CN116924748A - 固废资源再利用型透水路面铺装材料及其制备方法、应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固废资源再利用型透水路面铺装材料及其制备方法、应用。固废资源再利用型透水路面铺装材料,其质量份数的配方组分为:粗骨料;细骨料,占粗骨料重量比5‑50%;水泥,占骨料重量比15‑25%;辅助型胶凝材料,占水泥重量比0‑65%;固废资源再利用型胶凝材料,占水泥重量比10‑80%;激发剂,占胶凝材料重量比2‑30%;功能型外加剂,占除骨料以外的材料重量比0.39‑1.21%;水,占总质量的3‑8%。本发明以铁尾矿砂泥和冶金废渣作为原料生产胶凝材料,再以这些胶凝材料为原料制备透水路面铺装材料,一方面解决高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣被当作固体废弃物丢弃,另一方面摆脱了因透水混凝土的需求日益增长而导致的胶凝材料等生产原料供应不足、材料性能差的问题。

Description

固废资源再利用型透水路面铺装材料及其制备方法、应用
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种固废资源再利用型透水路面铺装材料及其制备方法、应用。
背景技术
铁尾矿砂来源于铁矿山的开发,是含铁矿石经破碎、磨矿、分选后排出的固体废弃物,铁矿石开采过程产生大量铁尾矿砂泥料,这些铁尾矿砂泥料高含水率,很多情况含水率高达15%以上,因此,又被称之为铁尾矿砂湿泥。若继续进行脱水处理,增加处理成本;且脱水后堆放仍然占用空间资源、存在安全隐患。此外,冶金行业产生大量的冶炼废渣,这些废渣大量堆放占用大量土地、易造成土壤与水污染,时间长了会造成渣活性降低、处理难度加大等。
如今越来越多的高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣随着工业化进程而产生,而高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣作为工业废料,它们排放对环境存在危害,到目前为止,对于高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣这些工业废料的资源化利用没有更好的办法。因此,在相当长的时间内,高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣被当作固体废弃物丢弃,严重污染环境。随着环境保护意识的增强和技术的发展,固体废弃物的资源化再利用成了解决这一难题的共识。
透水混凝土是以水泥、特殊级配骨料、胶凝材料、水和外加剂按一定比例和特定工艺配制而成孔隙均匀分布的蜂窝状结构。这种蜂窝状结构能将表面的水分通过自身和基层原地渗透或就近渗透至土壤中,从而维护局部地区的地下水位、净化水质、减小城市排水系统的排水负荷和低洼地区的雨水聚集。透水混凝土因其能收集降雨期间降落在其表面的雨水,同时,还可收集附近普通混凝土制备的路面和停车场、草坪和屋面等排放的雨水。因此,采用透水混凝土建造的透水路面,除了具有渗水而具有排水功能外,还能增大摩擦力而能防滑,吸声而能降噪,乃至调节温湿等诸多优点,故在建造停车场、人行道和低交通负荷要求的行车路面(如公园、小区或停车库至主干道的道路)等应用广泛。当前,出于满足当前节约水资源和保护环境的需求、降雨排放过程中的水质维护和防止城市降雨期间的洪涝灾害,以及行车安全和路面噪声控制的目的,透水混凝土的需求与日俱增。
此外,研究开发长寿命、抗滑、抗开裂、可透水、低噪音的透水混凝土路面既是公路路面修筑技术的需要,又和国家、交通行业经济技术政策相适应,实现“海绵城市”等可持续发展的总体目标,对公路交通建设的发展十分必要和及时,现实意义重大。
