CN116375397A - 利用铁尾矿制备路面基层材料及其应用 - Google Patents
利用铁尾矿制备路面基层材料及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116375397A CN116375397A CN202310010979.XA CN202310010979A CN116375397A CN 116375397 A CN116375397 A CN 116375397A CN 202310010979 A CN202310010979 A CN 202310010979A CN 116375397 A CN116375397 A CN 116375397A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- base material
- layer
- pavement base
- pavement
- iron tailings
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 164
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 105
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 43
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 19
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 17
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 14
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 7
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 7
- 239000011384 asphalt concrete Substances 0.000 claims description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims 2
- 239000007888 film coating Substances 0.000 claims 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 claims 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 21
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 9
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 8
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 5
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 5
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000010850 salt effect Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000009411 base construction Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052604 silicate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/14—Cements containing slag
- C04B7/147—Metallurgical slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C3/00—Foundations for pavings
- E01C3/003—Foundations for pavings characterised by material or composition used, e.g. waste or recycled material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
本发明的目的是针对于现有铁尾矿为原料的路基材料存在的问题，提供了一种利用铁尾矿制备路面基层材料及其应用。本发明的路面基层材料由胶凝材料和细铁尾矿组成，细铁尾矿：胶凝材料质量比为7:3～9:1；所述胶凝材料由S95矿渣粉与脱硫灰组成，S95矿渣粉与脱硫灰的质量比为3:7～7:3。本发明的路面基层材料以脱硫灰、高炉矿渣粉和粒度≤150微米的细铁尾矿粉为原料，利用脱硫灰、高炉矿渣粉协同激发细铁尾矿本身的胶凝活性，构成整体胶凝体系，制备成无需额外添加剂的路面基层材料。
Description
技术领域
本发明属于路面基层材料技术领域，尤其涉及一种利用铁尾矿制备路面基层材料及其应用。
背景技术
一些国内选矿厂选矿需要将铁矿石细磨后进行浮选作业，而且随着选矿量增加，排出的细尾矿也逐渐增多，而细尾矿的再利用领域比较少，使得细尾矿堆放增加，增加了尾矿库的库存压力。
因此，有必要开发细尾矿再利用的新途径。
目前虽已有利用尾矿制备路面基层材料的应用研究，例如《一种新型尾矿混合土道路基层材料及其制备方法》通过将土体固化与石灰、水泥、聚丙烯纤维混拌胶凝相结合，利用材料间相互激发配合，制备新型尾矿混合土道路基层材料，提供了一种铁尾矿砂利用率高、符合规范性能要求的基层材料。《一种尾矿水硬性道路基层材料的制备方法》公开了一种尾矿水硬性道路基层材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：1)纳米前驱体的制备：以质量百分数计，称取85％～92％的尾矿和8％～15％的普硅水泥，混合搅拌均匀，得到尾矿复合组装的纳米前驱体；2)纳米复合材料的制备：以质量百分数计，称取99.2％～99.95％步骤1)所得的纳米前驱体和0.05％～0.8％的尾矿压固成岩剂，混合搅拌均匀，即得到尾矿水硬性道路基层材料；其中，所述尾矿压固成岩剂以质量百分数计由20％～50％的纳米铝溶胶和50％～80％的纳米硅溶胶混合而成。《一种铁尾矿水硬性道路基层材料及其制备方法》提供了一种铁尾矿水硬性道路基层材料,包括按重量份数计的如下组分：铁尾矿33～40份，固化剂4～5份，废石55～66份，水8～10份。该铁尾矿水硬性道路基层材料的制备只需将原料简单的搅拌混合，填充压实成型即可，无需特殊条件环境，采用自然养护即可达到较高的强度。但是上述技术方案都需要在路基材料中加入提高其性能的各类添加剂，导致路基材料成本提高。
发明内容
本发明的目的是针对于现有以铁尾矿为原料的路基材料存在的问题，提供了一种利用铁尾矿制备路面基层材料及其应用。本发明的路面基层材料以脱硫灰、高炉矿渣粉和粒度≤150微米的细铁尾矿粉为原料，利用脱硫灰、高炉矿渣粉协同激发细铁尾矿本身的胶凝活性，构成整体胶凝体系，制备成无需额外添加剂的路面基层材料。
本发明的技术方案之一为，一种利用铁尾矿制备路面基层材料，由胶凝材料和细铁尾矿组成，细铁尾矿：胶凝材料质量比为7:3～9:1；
所述胶凝材料由S95矿渣粉与脱硫灰组成。
进一步的，上述路面基层材料，所述胶凝材料的比表面积为550m2/kg～600m2/kg。
进一步的，上述路面基层材料，S95矿渣粉与脱硫灰的质量比为3:7～7:3。
进一步的，上述路面基层材料，S95矿渣粉符合《GB/T18046-2000》标准。
进一步的，上述路面基层材料，细铁尾矿粒度≤150微米。
本发明的技术方案之二为，上述路面基层材料的应用，包括如下步骤：
步骤1：将S95矿渣粉与脱硫灰按质量比混合配料后，混合粉磨至比表面积550m2/kg～600m2/kg，得到胶凝材料；
步骤2：根据不同等级公路的路面基层强度要求，将细尾矿与胶凝材料按质量比混合，并加入水，使路面基层材料(又称为路面基层材料拌合料，简称拌合料)含水率在7％-20％；
步骤3：将拌合均匀并调整好水分的拌合料分层均匀摊铺在路基之上，并将第一层摊铺的拌合料作为找平层；第一层摊铺的拌合料松散厚度最厚部分不大于30cm，最薄部分不小于5cm；经过初碾后对第一层摊铺的拌合料找平，然后碾压5-10遍，形成第一层路面基层材料；
步骤4：进行第二层及上面各层路面基层材料铺装和碾压；每层松散铺设厚度不大于10cm，依次对各层碾压，直至达到路面工程设计厚度要求；
步骤5：完成铺装碾压的路面基层材料经过1-7天的养护，硬化后，进行表面平整度修整，直到达到相关施工规范的要求，再进行水泥混凝土路面或沥青混凝土路面的铺设。
进一步的，上述路面基层材料的应用，所述步骤2，拌合后的拌合料中，不含尾矿的胶凝材料中最大团聚体尺寸不大于0.5mm，不含胶凝材料的细尾矿最大团聚体尺寸不大于2mm。
进一步的，上述路面基层材料的应用，所述步骤5，完成铺装碾压最后一层路面基层材料后的养护方式为覆膜养护或喷水碾压养护。
进一步的，上述路面基层材料的应用，所述步骤5，完成铺装碾压的路面基层材料各龄期钻芯取样无侧限抗压强度分别为：1天0.6～3.6兆帕，7天5.5～8.9兆帕，56天19～28.4兆帕。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、鞍山式铁矿床是产于太古界沉积变质磁铁石英岩型建造中的典型矿床。选矿后得到的细尾矿中的矿物成分以微粒石英和含铝、含铁硅酸盐矿物为主，具有在强化的复盐效应条件下自身参与水化胶凝反应的特征。
