CN115028421B - 一种硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料及制备方法 - Google Patents

一种硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料及其制备方法。包括以下配料：硅铝酸盐胶凝材料、磷石膏和水，其中硅铝酸盐胶凝材料的组分包括矿渣粉、粉煤灰和激发剂，磷石膏路基填料中所含组分的摩尔比如下：SO3:Al2O3为7.3～12.4；CaO:Al2O3为6.9～11.5；SiO2:Al2O3为5.0～6.9。以磷石膏取代土，实现磷石膏的高掺量，磷石膏在路基填料总材料中含量高达90％以上，通过调控原材料化学成分的摩尔比，进而调控其水化产物，从水化机理方面出发，结合相关制备方法，配制可满足不同道路的强度等性能需求的磷石膏路基填料，而且本发明的制备工艺简单，磷石膏无需经过煅烧等任何工艺处理，便于施工。

Description

一种硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料及制备方法
技术领域
本发明涉及道路路基材料制备领域，尤其涉及一种硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料及制备方法。
背景技术
路基是路面的基础，承受着本身的岩土自重和路面重力,以及由路面传递而来的行车荷载,是整个公路构造的重要组成部分。路基本身的强度与稳定性直接影响路面的使用寿命和道路的使用品质。我国是一个拥有960万平方公里土地的大国，国土范围涵盖大，不同的地区的土质不同，土的各方面性质也存在差异，用于路基的填料要求挖取方便，压实容易，强度高，水稳定性好。其中强度要求是按CBR值确定。道路修建中往往不能直接取本地土作为路基填料，往往把对土进行改良符合使用标准后的改良土当成路基填料使用。填筑路基的理想材料应当是水稳性能和抗压缩性能优异，以便于施工。这样，路基的变形就很小，能够保证路面不发生破坏，使路面平整、车辆能平稳的高速的行驶。
磷石膏是湿法制磷过程中产生的一种副产物，生产工艺不同使其主要成分为含磷二水石膏或半水石膏，还含有无机残留杂质，使其呈酸性。由于它会对环境资源直接或间接造成侵占和污染，其只能当作一种废渣处理。目前，我国大量的磷石膏只能露天堆放，磷石膏的随意排放堆积不仅占用大量土地，而且对我们生活的大气环境、土壤、水资源等都造成污染，磷石膏的处理利用问题已经迫在眉睫。目前，少数国家如日本、英国、德国等已经在磷石膏综合利用技术的开发上取得了一定的成就。我国在世界上磷石膏的产出量达到了第三，每年的磷石膏排出量达到800～1200万吨，但磷石膏的综合利用率却不及以上国家。为了制磷工业的绿色发展，处置大量堆积的磷石膏的问题已经刻不容缓。磷石膏在道路工程中的利用方面的研究，我国开始得较晚，关于其在道路工程中的利用还未形成全面成熟的研究系统，在实际方面的应用几乎没有。因此探索磷石膏在道路基层上的利用十分有必要，但单一的磷石膏无法满足路基及基层填料的要求，不能直接填筑路基。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料及制备方法。
本发明的一种硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料，包括以下配料：硅铝酸盐胶凝材料、磷石膏和水，其中所述硅铝酸盐胶凝材料的组分包括矿渣粉、粉煤灰和激发剂，所述磷石膏路基填料中所含组分的摩尔比如下：
SO3:Al2O37.3～12.4；
CaO:Al2O36.9～11.5；
SiO2:Al2O3 5.0～6.9。
进一步的，所述磷石膏化学组成包括为CaO和SO3，主要成分为 CaSO4·2H2O，密度为2.05～2.45g/cm3，附着水质量分数不大于20％， CaSO4·2H2O质量分数不小于80％，水溶性P2O5质量分数不大于0.30％，水溶性F-质量分数不大于0.20％。