综上所述,首先,高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣被当作固体废弃物丢弃,严重污染环境。其次,随着国家、交通行业对于修筑透水公路路面的日益重视,透水混凝土的生产原料如胶凝材料,其需求只会是与日俱增,会陷入供应不足的困境,这种胶凝材料等生产原料供应不足的困境,短期情况下,可能会影响供求关系而推高透水混凝土的价格,长此以往,将不利于透水公路路面整个行业的持续发展。然而,胶凝材料的主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁等,正好存在于铁尾矿砂和冶金废渣中,只要能将高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣经过机械研磨,获得复合粉料,这种复合粉料就可以作为生产透水混凝土的原料使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种固废资源再利用型透水路面铺装材料及其制备方法、应用,以高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣作为原料生产胶凝材料,再以这些胶凝材料为原料制备透水混凝土修筑透水混凝土路面,一方面解决高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣被当作固体废弃物丢弃,严重污染环境的问题,另一方面摆脱了因透水混凝土的需求日益增长而导致的胶凝材料等生产原料供应不足、材料性能差的问题。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:
本发明第一方面提供一种固废资源再利用型透水路面铺装材料,其质量份数的配方组分为:
粗骨料;
细骨料,占粗骨料重量比5-50%;
水泥,占骨料重量比15-25%;
辅助型胶凝材料,占水泥重量比0-65%;
固废资源再利用型胶凝材料,占水泥重量比10-80%;
激发剂,占胶凝材料重量比2-30%;
功能型外加剂,占除骨料以外的材料重量比0.39-1.21%;
水,占总质量的3-8%。
在一些实施例中,所述粗骨料为珊瑚石、破碎后的建筑弃砖、废弃破碎混凝土、钢渣、碎石中的一种或几种粗骨料的混合物;
所述细骨料为珊瑚砂、尾矿砂、陶粒中的一种或几种的混合物;
所述水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥;
所述辅助型胶凝材料为硅藻土、膨润土、石英粉、白云石粉中的一种或几种的混合物;
所述激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、硫酸钠、氧化钙、氯化钙、碳酸钠、硅酸钠中的一种或几种的混合物;
所述功能型外加剂为聚羧酸系高效减水粉剂、聚羧酸系高效减水液剂、萘系减水粉剂中的一种或几种的混合物。
在一些实施例中,所述固废资源再利用型胶凝材料包括珊瑚粉、尾矿粉、粉煤灰、矿渣粉、硅灰、页岩、赤泥、偏高岭土中一种或几种的混合物。
在一些实施例中,所述固废资源再利用型胶凝材料包括铁尾矿砂细粒料和冶金废渣粉料,其中铁尾矿砂细粒料来源于高含水率的铁尾矿砂泥,冶金废渣粉料来源于冶金废渣,包括钒铁渣粉料、镍渣粉料和钒钛渣粉料,质量份数的配方组分为:铁尾矿砂细粒料30~50份,钒铁渣粉料10~30份,镍渣粉料10~20份,钒钛渣粉料20~45份。
在一些实施例中,所述铁尾矿砂细粒料以高含水率的铁尾矿砂泥为直接原料,由高含水率的铁尾矿砂泥经烘干、磨细制得,所述铁尾矿砂细粒料中的二氧化硅质量占比在70%以上。
在一些实施例中,所述铁尾矿砂细粒料的粒径分布为:粒径<0.088mm的质量占比为22%,粒径为0.1~0.088mm的质量占比为24%,粒径为0.315~0.1mm的质量占比为48%,粒径为0.4~0.315mm的质量占比为6%;