2、本发明的技术核心是细尾矿颗粒借助于“复盐效应”和“硅的匹配位效应”参与胶凝反应并对其进行调控，同时借助于脱硫灰的亚微米-纳米颗粒特征，结合胶凝材料制备技术制备成具有强化水化胶凝特征的水化胶凝硬化前驱体。并利用路基料制备与施工技术，解决细尾矿与脱硫灰和矿渣微粉三者协同反应调控的瓶颈难题，取得可以取代水泥稳定碎石层的实质性技术进步，并能大幅度降低路面基层建设成本和提高性能。
3、本发明的路面基质材料通过碾压铺筑制备成可以代替水泥稳定碎石的高强度、高稳定性路面基层材料，不仅对于增加特细铁尾矿消纳量，减少地表堆存，保护生态环境具有重要意义，并且能够使高等级公路路面基层不再使用高二氧化碳排放的普通硅酸盐水泥。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明做进一步描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
以下实施例中采用的S95矿渣粉为市购，符合《GB/T18046-2000》标准。脱硫灰取自某烧结厂。细尾矿取自某尾矿库，按质量分数计，其化学成分为：SiO2为71.68％，Fe2O3为12.57％，CaO为5.47％，MgO为4.81％，Al2O3为3.31％，K2O为0.71％，SO3为0.40％，Na2O为0.30％，MnO为0.29％，P2O5为0.25％，TiO2为0.12％。
实施例1
一种利用铁尾矿制备路面基层材料，由胶凝材料和细铁尾矿组成，细铁尾矿：胶凝材料质量比为7:3；
所述胶凝材料由S95矿渣粉与脱硫灰以质量比为1:1组成。
其应用方法为：
步骤1：将S95矿渣粉与脱硫灰按质量比进行混合配料后，在高效粉体超细粉磨的管磨机中进行混合粉磨至比表面积580m2/kg，得到的混合粉体既是用于细尾矿路面基层材料的胶凝材料。
步骤2：对于最高强度等级公路(如高速公路，或大量重载车辆通过的路面)的路面基层强度要求，路面基层材料的配合比为细尾矿：胶凝材料质量比＝7：3，并加入水，路面基层材料拌合料含水率控制在16.8％。路面基层材料的拌合采用强制式工程土搅拌机。拌合后的路面基层材料拌合料中，不含细尾矿的胶凝材料中最大团聚体尺寸不大于0.5mm，不含胶凝材料的尾矿最大团聚体尺寸不大于2mm。
步骤3：将拌合均匀并调整好水分的路面基层拌合料分层均匀摊铺在路基之上，并将第一层摊铺的路面基层拌合料作为找平层。第一层摊铺的路面基层拌合料松散厚度最厚部分不大于30cm，最薄部分不小于5cm。经初步碾压后所出现的明显凹陷和较松散部位用找平尺或找平线作为参照，在凹处人工进行填平补齐，新填的松散拌合料其高度应略高于找平尺或找平线允许的高度，再次采用大型震动式压路机碾压10遍后，其表面平整程度应符合相应等级公路路面基层施工规范的国家标准。
步骤4：带有找平层功能的第一层路面基层材料完成碾压后，立即进行第二层及以上各层路面基层材料铺装和碾压，一直铺设到设计厚度，总共需铺设2-8层。每一层铺设完成后，采用大型震动式压路机碾压10遍。每层松散铺设厚度不大于10cm。铺设碾压完成后，局部可见孔隙水饱和现象。
步骤5：对于最上一层铺设完毕和进入养护阶段的路面基层材料按照现有等级公路施工规范国家标准的规定，进行表面平整度修整，直至达到相关施工规范的要求。完成铺装碾压最后一层路面基层材料的养护方式采用铺设塑料薄膜密封养护，养护24小时后钻芯取样，无侧限抗压强度2.8兆帕。经过1天的养护，硬化后铺设C40钢筋混凝土路面。
该路面基层材料后续各龄期钻芯取样无侧限抗压强度如表1所示。
表1、实施例1钻芯取样各龄期强度
| 钻芯取样龄期/天 | 抗压强度/兆帕 |
| 1 | 2.8 |
| 7 | 8 |
| 56 | 25 |
实施例2
一种利用铁尾矿制备路面基层材料，由胶凝材料和细铁尾矿组成，细铁尾矿：胶凝材料质量比为8:2；
所述胶凝材料由S95矿渣粉与脱硫灰以质量比1：1组成。
其应用方法为：
步骤1：将S95矿渣粉与脱硫灰进行混合配料后，在高效粉体超细粉磨的管磨机中进行混合粉磨至比表面积600m2/kg，得到的混合粉体既是用于细尾矿路面基层材料的胶凝材料。
步骤2：对于较高强度等级公路(如国道一级公路，或省道一级公路)的路面基层强度要求，路面基层材料的配合比为细铁尾矿：胶凝材料＝8：2，并加入水。路面基层材料的拌合采用强制式工程土搅拌机。在干热气候，并且尾矿粒径小于20微米的条件下，路面基层材料拌合料含水率控制在16.8％。拌合后的路面基层材料中，不含尾矿的胶凝材料中最大团聚体尺寸不大于0.5mm，不含胶凝材料的尾矿最大团聚体尺寸不大于2mm。
步骤3：将拌合均匀并调整好水分的路面基层拌合料分层均匀摊铺在路基之上，并将第一层摊铺的路面基层拌合料作为找平层。第一层摊铺的路面基层拌合料松散厚度最厚部分不大于30cm，最薄部分不小于5cm。经初步碾压后所出现的明显凹陷和较松散部位用找平尺或找平线作为参照，在凹处人工进行填平补齐，新填的松散拌合料其高度应略高于找平尺或找平线允许的高度，再次采用大型震动式压路机碾压10遍后，表面平整程度应符合相应等级公路路面基层施工规范的国家标准。