进一步的，所述粉煤灰不低于GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中规定的Ⅱ级粉煤灰标准，主要成分为Al2O3和SiO2，细度(45μm 方孔筛筛余)/％不大于30％。
进一步的，所述矿渣粉选用不低于S95级粒化高炉矿渣粉，主要成分为CaO、Al2O3和SiO2。
进一步的，所述激发剂由氢氧化钠与水玻璃混合制备，模数为1.2～1.8，其中，水玻璃模数为2.3～3.3，水玻璃波美度为25～40，氢氧化钠的纯度不低于96％。
进一步的，所述磷石膏路基填料的湿密度为1.6～2.0g/cm3，干密度为 1.35～1.65g/cm3。
本发明还提供了上述一种硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，激发剂的配制：将氢氧化钠和水玻璃按照一定的比例复配而成所需模数的激发剂，混合搅拌均匀后等待其冷却，再补充被蒸发的水分，得到激发剂；
步骤S2，干拌：按预设配比称取物料，矿渣粉、粉煤灰，混合均匀，制得硅铝酸盐胶凝材料的粉料，将按一定预设置值称好的硅铝酸盐胶凝材料粉料和磷石膏混合于搅拌锅中，搅拌3～7分钟至均匀，得第一混合物。
步骤S3，湿拌：将步骤S1制得的激发剂溶于水中，并使其充分溶解和混匀，然后倒入步骤S2中的搅拌锅中，搅拌3～10分钟至均匀，得第二混合物；
所述第二混合物所含组分的摩尔比如下：
SO3:Al2O37.3～12.4；
CaO:Al2O36.9～11.5；
SiO2:Al2O3 5.0～6.9；
步骤S4，成型养护：将步骤S3制得的第二混合物进行摊铺、压实成型，保温保湿养护即得所述磷石膏路基填料。
本发明有如下有益效果：
(1)本发明的硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料，以磷石膏取代土，实现磷石膏的高掺量，磷石膏在路基填料总材料中含量高达90％以上，而且本发明的磷石膏路基填料7天无侧限抗压强度在 0.224MPa～0.713MPa之间，28天无侧限抗压强度在0.318MPa～2.53MPa之间，CBR值在2.62％～7.06％之间，内摩擦角在21.3°～29.7°之间，粘聚力在 70～91.1kPa之间，满足JTG D30-2015《公路路基设计规范》路基施工强度要求和工作性能要求。
(2)本发明的制备工艺十分简单，以磷石膏、矿渣粉和粉煤灰为基材，再加入激发剂制备出一种按化学摩尔比计的硅铝酸盐硅铝酸盐胶凝材料，其硅铝酸盐胶凝材料体系化合物的摩尔比值为：SO3与Al2O3的摩尔比为 7.3～12.4、CaO与Al2O3摩尔比为6.9～11.5、SiO2与Al2O3摩尔比为5.0～6.9，通过控制化学成分的摩尔比，进而控制其水化产物，从水化机理本身配制可满足不同道路的强度等性能需求的磷石膏路基填料，而且磷石膏无需经过煅烧等任何工艺处理，便于施工。
(3)本发明使用硅铝酸盐胶凝材料固化磷石膏用于路基填料。硅铝酸盐胶凝材料固化磷石膏的方式并不只是通过单一作用，而是化学机制与物理作用的复合协同。其力学强度的形成过程主要有物理压实、化学激发和离子交换作用、凝胶和钙矾石粘结作用、团聚作用以及物理填充过程。
物理压实：磷石膏路基填料在压实成型后，固化体内部结构石膏晶体颗粒相互嵌挤严密，但部分石膏晶体颗粒间存在着空隙。
化学激发与离子交换作用：在碱性环境下，原材料中SiO2、Al2O3与 CaO等活性成分被碱激发剂激发，通过离子交换作用，生成具有胶结性的蜂窝网络状水化硅酸盐与水化硅铝酸盐凝胶，与此同时，部分磷石膏颗粒中的石膏晶体由于硫酸盐激发作用形成针状钙矾石晶体。
凝胶和钙矾石粘结作用：蜂窝三维网状凝胶在胶结作用下相互链接聚合形成大量絮状凝胶聚合体，并黏附在石膏晶体颗粒表面，针状钙矾石也黏附在石膏晶体表面。
团聚作用：大量的凝胶聚合体通过黏结在磷石膏颗粒表面而将石膏颗粒逐渐覆盖包裹，被凝胶包裹的磷石膏颗粒被凝胶粘结覆盖成新的凝胶粘结层，依然可以连接磷石膏颗粒，经此循环，依次黏结而成具有颗粒级配的团聚体，这些大小不一的颗粒相互嵌挤形成空间骨架结构。
物理填充：剩余大量磷石膏颗粒相互嵌挤填充于团聚体骨架空隙之中，而细小的针状钙矾石晶体填充于石膏晶体空隙之间，形成密实骨架空间结构。