所述钒铁渣粉料的粒径<0.2mm,其中Al2O3成分的质量比为60~80%,CaO成分的质量比为10~20%,MgO成分质量比为5~15%,其他成分的质量比组分在1.5%以下;
所述镍渣粉料的粒径<0.2mm份,其中SiO2成分的质量比为30~45%,CaO和MgO成分的质量比为15~40%,Al2O3成分的质量占比为5~10%,FeO成分的质量比为15~30%,其他氧化物成分的质量比在1.5%以下;
所述钒钛渣粉料的粒径<0.2mm,其中CaO成分的质量比为20~30%,SiO2成分的质量占比为20~30%,Al2O3成分的质量比为10~18%,MgO成分的质量比为5~10%,TiO2成分的质量比为20~30%,其他氧化物的质量比在1.0%以下。
本发明另一方面提供一种所述的固废资源再利用型透水路面铺装材料的制备方法,包括
将粗骨料和细骨料混合后,加入30%的水,搅拌30秒,使粗骨料和细骨料表面润湿;
将功能型外加剂加入30%的水,搅拌30秒,使功能型外加剂完全溶解于水中;
将剩余的水泥、辅助型胶凝材料、固废资源再利用型胶凝材料和激发剂按比例混合后加入40%的水,搅拌60秒至均匀,形成胶凝材料浆体;
完成所有原材料按比例混合后,搅拌120秒,使所述胶凝材料浆体均匀包裹于粗骨料和细骨料,且静置后不离析,获得新拌混合物。
本发明再一方面提供一种固废资源再利用型透水路面铺装材料在制备试件上的应用,包括以下步骤:
采用本发明另一方面所述的固废资源再利用型透水路面铺装材料的制备方法制备新拌混合物;
将所述新拌混合物倒入不同性能测试所用的模具中,抹平后在模具的上方垂直施加1.0MPa的静压荷载30秒;
荷载消除后覆膜24小时;
脱模放入恒温恒湿养护箱养护28天,进行性能测试试验。
在一些实施例中,所述性能测试试验包括抗压强度试验、抗折强度试验、透水系数试验、耐磨性试验以及孔隙率试验,
所述抗压强度试验、所述抗折强度试验、所述透水系数试验、所述耐磨性试验依据行业标准《透水混凝土(JC/T 2558-2020)》进行,所述孔隙率试验依据行业标准《透水混凝土路面技术规程(DB11/T 775-2010)》进行。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:
(一)本发明首先公开了一种固废资源再利用型胶凝材料,以高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣作为原料生产胶凝材料,解决高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣被当作固体废弃物丢弃,严重污染环境的问题。
(二)本发明公开了一种固废资源再利用型透水路面铺装材料及其制备方法,以粗骨料、细骨料、水泥、固废资源再利用型胶凝材料、激发剂、功能型外加剂和水为原料制备透水混凝土修筑透水混凝土路面,其中使用上述胶凝材料制备透水混凝土修筑透水混凝土路面,将高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣被当作固变废为宝。一方面,充分考虑固废资源型城市在建设过程中缺乏资源的难处,合理利用来自沿海地区及海岛的丰富资源、来自城市建筑垃圾、来自矿山开采产生的尾矿资源等即可生产固废资源再利用型透水路面铺装材料,取材方便;另一方面,在进行配合比设计时设计了激发剂和功能型外加剂,有助于提高胶凝材料的化学活性。本发明为城市开发建设中固废资源化利用的建设理念提供更多的可能性。
(三)采用本发明公开的方法制备的透水路面材料,具有抗压强度高、透水系数高、耐磨性优异,且孔隙率设计合理,能够满足沿海地区和内陆城市雨季排水系统的设计要求,且有利于调节城市的温湿度,在缓解城市“热岛效应”的同时防止内涝,保证人民的健康和安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。
图1示出本发明透水路面铺装材料制备过程效果图,其中(a)-(d)分别为预润湿、浆体制备、拌和、成型;