步骤4：带有找平层功能的第一层路面基层材料完成碾压后，立即进行第二层及以上各层路面基层材料铺装和碾压，一直铺设到设计厚度，总共需铺设2-8层。每一层铺设完成后，采用大型震动式压路机碾压10遍。每层松散铺设厚度不大于10cm。铺设碾压完成后，局部可见孔隙水饱和现象。
步骤5：对于最上一层铺设完毕和进入养护阶段的路面基层材料按照现有等级公路施工规范国家标准的规定，进行表面平整度修整，直至达到相关施工规范的要求。完成铺装碾压最后一层路面基层材料的养护方式采用铺设塑料薄膜密封养护，养护24小时后钻芯取样，无侧限抗压强度1.8兆帕。经过1天的养护，硬化后铺设C40钢筋混凝土路面。
该路面基层材料后续各龄期钻芯取样无侧限抗压强度如表2所示。
表2、实施例2钻芯取样各龄期强度
| 钻芯取样龄期/天 | 抗压强度/兆帕 |
| 1 | 1.8 |
| 7 | 7 |
| 56 | 22 |
实施例3
一种利用铁尾矿制备路面基层材料，由胶凝材料和细铁尾矿组成，细铁尾矿：胶凝材料质量比为9:1；
所述胶凝材料由S95矿渣粉与脱硫灰按质量比1：1组成。
其应用方法为：
步骤1：将S95矿渣粉与脱硫灰进行混合配料后，在高效粉体超细粉磨的管磨机中进行混合粉磨至比表面积590m2/kg，得到的混合粉体既是用于细尾矿路面基层材料的胶凝材料。
步骤2：对于较高强度等级公路(如国道一级公路，或省道一级公路)的路面基层强度要求，路面基层材料的配合比为细铁尾矿：胶凝材料＝9：1，并加入水。路面基层材料的拌合采用强制式工程土搅拌机。在干热气候，并且尾矿粒径小于20微米的条件下，路面基层材料拌合料含水率控制在16.8％。控制拌合后的路面基层材料中，不含尾矿的胶凝材料中最大团聚体尺寸不大于0.5mm，不含胶凝材料的尾矿最大团聚体尺寸不大于2mm。
步骤3：将拌合均匀并调整好水分的路面基层拌合料分层均匀摊铺在路基之上，并将第一层摊铺的路面基层拌合料作为找平层。第一层摊铺的路面基层拌合料松散厚度最厚部分不大于30cm，最薄部分不小于5cm。经初步碾压后所出现的明显凹陷和较松散部位用找平尺或找平线作为参照，在凹处人工进行填平补齐，新填的松散拌合料其高度应略高于找平尺或找平线允许的高度，再次采用大型震动式压路机碾压10遍后，其表面平整程度应符合相应等级公路路面基层施工规范的国家标准。
步骤4：带有找平层功能的第一层路面基层材料完成碾压后，立即进行第二层及以上各层路面基层材料铺装和碾压，一直铺设到设计厚度，总共需铺设2-8层。每一层铺设完成后，采用大型震动式压路机碾压10遍。每层松散铺设厚度不大于10cm。铺设碾压完成后，局部可见孔隙水饱和现象。
步骤5：对于最上一层铺设完毕和进入养护阶段的路面基层材料按照现有等级公路施工规范国家标准的规定，进行表面平整度修整，直至达到相关施工规范的要求。完成铺装碾压最后一层路面基层材料的养护方式采用铺设塑料薄膜密封养护，养护24小时后钻芯取样，无侧限抗压强度0.6兆帕。按设计厚度完成铺装碾压的路面基层材料，经过1天的养护，硬化后铺设C40钢筋混凝土路面。
该路面基层材料后续各龄期钻芯取样无侧限抗压强度如表3所示。
表3、实施例3钻芯取样各龄期强度
| 钻芯取样龄期/天 | 抗压强度/兆帕 |
| 1 | 0.6 |
| 7 | 5.5 |
| 56 | 19 |
实施例4：
一种利用铁尾矿制备路面基层材料，由胶凝材料和细铁尾矿组成，细铁尾矿：胶凝材料质量比为7:3；
所述胶凝材料由S95矿渣粉与脱硫灰以质量比1：1组成。
其应用方法为：
步骤1：将S95矿渣粉与脱硫灰进行混合配料后，在高效粉体超细粉磨的管磨机中进行混合粉磨至比表面积600m2/kg，得到的混合粉体既是用于细尾矿路面基层材料的胶凝材料。
步骤2：对于最高强度等级公路(如高速公路，或大量重载车辆通过的路面)的路面基层强度要求，路面基层材料的配合比为细铁尾矿：胶凝材料＝7：3，并加入水。路面基层材料的拌合采用强制式工程土搅拌机。在干热气候，并且尾矿粒径小于40微米的条件下，路面基层材料拌合料含水率控制在14.5％。控制拌合后的路面基层材料中，不含尾矿的胶凝材料中最大团聚体尺寸不大于0.5mm，不含胶凝材料的尾矿最大团聚体尺寸不大于2mm。
步骤3：将拌合均匀并调整好水分的路面基层拌合料分层均匀摊铺在路基之上，并将第一层摊铺的路面基层拌合料作为找平层。第一层摊铺的路面基层拌合料松散厚度最厚部分不大于30cm，最薄部分不小于5cm。经初步碾压后所出现的明显凹陷和较松散部位用找平尺或找平线作为参照，在凹处人工进行填平补齐，新填的松散拌合料其高度应略高于找平尺或找平线允许的高度，再次采用大型震动式压路机碾压10遍后，其表面平整程度应符合相应等级公路路面基层施工规范的国家标准。