硅铝酸盐胶凝材料对磷石膏的固化途径主要是通过凝胶粘聚磷石膏颗粒形成更多的团聚体，通过填充空隙提高密实性，磷石膏在固化体不仅起到骨架支撑作用，同时和钙矾石一起充当骨架空隙填充效应。
在原子尺度上，O、Ca、Al及S原子的扩散能力较高，在碱性环境下，碱激发作用使S═O、Al—O及O═O键长增大而结构失稳水解，生成较多钙矾石，对强度的增长作用明显。通过调控原材料的SO3/Al2O3、 CaO/Al2O3与SiO2/Al2O3摩尔比可使磷石膏路基填料形成更加稳定的内部结构。
附图说明
图1为实施例1-5制备的磷石膏路基填料和磷石膏原料的XRD(x射线粉末衍射分析)叠加对比图，自上而下为磷石膏、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5；
图2a为本发明的磷石膏路基填料扫描电镜图放大2555倍的微观形貌图片；
图2b为本发明的磷石膏路基填料扫描电镜图放大2000倍的微观形貌图片；
图2c为本发明的磷石膏路基填料扫描电镜图放大1250倍的微观形貌图片；
图3a为本发明的磷石膏路基填料扫描电镜图放大2950倍的微观形貌图片；
图3b为本发明的磷石膏路基填料扫描电镜图放大1000倍的微观形貌图片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
硅铝酸盐胶凝材料原材料可使用磷石膏、矿渣粉、粉煤灰等活性混合材。可通过X射线荧光光谱分析技术计算确定原材料的化学成分摩尔比值。
本发明选用的磷石膏应满足现行国家标准GB/T 23456-2018《磷石膏》中一级或二级的相关要求。更具体的如下：密度为2.05～2.45g/cm3，附着水质量分数不大于20％，CaSO4·2H2O质量分数不小于80％，水溶性P2O5质量分数不大于0.30％，水溶性F-质量分数不大于0.20％，黏性较强，pH 值约为1.5～4.5；通过XRF测得磷石膏主要化学组成是CaO和SO3；由XRD 测得磷石膏的主要成分为CaSO4·2H2O；通过激光粒度分析仪测得磷石膏的粒径主要分布在10～110μm之间。
本实施例选用的硅铝酸盐胶凝材料原材料组分包括矿渣粉和粉煤灰以及碱激发剂。
本实施例选用的磷石膏为原状磷石膏，其比表面积为107m2/kg，密度为2.35g/cm3，堆积密度为0.85g/cm3，D95不大于20μm，黏性较强，pH值约为2.7；通过XRF测得磷石膏主要化学组成是CaO和SO3；由XRD测得磷石膏的主要成分为CaSO4·2H2O；通过激光粒度分析仪测得原状磷石膏的粒径主要分布在10～110μm之间。
本实施例选用的粉煤灰为国家I级低钙粉煤灰，测定粉煤灰细度为 0.045mm筛筛余量10.7％。通过X射线荧光光谱分析(XRF)，测定粉煤灰主要成分为Al2O3和SiO2，球形颗粒体积率不小于95％。
本实施例选用的粉煤灰矿渣粉为矿渣粉为S95级粒化高炉矿渣粉，测定矿粉比表面积为424m2/kg，通过X射线荧光光谱分析(XRF)，测定矿粉的主要成分为CaO、Al2O3和SiO2。
本实施例使用的原材料组成为：磷石膏、矿渣粉、粉煤灰，其化学成分组成见表1。且所述原材料化学成分摩尔比值如下：
表1：
Figure BDA0003649808110000071
SO3:Al2O37.3～12.4；
CaO:Al2O36.9～11.5；
SiO2:Al2O3 5.0～6.9；
本发明的硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料具体包括如下步骤：
步骤S1，激发剂的配制：将氢氧化钠和水玻璃按照一定的比例复配而成所需模数的激发剂，混合搅拌均匀后等待其冷却，再补充被蒸发的水分，得到激发剂。激发剂模数的计算过程如下：
Figure BDA0003649808110000081
Figure BDA0003649808110000082
公式1和2中:
Figure BDA0003649808110000083
为100g钠水玻璃中所含SiO2的物质的量，单位：mol；
Figure BDA0003649808110000084
为100g钠水玻璃中所含Na2O的物质的量，单位：mol；
Figure BDA0003649808110000085