图2示出本发明透水路面铺装材料搅拌完成后的状态对比效果图,其中(a)、(c)为非本发明制备工艺,(b)为本发明制备工艺;
图3示出本发明透水路面铺装材料固化成型后状态对比(抗压强度测试试块)示意图,其中(a)为非本发明组分和制备工艺,(b)为本发明组分和制备工艺;
图4示出本发明透水路面铺装材料进行路面铺装的喷淋透水效果示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1:一种固废资源再利用型胶凝材料
实施例1提供一种固废资源再利用型胶凝材料,也叫复合胶凝剂,之所以称之为固废资源再利用型胶凝材料,是因为它以高含水率的铁尾矿砂泥与冶金废渣这样的工业废料为原料,实现了固废资源再利用,下面对其组成进行详细介绍。
该固废资源再利用型胶凝材料以高含水率的铁尾矿砂与冶金废渣这样的工业废料为原料制备而成,按质量组份计,组成如下:铁尾矿砂细粒料30~50份,钒铁渣粉料10~30份,镍渣粉料10~20份、钒钛渣粉料20~45份。
铁尾矿砂细粒料以高含水率的铁尾矿砂泥为直接原料,其中,铁尾矿砂湿泥高含水,铁尾矿砂砂湿泥经烘干、磨细后制得铁尾矿砂细粒料,铁尾矿砂细粒料中的二氧化硅质量占比在70%以上。
铁尾矿砂细粒料的粒径分布为:铁尾矿砂细粒料的粒径<0.088mm的质量占比为22%,铁尾矿砂细粒料的粒径为0.1~0.088mm的质量占比为24%,铁尾矿砂细粒料的粒径为0.315~0.1mm的质量占比为48%,铁尾矿砂细粒料的粒径为0.4~0.315mm的质量占比为6%。
钒铁渣粉料的粒径<0.2mm,其中Al2O3成分的质量比为60~80%,CaO成分的质量比为10~20%,MgO成分质量比为5~15%,其他成分的质量比组分在1.5%以下。
镍渣粉料的粒径粒径<0.2mm份,其中SiO2成分的质量比为30~45%,CaO和MgO成分的质量比为15~40%,Al2O3成分的质量占比为5~10%,FeO成分的质量比为15~30%,其他氧化物成分的质量比在1.5%以下。
钒钛渣粉料的粒径粒径<0.2mm,其中CaO成分的质量比为20~30%,SiO2成分的质量占比为20~30%,Al2O3成分的质量比为10~18%,MgO成分的质量比为5~10%,TiO2成分的质量比为20~30%,其他氧化物的质量比在1.0%以下。
以高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣作为原料生产胶凝材料,再将这些胶凝材料制备透水混凝土修筑透水混凝土路面,解决高含水率的铁尾矿砂泥和冶金废渣被当作固体废弃物丢弃,严重污染环境的问题。
另外,上述组分含量中,SiO2、CaO和MgO等几种氧化物含量与水泥类似,经过碱激发促进水化反应后具有适合透水路面材料的强度。同时选用的渣粉料中Al2O3、FeO和TiO2等含量偏低,不再适合进一步选矿提炼或制备耐火材料,本发明将其作为胶凝材料用于生产制作透水路面铺装材料,实现了固废资源的高附加值利用,为低Al2O3含量的矿物渣粉提供更有价值的消纳方式。
实施例2:一种固废资源再利用型透水路面铺装材料
实施例2提供了一种固废资源再利用型透水路面铺装材料,采用实施例1的固废资源再利用型胶凝材料为原料,下面对其组成进行详细描述。
该固废资源再利用型透水路面铺装材料包括粗骨料、细骨料、水泥、固废资源再利用型胶凝材料、激发剂、功能型外加剂和水。具体地,固废资源再利用型透水路面铺装材料的质量份数的配方组分为:
粗骨料;
细骨料,占粗骨料重量比5-50%;
水泥,占骨料重量比15-25%;
辅助型胶凝材料,占水泥重量比0-65%;
固废资源再利用型胶凝材料,占水泥重量比10-80%;
激发剂,占胶凝材料重量比2-30%;
功能型外加剂,占除骨料以外的材料重量比0.39-1.21%;
水,占总质量的3-8%。