步骤4：带有找平层功能的第一层路面基层材料完成碾压后，立即进行第二层及以上各层路面基层材料铺装和碾压，一直铺设到设计厚度，总共需铺设2-8层。每一层铺设完成后，采用大型震动式压路机碾压10遍。每层松散铺设厚度不大于10cm。铺设碾压完成后，局部可见孔隙水饱和现象。
步骤5：对于最上一层铺设完毕和进入养护阶段的路面基层材料按照现有等级公路施工规范国家标准的规定，进行表面平整度修整，直至达到相关施工规范的要求。完成铺装碾压最后一层路面基层材料的养护方式采用铺设塑料薄膜密封养护，养护24小时后钻芯取样，无侧限抗压强度3.6兆帕。按设计厚度完成铺装碾压的路面基层材料，经过1天的养护，硬化后铺设C40钢筋混凝土路面。。
该路面基层材料后续各龄期钻芯取样无侧限抗压强度如表4所示。
表4、实施例4钻芯取样各龄期强度
| 钻芯取样龄期/天 | 抗压强度/兆帕 |
| 1 | 3.6 |
| 7 | 8.9 |
| 56 | 28.4 |
实施例5
一种利用铁尾矿制备路面基层材料，由胶凝材料和细铁尾矿组成，细铁尾矿：胶凝材料质量比为9:1；
所述胶凝材料由S95矿渣粉与脱硫灰按质量比1：1组成。
其应用方法为：
步骤1：将S95矿渣粉与脱硫灰进行混合配料后，在高效粉体超细粉磨的管磨机中进行混合粉磨至比表面积570m2/kg，得到的混合粉体既是用于细尾矿路面基层材料的胶凝材料。
步骤2：对于较高强度等级公路(如国道一级公路，或省道一级公路)的路面基层强度要求，路面基层材料的配合比为细铁尾矿：胶凝材料＝9：1，并加入水。路面基层材料的拌合采用强制式工程土搅拌机。在干热气候，并且尾矿粒径小于40微米的条件下，路面基层材料拌合料含水率控制在14.5％。控制拌合后的路面基层材料中，不含尾矿的胶凝材料中最大团聚体尺寸不大于0.5mm，不含胶凝材料的尾矿最大团聚体尺寸不大于2mm。
步骤3：将拌合均匀并调整好水分的路面基层拌合料分层均匀摊铺在路基之上，并将第一层摊铺的路面基层拌合料作为找平层。第一层摊铺的路面基层拌合料松散厚度最厚部分不大于30cm，最薄部分不小于5cm。经初步碾压后所出现的明显凹陷和较松散部位用找平尺或找平线作为参照，在凹处人工进行填平补齐，新填的松散拌合料其高度应略高于找平尺或找平线允许的高度，再次采用大型震动式压路机碾压10遍后，其表面平整程度应符合相应等级公路路面基层施工规范的国家标准。
步骤4：带有找平层功能的第一层路面基层材料完成碾压后，立即进行第二层及以上各层路面基层材料铺装和碾压，一直铺设到设计厚度，总共需铺设2-8层。每一层铺设完成后，采用大型震动式压路机碾压10遍。每层松散铺设厚度不大于10cm。铺设碾压完成后，局部可见孔隙水饱和现象。
步骤5：对于最上一层铺设完毕和进入养护阶段的路面基层材料按照现有等级公路施工规范国家标准的规定，进行表面平整度修整，直至达到相关施工规范的要求。完成铺装碾压最后一层路面基层材料的养护方式采用铺设塑料薄膜密封养护，养护24小时后钻芯取样，无侧限抗压强度0.7兆帕。按设计厚度完成铺装碾压的路面基层材料，经过1天的养护，硬化后铺设C40钢筋混凝土路面。
该路面基层材料后续各龄期钻芯取样无侧限抗压强度如表5所示。
表5、实施例5钻芯取样各龄期强度
Claims (9)
1.一种利用铁尾矿制备路面基层材料，其特征在于，由胶凝材料和细铁尾矿组成，细铁尾矿：胶凝材料质量比为7:3～9:1；
所述胶凝材料由S95矿渣粉与脱硫灰组成。
2.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备路面基层材料，其特征在于，所述胶凝材料的比表面积为550m2/kg～600m2/kg。
3.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备路面基层材料，其特征在于，S95矿渣粉与脱硫灰的质量比为3:7～7:3。
4.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备路面基层材料，其特征在于，S95矿渣粉符合《GB/T18046-2000》标准。
5.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备路面基层材料，其特征在于，细铁尾矿粒度≤150微米。
6.权利要求1～5任意一项所述的路面基层材料的应用，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将S95矿渣粉与脱硫灰按质量比混合配料后，混合粉磨至比表面积550m2/kg～600m2/kg，得到胶凝材料；
步骤2：将细尾矿与胶凝材料按质量比混合，并加入水，使拌合料含水率在7％-20％；
步骤3：将拌合均匀并调整好水分的拌合料分层均匀摊铺在路基之上，并将第一层摊铺的拌合料作为找平层；第一层摊铺的拌合料松散厚度最厚部分不大于30cm，最薄部分不小于5cm；再对第一层摊铺的拌合料找平，然后碾压5-10遍，形成第一层路面基层材料；