为100g钠水玻璃中加入的NaOH中所含的Na2O的物质的量，单位：mol；
mNaoH为100g钠水玻璃中加入的NaOH的质量，单位g；
MNaoH为NaOH的相对分子质量，取值40g·mol。
步骤S2，干拌：按预设配比称取物料，矿渣粉、粉煤灰，混合均匀，制得硅铝酸盐胶凝材料的粉料，将按一定预设置值称好的硅铝酸盐胶凝材料粉料和磷石膏混合于搅拌锅中，搅拌3～7分钟至均匀，得第一混合物，
步骤S3，湿拌：将步骤S1得到的激发剂溶于水中，并使其充分溶解和混匀，然后倒入步骤S2中的搅拌锅中，搅拌3～10分钟至均匀，得第二混合物，所述第二混合物所含组分的摩尔比如下：
SO3:Al2O37.3～12.4；
CaO:Al2O36.9～11.5；
SiO2:Al2O3 5.0～6.9；
步骤S4，成型养护：将步骤S3制得的第二混合物进行摊铺、压实成型，保温保湿养护即得所述磷石膏路基填料。
其中，激发剂的配制步骤如下：取水玻璃和氢氧化钠为原材料，按每 100g水玻璃中加入20.3gNaOH将模数调至1.2。称取材料混合于搅拌锅中搅拌至均匀，即得激发剂。
实施例1
按照下列质量称取原材料：按磷石膏、矿渣粉、粉煤灰，其中矿渣粉、粉煤灰组成的硅铝酸盐硅铝酸盐胶凝材料粉料和磷石膏粉料中SO3:Al2O3的摩尔比为8.0，CaO:Al2O3的摩尔比为7.8，SiO2:Al2O3的摩尔比为5.4称取好复合物料，按照击实试验的最佳含水量20％称取水，根据磷石膏的量称取已配置好的激发剂，其中激发剂依照下列比例配置，每100g水玻璃中加入20.3gNaOH将模数调至1.2。
按照制作流程的具体方法步骤制备得到磷石膏路基填料，其相关性能采用如下试验方法进行测试：
(1)CBR值：以96％压实度进行击实实验，通过加州承载比(CBR) 实验确定不同配合比下的磷石膏路基填料的力学变形特性，提出不同配合比的磷石膏路基填料适用范围以及用作路基填料的可行性指标。
(2)无侧限抗压强度：在测得的磷石膏路基填料的CBR值基础上，采用无侧限抗压强度作为评价其强度性能的关键指标之一，无侧限抗压强度能较快速准确地反映试件的强度特性。通过不同磷石膏路基填料的配比范围，以96％压实度成型相关试件，采用浸水和不浸水养护方式测定磷石膏路基填料试件的无侧限抗压强度，从而系统分析其力学性能指标。
(3)软化系数：软化系数是耐水性性质的一个表示参数，表达式为 K＝f/F。
K：材料的软化系数；
f：材料在水饱和状态下的无侧限抗压强度；
F：材料在干燥状态下的无侧限抗压强度。
(4)内摩擦角与粘聚力：以垂直压力为横坐标，抗剪强度为纵坐标，将每一试样的抗剪强度点绘在坐标纸上，并连成一直线，此直线的倾角为内摩擦角，截距为粘聚力。
按照上述测试方法测试出本实例制得的硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料的主要性能指标如下表2：
表2
Figure BDA0003649808110000101
实施例2
按照下列质量称取原材料：按磷石膏、矿渣粉、粉煤灰，其中磷石膏、矿渣粉、粉煤灰组成的硅铝酸盐硅铝酸盐胶凝材料和磷石膏粉料中SO3: Al2O3的摩尔比为9.8，CaO:Al2O3的摩尔比为9.3，SiO2:Al2O3的摩尔比为 6.0称取好复合物料，按照击实试验的最佳含水量20％称取水，根据磷石膏的量称取已配置好的激发剂，其中激发剂依照下列比例配置，每100g水玻璃中加入20.3gNaOH将模数调至1.2。
按照实施例1中的测试方法测试出本实例制得的硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料的主要性能指标如下表3：
表3：
Figure BDA0003649808110000102
实施例3
按照下列质量称取原材料：按磷石膏、矿渣粉、粉煤灰，其中矿渣粉、粉煤灰组成的硅铝酸盐硅铝酸盐胶凝材料粉料和磷石膏粉料中SO3:Al2O3的摩尔比为7.3，CaO:Al2O3的摩尔比为6.9，SiO2:Al2O3的摩尔比为5.0称取好复合物料，按照击实试验的最佳含水量20％称取水，根据磷石膏的量称取已配置好的激发剂，其中激发剂依照下列比例配置，每100g水玻璃中加入20.3gNaOH将模数调至1.2。