具体地,粗骨料为珊瑚石、破碎后的建筑弃砖、废弃破碎混凝土、钢渣、碎石等中的一种或几种粗骨料的混合物。
细骨料为珊瑚砂、尾矿砂、陶粒等中的一种或几种的混合物。
水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥。
辅助型胶凝材料为硅藻土、膨润土、石英粉、白云石粉等中的一种或几种的混合物。
激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、硫酸钠、氧化钙、氯化钙、碳酸钠、硅酸钠等中一种或几种的混合物。
功能型外加剂为聚羧酸系高效减水粉剂、聚羧酸系高效减水液剂、萘系减水粉剂等中的一种或几种的混合物。
其中,固废资源再利用型胶凝材料为实施例1的固废资源再利用型胶凝材料,还可以是珊瑚粉、尾矿粉,粉煤灰、矿渣粉、硅灰、页岩、赤泥、偏高岭土中的一种或几种的混合物。
作为一种具体的实施方式,该固废资源再利用型透水路面铺装材料配方组成可以采用如下表1所示:
表1 固废资源再利用型透水路面铺装材料配方组成
由于该固废资源再利用型透水路面铺装材料,其原料、新拌和易性、力学性能等均与混凝土类似,因此,该固废资源再利用型透水路面铺装材料的拌合物也是一种透水混凝土,具备透水混凝土的优点,可总结如下:1)在城市地区的降雨期间,通过分散雨水的流向,减小城市排水管道的工作负荷并有效避免局部区域的积水,这对于人口众多、交通和地形状况复杂的大都市具有重要意义;2)雨水通过透水混凝土向基层和土壤中渗透,可补充所在地区的地下水位,具有环境保护和调节水资源可持续发展的作用;3)透水混凝土对雨水的就地渗透,一方面可在渗透的过程中对雨水产生净化效应,另一方面还可有效避免雨水与可污染物或被污染水体的接触,避免了雨水的二次污染;4)降雨过程中渗透至透水混凝土基层和土壤中的水分,在晴天的时候可以部分蒸发出来,会降低城市的热岛效应;5)透水混凝土路面可降低并吸收行车噪音、减小声污染,这对于交通流量较大、空间狭小的城市内街道周边的工作和居住环境具有重要意义;6)相对于普通混凝土,透水混凝土与车辆轮胎之间的摩擦力增大且摩擦力衰减梯度减小,同时,通过及时排放道路表面的积水,可有效减少车辆在行驶过程中的侧滑现象;此外,对道路表面雨水的及时排放,还可避免车辆在行驶过程中的泼溅现象和夜晚灯光下产生的眩光现象,提高了行车安全。多孔水泥混凝土还可以用于人行步道、自行车道、公交车站台、市政广场等。此外,公园绿道、树围、花台、校园、住宅小区道路、室外停车场、屋面等,也可用于植被护坡工程,为河道两岸创造优良的水文生态环境。
此外,与透水混凝土的应用一样,该固废资源再利用型透水路面铺装材料应综合考虑孔隙率-孔隙连通程度、强度、抗磨损能力、抗车辙能力、抗开裂能力之间的关系,合理的设计、制备、施工和维护是透水混凝土工作能力和服役寿命的保障。
实施例3:一种固废资源再利用型透水路面铺装材料的制备方法
实施例3提供一种固废资源再利用型透水路面铺装材料的制备方法,制备实施例2中的固废资源再利用型透水路面铺装材料,该方法包括以下步骤:
将粗骨料和细骨料混合后,加入30%的水,搅拌30秒,使粗骨料和细骨料表面润湿,如图1中的(a)所示;
将功能型外加剂加入30%的水,搅拌30秒,使功能型外加剂完全溶解于水中;
将剩余的水泥、辅助型胶凝材料、固废资源再利用型胶凝材料和激发剂按比例混合后加入40%的水,搅拌60秒至均匀,形成胶凝材料浆体,如图1中的(b)所示;
完成所有原材料按比例混合后,搅拌120秒,使胶凝材料浆体均匀包裹于粗骨料和细骨料,且静置后不离析,制备得到新拌混合物,如图1中的(c)所示。
新拌混合物按施工规范即可进行路面铺装,如图1中的(d)所示。
相比较而言,常规工艺为水泥/胶凝材料/激发剂和水预混成浆体后,加入粗/细骨料搅拌。该制备方法采用30%水润湿粗/细骨料,原因为骨料表面的浮尘和多孔形态会吸收一定量的水分。先将表面预润湿,可有效防止后期浆体包裹不均匀现象,同时也能防止浆体中的水分被骨料吸收后出现后增稠的现象,导致水泥/胶凝材料的用水量不足,影响铺装材料最终强度。