步骤4：进行第二层及上面各层路面基层材料铺装和碾压；每层松散铺设厚度不大于10cm，依次对各层碾压，直至达到路面工程设计厚度要求；
步骤5：完成铺装碾压的路面基层材料经过1-7天的养护，硬化后，进行表面平整度修整至达到相关施工规范的要求，再进行水泥混凝土路面或沥青混凝土路面的铺设。
7.根据权利要求5所述的路面基层材料的应用，其特征在于，所述步骤2，拌合后的拌合料中，不含尾矿的胶凝材料中最大团聚体尺寸不大于0.5mm，不含胶凝材料的细尾矿最大团聚体尺寸不大于2mm。
8.根据权利要求5所述的路面基层材料的应用，其特征在于，所述步骤5，完成铺装碾压最后一层路面基层材料后的养护方式为覆膜养护或喷水碾压养护。
9.根据权利要求5所述的路面基层材料的应用，其特征在于，所述步骤5，完成铺装碾压的路面基层材料各龄期钻芯取样无侧限抗压强度分别为：1天0.6～3.6兆帕，7天5.5～8.9兆帕，56天19～28.4兆帕。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310010979.XA CN116375397A (zh) | 2023-01-05 | 2023-01-05 | 利用铁尾矿制备路面基层材料及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310010979.XA CN116375397A (zh) | 2023-01-05 | 2023-01-05 | 利用铁尾矿制备路面基层材料及其应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116375397A true CN116375397A (zh) | 2023-07-04 |
Family
ID=86964478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310010979.XA Pending CN116375397A (zh) | 2023-01-05 | 2023-01-05 | 利用铁尾矿制备路面基层材料及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116375397A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0665902A (ja) * | 1992-08-18 | 1994-03-08 | Tsukio I | 道路の舗装方法及び舗装構造 |
| KR101600776B1 (ko) * | 2015-06-18 | 2016-03-08 | 대로이엔씨(주) | 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 교면 포장 공법 |
| CN110331633A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-10-15 | 中建八局第三建设有限公司 | 一种水泥稳定碎石路面施工工艺 |
| CN110885203A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-03-17 | 北京建筑材料科学研究总院有限公司 | 一种复合矿物掺和料及其制备方法 |
| CN113087480A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-07-09 | 上海宝钢新型建材科技有限公司 | 一种含超细尾泥的应用型胶结充填料及其制备方法和应用 |
| AU2021103385A4 (en) * | 2021-06-16 | 2021-08-26 | University Of Science And Technology Beijing | Cemented backfill materials containing circulating fluidized bed incineration fly ash and its preparation method |
-
2023
- 2023-01-05 CN CN202310010979.XA patent/CN116375397A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0665902A (ja) * | 1992-08-18 | 1994-03-08 | Tsukio I | 道路の舗装方法及び舗装構造 |
| KR101600776B1 (ko) * | 2015-06-18 | 2016-03-08 | 대로이엔씨(주) | 고성능 시멘트 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 교면 포장 공법 |