按照实施例1中的测试方法测试出本实例制得的硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料的主要性能指标如下表4：
表4：
Figure BDA0003649808110000111
实施例4
按照下列质量称取原材料：按磷石膏、矿渣粉、粉煤灰，其中磷石膏、矿渣粉、粉煤灰组成的硅铝酸盐硅铝酸盐胶凝材料和磷石膏粉料中SO3: Al2O3的摩尔比为12.4，CaO:Al2O3的摩尔比为11.5，SiO2:Al2O3的摩尔比为6.9称取好复合物料，按照击实试验的最佳含水量20％称取水，根据磷石膏的量称取已配置好的激发剂，其中激发剂依照下列比例配置，每100g水玻璃中加入20.3gNaOH将模数调至1.8。
按照实施例1中的测试方法测试出本实例制得的硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料的主要性能指标如下表6：
表5：
Figure BDA0003649808110000112
实施例5
按照下列质量称取原材料：按磷石膏、矿渣粉、粉煤灰，其中磷石膏、矿渣粉、粉煤灰组成的硅铝酸盐硅铝酸盐胶凝材料和磷石膏粉料中SO3: Al2O3的摩尔比为7.7，CaO:Al2O3的摩尔比为7.5，SiO2:Al2O3的摩尔比为5.2称取好复合物料，按照击实试验的最佳含水量20％称取水，根据磷石膏的量称取已配置好的激发剂，其中激发剂依照下列比例配置，每100g水玻璃中加入20.3gNaOH将模数调至1.3。
按照实施例1中的测试方法测试出本实例制得的硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料的主要性能指标如下表7：
表6：
Figure BDA0003649808110000121
对比例1
按照下列质量称取原材料：按磷石膏、矿渣粉、粉煤灰，其中矿渣粉、粉煤灰组成的硅铝酸盐硅铝酸盐胶凝材料粉料和磷石膏粉料中SO3:Al2O3的摩尔比为14.2，CaO:Al2O3的摩尔比为13.6，SiO2:Al2O3的摩尔比为8.1 称取好复合物料，按照击实试验的最佳含水量20％称取水，根据磷石膏的量称取已配置好的激发剂，其中激发剂依照下列比例配置，每100g水玻璃中加入20.3gNaOH将模数调至1.8。
按照实施例1中的测试方法测试出本实例制得的硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料的主要性能指标如下表7 ：
表7：
Figure BDA0003649808110000122
从表2、表3、表4、表5、表6可得出，各实施例的无侧限抗压强度、 CBR值、内摩擦角、粘聚力、泡水后的软化系数等综合性能是优于该对比例1。作为一种硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料，对比例1不满足JTG D30-2015《公路路基设计规范》路基施工强度要求和工作性能要求，实施例1、2、3、4、5均满足JTG D30-2015《公路路基设计规范》路基施工强度要求和工作性能要求。
为了更好阐述本发明的磷石膏路基填料表现的优越性能，本申请人进行了如下研究：
如图1所示，为实施例1-5制备的磷石膏路基填料和磷石膏原料的XRD (x射线粉末衍射分析)叠加对比图，显然实施例1-5相对磷石膏的XRD 图多了钙矾石晶体特征峰，说明磷石膏路基填料含有钙矾石晶、石膏晶体和石英晶体。
如图2a所示，为本发明的磷石膏路基填料扫描电镜图放大2555倍的微观形貌图片，图中箭头所指示的地方为大量钙矾石晶体。
如图2b所示，为本发明的磷石膏路基填料扫描电镜图放大2000倍的微观形貌图片，图中箭头所指示的地方为少量凝胶。
如图2c所示，为本发明的磷石膏路基填料扫描电镜图放大1250倍的微观形貌图片，图中标示的地方展示了凝胶与磷石膏粘结。
由图2a、2b和2c可知，在碱性环境下，原材料中SiO2、Al2O3与CaO 等活性成分被碱激发剂激发，通过离子交换作用，生成具有胶结性的蜂窝网络状水化硅酸盐与水化硅铝酸盐凝胶，与此同时，部分磷石膏颗粒中的石膏晶体由于硫酸盐激发作用形成针状钙矾石晶体。
如图3a所示，为本发明的磷石膏路基填料扫描电镜图放大2950倍的微观形貌图片，很清晰的看到单个的团聚体，呈球状，是凝胶粘附磷石膏晶体形成的团聚体；如图3b所示，为本发明的磷石膏路基填料扫描电镜图放大 1000倍的微观形貌图片，很明显看到多个团聚体聚集在一起的加聚体，是凝胶粘结一个个单个的团聚体形成的。
由图3a和3b可知，大量的凝胶聚合体通过黏结在磷石膏颗粒表面而将石膏颗粒逐渐覆盖包裹，被凝胶包裹的磷石膏颗粒被凝胶粘结覆盖成新的凝胶粘结层，依然可以连接磷石膏颗粒，经此循环，依次黏结而成具有颗粒级配的团聚体，这些大小不一的颗粒相互嵌挤形成空间骨架结构，而且钙矾石晶体和多余的石膏颗粒填充骨架空隙，形成密实结构。
综上所述，通过调控原材料的SO3/Al2O3、CaO/Al2O3与SiO2:Al2O3摩尔比可使磷石膏路基填料形成更加稳定的内部结构，进而控制其水化产物，从水化机理本身配制可满足不同道路的强度等性能需求的磷石膏路基填料，从而适用于道路性能需求不同的施工场景。
以上未涉及之处，适用于现有技术。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，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来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料，其特征在于，包括以下配料：硅铝酸盐胶凝材料、磷石膏和水，其中所述硅铝酸盐胶凝材料的组分包括矿渣粉、粉煤灰和激发剂，所述磷石膏路基填料中所含组分的摩尔比如下：
SO3: Al2O37.3~12.4；
CaO: Al2O36.9~11.5；
SiO2:Al2O3 5.0~6.9；
所述磷石膏化学组成包括为CaO和SO3，主要成分为CaSO4·2H2O，密度为2.05~2.45g/cm3，附着水质量分数不大于20%，CaSO4·2H2O质量分数不小于80%，水溶性P2O5质量分数不大于0.30%，水溶性F-质量分数不大于0.20%；
所述粉煤灰不低于GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中规定的Ⅱ级粉煤灰标准，主要成分为Al2O3和 SiO2，细度不大于30%；
所述矿渣粉选用不低于S95级粒化高炉矿渣粉，主要成分为 CaO、Al2O3 和 SiO2；
所述激发剂由氢氧化钠与水玻璃混合制备，模数为1.20~1.80，其中，水玻璃模数为2.3~3.3，水玻璃波美度为25~40，氢氧化钠的纯度不低于96%。
2.如权利要求1 所述的一种硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料，其特征在于，所述磷石膏路基填料的湿密度为1.6~2.0g/cm3，干密度为1.35~1.65g/cm3。
3.如权利要求1-2任一项所述的一种硅铝酸盐胶凝材料固化的磷石膏路基填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、激发剂的配制：将氢氧化钠和水玻璃按照一定的比例复配而成所需模数的激发剂，混合搅拌均匀后等待其冷却，再补充被蒸发的水分，得到激发剂；
S2、干拌：按预设配比称取物料，矿渣粉、粉煤灰，混合均匀，制得硅铝酸盐胶凝材料的粉料，将按一定预设置值称好的硅铝酸盐胶凝材料的粉料和磷石膏混合于搅拌锅中，搅拌3~7分钟至均匀，得第一混合物；
S3、湿拌：将步骤S1制得的激发剂溶于水中，并使其充分溶解和混匀，然后倒入步骤S2中的搅拌锅中，搅拌3~10分钟至均匀，得第二混合物；
所述第二混合物所含组分的摩尔比如下：
SO3: Al2O37.3~12.4；
CaO: Al2O36.9~11.5；
SiO2:Al2O3 5.0~6.9；
S4、成型养护：将步骤S3制得的第二混合物进行摊铺、压实成型，保温保湿养护即得所述磷石膏路基填料。
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