同时,该制备方法将总用水量分为三部分,分别加在骨料、外加剂、胶凝材料中均匀搅拌,使得各组分在水中搅拌更加完全,分散更加均匀。如图2所示,图2示出了透水路面铺装材料搅拌完成后的状态对比,其中(a)、(c)为非本发明制备工艺,(b)为采用了本发明制备工艺,(a)能明显看出浆体流动度差,包裹骨料不完全,(b)示出浆体流动度合适,均匀包裹骨料,而(c)则显示浆体流动度大,淌浆堵孔。由此可见,采用本发明的材料和相应的制备方法,可保证总用水量不变的情况下,浆体更加均匀地包裹骨料表面,不出现淌浆现象。
实施例4:固废资源再利用型透水路面铺装材料在制备试件上的应用
实施例4提供采用固废资源再利用型透水路面铺装材料制备试件的方法,包括以下步骤:
采取实施例3的固废资源再利用型透水路面铺装材料的制备方法制备新拌混合物;如图3所示,图3示出了透水路面铺装材料固化成型后状态对比(抗压强度测试试块),其中(a)为非本发明组分和制备工艺,所示浆体未完全包裹骨料,出现淌浆、封底的不透水现象,(b)为采用本发明组分和制备工艺,示出浆体均匀包裹骨料,透水通道结构明显,透水性良好;
然后将新拌混合物倒入不同性能测试所用的模具中,抹平后在模具的上方垂直施加1.0MPa的静压荷载30秒;
荷载消除后覆膜24小时;
脱模放入恒温恒湿养护箱养护28天,进行性能测试试验。
其中,性能测试试验包括抗压强度试验、抗折强度试验、透水系数试验、耐磨性试验以及孔隙率试验,
抗压强度试验、抗折强度试验、透水系数试验、耐磨性试验依据行业标准《透水混凝土》(JC/T 2558-2020)进行,孔隙率试验依据行业标准《透水混凝土路面技术规程》(DB11/T 775-2010)进行。
性能测试试验结果如表2所示:
表2 固废资源再利用型透水路面铺装材料测试
通过以上五组试验及结果,验证了在本发明保护的组分和配合比制备透水路面,可满足相关路用性能要求。在骨料含量不变的情况下,固废资源再利用型胶凝材料部分替代水泥,通过激发剂作用可实现对胶凝体系的补强作用。在骨料含量不变的情况下,粗细骨料配合使用,实现透水系数和孔隙率的可调可控。透水系数和孔隙率不仅与材料组分有关,还受到制备工艺影响,不合理的制备工艺将会导致所制备的透水路面混凝土失败,即结构不透水或透水性差,例如图3中(a)所示浆体未完全包裹骨料,出现淌浆、封底的不透水现象,就是一个失败的案例,底浆会透到结构底部,不仅不透水,强度也差。
最后,本发明的透水路面铺装材料进行路面铺装,效果如图4所示,路面铺装并养护后进行喷淋,可见透水性良好。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种固废资源再利用型透水路面铺装材料,其特征在于:其质量份数的配方组分为:
粗骨料;
细骨料,占粗骨料重量比5-50%;
水泥,占骨料重量比15-25%;
辅助型胶凝材料,占水泥重量比0-65%;
固废资源再利用型胶凝材料,占水泥重量比10-80%;
激发剂,占胶凝材料重量比2-30%;
功能型外加剂,占除骨料以外的材料重量比0.39-1.21%;
水,占总质量的3-8%。
2.根据权利要求1所述的固废资源再利用型透水路面铺装材料,其特征在于:
所述粗骨料为珊瑚石、破碎后的建筑弃砖、废弃破碎混凝土、钢渣、碎石中的一种或几种粗骨料的混合物;
所述细骨料为珊瑚砂、尾矿砂、陶粒中的一种或几种的混合物;
所述水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥;
所述辅助型胶凝材料为硅藻土、膨润土、石英粉、白云石粉中的一种或几种的混合物;
所述激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、硫酸钠、氧化钙、氯化钙、碳酸钠、硅酸钠中的一种或几种的混合物;