| CN110331633A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-10-15 | 中建八局第三建设有限公司 | 一种水泥稳定碎石路面施工工艺 |
| CN110885203A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-03-17 | 北京建筑材料科学研究总院有限公司 | 一种复合矿物掺和料及其制备方法 |
| CN113087480A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-07-09 | 上海宝钢新型建材科技有限公司 | 一种含超细尾泥的应用型胶结充填料及其制备方法和应用 |
| AU2021103385A4 (en) * | 2021-06-16 | 2021-08-26 | University Of Science And Technology Beijing | Cemented backfill materials containing circulating fluidized bed incineration fly ash and its preparation method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 董培鑫;王忠红;高谦;袁国斌;: "鞍钢矿山全尾砂新型充填胶凝材料配方正交试验与优化", 矿业研究与开发, no. 12, 31 December 2015 (2015-12-31) * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Effects of SCMs particles on the compressive strength of micro-structurally designed cement paste: Inherent characteristic effect, particle size refinement effect, and hydration effect | |
| CN107241905A (zh) | 纳米水泥及其生产方法 | |
| CN101475353B (zh) | 一种无砟轨道板用混凝土 | |
| CN102092993A (zh) | 一种再生骨料混凝土的纳米强化方法 | |
| CN106587843A (zh) | 一种高强高透水无机混凝土及其制备方法 | |
| CN110563397B (zh) | 一种基于干法脱硫灰的少熟料高抗渗型场坪硬化材料 | |
| CN112876166A (zh) | 冶金基固废加固材料及制备方法 | |
| CN113620655B (zh) | 一种尾砂基建筑渣土水稳层基料的固化剂 | |
| CN114702294B (zh) | 一种固废基超缓凝胶凝材料及其制备方法和应用 | |
| CN113754398A (zh) | 一种改性磷石膏稳定碎石及其制备方法和应用 | |
| CN115073090B (zh) | 抗收缩的建筑垃圾稳定道路基层材料及其应用 | |
| CN115925330B (zh) | 一种铁尾矿高性能透水砖及其制备方法 | |
| CN104529368B (zh) | 一种利用搅拌站废水配制的无熟料水泥超高强混凝土及其使用方法 | |
| CN113754331A (zh) | 一种赤泥基胶凝材料及其制备方法和应用 | |
| CN105967596A (zh) | 一种水泥基灌浆材料及其制备方法和应用 | |
| CN113716928A (zh) | 一种道路及其水稳层和制备工艺 | |
| CN108516766A (zh) | 一种尾矿水硬性道路基层材料的制备方法 | |
| CN105418046A (zh) | 一种环保型路面基层用水泥基材料 | |
| CN109553355A (zh) | 一种c40p12地铁混凝土及其制备方法 | |
| CN110563405B (zh) | 一种环保掺合料混凝土及其制备工艺 | |
| CN104692770A (zh) | 用建筑垃圾复合钢渣制得的道路铺筑材料及其制备方法 | |
| CN116924740A (zh) | 一种赤泥-石墨尾矿道路基层材料及其制备方法和应用 | |
| CN116375397A (zh) | 利用铁尾矿制备路面基层材料及其应用 | |
| Sverguzova et al. | Using ferruginous quartzite tailings in dry building mixes | |
| CN109437769A (zh) | 一种c30p10地铁混凝土及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |