防水抗浸泡能力强，从而极大的提高了道路施工质量和道路使用寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料，其特征在于：所述的基于赤泥与固体废弃物的路基材料由下列质量百分比物质构成：固体废弃物10%—25%、粉煤灰5.8%—13.5%、废石膏3.5%—8.5%、钢渣粉6%—12%、碱激发剂4.5%—10.5%、硅溶胶3.5%—5.5%、防水剂0.2%—0.65%、纤维1.0%—5%、减水剂0.3%—2.0%、改性剂0.01%—0.1%、补强剂0.1%—0.3%，余量为赤泥。
2.根据权利要求1所述的一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料，其特征在于：所述固体废弃物为建筑垃圾、废矿石、矿渣中的任意一种或几种以任意比例混合使用。
3.根据权利要求1所述的一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料，其特征在于：所述固体废弃物粒径为1—30毫米；所述的粉煤灰、废石膏及钢渣粉粒径为0.01—1毫米。
4.根据权利要求1所述的一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料，其特征在于：所述的碱激发剂为生石灰、熟石灰、硅酸钠中任意一种及生石灰、熟石灰分别与硅酸钠以任意比例混合中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料，其特征在于：所述的防水剂为甲基硅酸钠及甲基硅酸钾中的任意一种；减水剂为聚次甲基萘磺酸钠、聚次甲基蒽磺酸钠及聚氧茚树脂磺酸钠中的任意一种；改性剂为聚丙烯酰胺；补强剂为可溶性胶粉。
6.一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料的施工方法，其特征在于：所述的基于赤泥与固体废弃物的路基材料的施工方法包括以下步骤：
第一步，基坑预制，首先根据施工需要，进行道路路基基坑开挖，然后在基坑底部铺设一层厚度为10—50毫米的的碎石层，然后对碎石层进行压实；
第二步，物料初步混合，完成第一步后，依次将金属氧化物、石英砂、陶瓷颗粒粉、沸石粉、海泡石、石墨烯纤维、亚麻纤维、纳米银、表面改性剂、抗氧化剂、分散剂、稀土及空心玻璃微珠添加到第一步制备的中，并混合均匀，得到固体混合物；
第三步，制备基液，将补强剂添加到温度为10—40℃的水体中，并搅拌均匀，得到液体基体，然后将第二步制备的固体混合物和液体基体混合均匀，从而得到成品路基基料；
第四步，铺设作业，将第三步中的成品路基基料直接平铺到第一步的碎石层表面，且不小于5厘米，在完成铺设并静置10—50分钟后即可进行后续作业。
7.根据权利要求7所述的一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料的施工方法，其特征在于：所述的第一步中，碎石层中碎石颗粒粒径为1—5厘米。
8.根据权利要求7所述的一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料的施工方法，其特征在于：所述的第三步中，补强剂与水体混合比例为1:30—100；且液体基体固体混合物混合后，混合物中含水量为10%—30%。
9.根据权利要求7所述的一种基于赤泥与固体废弃物的路基材料的施工方法，其特征在于：所述的第四步中，当第三步制备的，混合物中含水量为10%—15%时，在完成成品路基基料直接平铺后，对成品路基基料时间3—10KG/cm2的压力尽心压实；当混合物中含水量大于15%时完成平铺作业后静置即可。
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