所述功能型外加剂为聚羧酸系高效减水粉剂、聚羧酸系高效减水液剂、萘系减水粉剂中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的固废资源再利用型透水路面铺装材料,其特征在于:
所述固废资源再利用型胶凝材料包括珊瑚粉、尾矿粉、粉煤灰、矿渣粉、硅灰、页岩、赤泥、偏高岭土中一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的固废资源再利用型透水路面铺装材料,其特征在于:
所述固废资源再利用型胶凝材料包括铁尾矿砂细粒料和冶金废渣粉料,其中铁尾矿砂细粒料来源于高含水率的铁尾矿砂泥,冶金废渣粉料来源于冶金废渣,包括钒铁渣粉料、镍渣粉料和钒钛渣粉料,质量份数的配方组分为:铁尾矿砂细粒料30~50份,钒铁渣粉料10~30份,镍渣粉料10~20份,钒钛渣粉料20~45份。
5.根据权利要求4所述的固废资源再利用型透水路面铺装材料,其特征在于:
所述铁尾矿砂细粒料以高含水率的铁尾矿砂泥为直接原料,由高含水率的铁尾矿砂泥经烘干、磨细制得,所述铁尾矿砂细粒料中的二氧化硅质量占比在70%以上。
6.根据权利要求4所述的固废资源再利用型透水路面铺装材料,其特征在于:
所述铁尾矿砂细粒料的粒径分布为:粒径<0.088mm的质量占比为22%,粒径为0.1~0.088mm的质量占比为24%,粒径为0.315~0.1mm的质量占比为48%,粒径为0.4~0.315mm的质量占比为6%;
所述钒铁渣粉料的粒径<0.2mm,其中Al2O3成分的质量比为60~80%,CaO成分的质量比为10~20%,MgO成分质量比为5~15%,其他成分的质量比组分在1.5%以下;
所述镍渣粉料的粒径<0.2mm份,其中SiO2成分的质量比为30~45%,CaO和MgO成分的质量比为15~40%,Al2O3成分的质量占比为5~10%,FeO成分的质量比为15~30%,其他氧化物成分的质量比在1.5%以下;
所述钒钛渣粉料的粒径<0.2mm,其中CaO成分的质量比为20~30%,SiO2成分的质量占比为20~30%,Al2O3成分的质量比为10~18%,MgO成分的质量比为5~10%,TiO2成分的质量比为20~30%,其他氧化物的质量比在1.0%以下。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的固废资源再利用型透水路面铺装材料的制备方法,其特征在于:包括
将粗骨料和细骨料混合后,加入30%的水,搅拌30秒,使粗骨料和细骨料表面润湿;
将功能型外加剂加入30%的水,搅拌30秒,使功能型外加剂完全溶解于水中;
将剩余的水泥、辅助型胶凝材料、固废资源再利用型胶凝材料和激发剂按比例混合后加入40%的水,搅拌60秒至均匀,形成胶凝材料浆体;
完成所有原材料按比例混合后,搅拌120秒,使所述胶凝材料浆体均匀包裹于粗骨料和细骨料,且静置后不离析,获得新拌混合物。
8.一种固废资源再利用型透水路面铺装材料在制备试件上的应用,其特征在于:包括以下步骤:
采用权利要求7所述的固废资源再利用型透水路面铺装材料的制备方法制备新拌混合物;
将所述新拌混合物倒入不同性能测试所用的模具中,抹平后在模具的上方垂直施加1.0MPa的静压荷载30秒;
荷载消除后覆膜24小时;
脱模放入恒温恒湿养护箱养护28天,进行性能测试试验。
9.根据权利要求8所述的固废资源再利用型透水路面铺装材料在制备试件上的应用,其特征在于:
所述性能测试试验包括抗压强度试验、抗折强度试验、透水系数试验、耐磨性试验以及孔隙率试验,
所述抗压强度试验、所述抗折强度试验、所述透水系数试验、所述耐磨性试验依据行业标准《透水混凝土(JC/T 2558-2020)》进行,所述孔隙率试验依据行业标准《透水混凝土路面技术规程(DB11/T 775-2010)》进行。
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