CN1891758A - 一种利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料 - Google Patents

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张健
金强
高卫波
李金江
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Abstract

本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料。本发明所述的利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料，包括碎石、石屑、砂、矿粉、沥青，其特征在于，矿粉重量的30～100％用钢渣微粉等重量代替。本发明所述的利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料，不仅增加了钢渣的高附加值使用途径，同时也降低了沥青混合料的经济成本，提高了沥青混合料的使用性能，特别是残留马歇尔稳定度和水稳定性指标有较大幅度改善。

Description

一种利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料
技术领域
本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料。
背景技术
近年来我国高速公路的建设很快，到2005年底通车里程可望达到1.5万公里以上，存在着对沥青混凝土的巨大需求。在沥青混凝土中，主要有沥青和集料组成，沥青则是将集料结合成为一个整体，共同抵抗车辙荷载、磨耗和雨水等作用，其通过裹覆集料使道路面层成不透水和平整度好的整体，避免下层路面直接遭受行车和自然因素的不良影响，沥青混凝土的集料是一种具有一定级配分布的集料，其中既需要起骨架作用的大规格集料，也需要有一定量的细微粉，传统的沥青混凝土采用的是酸性或中性的集料以提高沥青混合料的强度，而采用碱性的矿粉来改善沥青与集料表面的粘附力，从而降低沥青集料的界面张力，达到延长沥青混凝土寿命的目的。
钢渣在建筑材料中的使用一直以来都存在着安定性差、有害成分多的缺点，传统上其有效利用途径包括水泥生料原料、道路回填料、钢渣水泥等利用方向，但目前普遍存在着二次污染大、利用附加值低和质量保证程度差的缺点。
根据不同处理方式、不同种类钢渣进行有针对性利用，同时经过微粉化的加工手段对钢渣用于建筑材料的不良因素进行消却是钢渣综合利用的发展方向。
根据调研，钢渣传统上就有用于沥青混合料的应用，但普遍采用替代沥青混合料中的集料和石屑或代替普通石子或石屑使用，未能根本克服钢渣存在不安定的隐患，利用价值偏低，技术价值和经济价值不能达到理想要求。
传统上碱性矿粉的使用需要开采矿山以提供石灰石等矿粉原料，不利于保护自然环境。而钢渣作为高碱度材料，具备替代部分或全部矿粉使用的先天条件，同时微粉化后的钢渣安定性有一定程度的改善，与目前消石灰、水泥和粉煤灰部分代替石粉使用相比，钢渣具有比消石灰更低的成本，具有比水泥和粉煤灰更高的碱度和使用效果，可显著提高沥青混合料的质量，明显降低配置沥青混合料的成本。如果能在我国的基础建设上大量应用，必将发挥巨大的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的就是有效利用钢渣废弃物，并提供一种利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料。
本发明所述的利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料，包括碎石、石屑、砂、矿粉、沥青，其中矿粉重量的30～100％用钢渣微粉等重量代替。
本发明所述的利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料，其配置是在传统成熟的配置工艺和配合比设计的基础上，采取对其中的矿粉进行等重量替代的方式。具体实施时，首先根据设定的沥青混合料的质量要求，选择合适的沥青材料，可采用SH 05522“道路石油沥青”或GB/T15180标准中规定的沥青材料，然后根据沥青的使用部位选择符合GB 50092中规定的集料粒径和级配，接下来按照沥青混合料的质量等级和级配要求进行配合比设计，其配合比设计所采用方法根据GB 50092附录B“热拌沥青混合料配合比设计方法”进行。
本发明所述的利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料，其中所说的钢渣微粉可选择急冷处理工艺产生的钢渣，从中检出符合设定游离氧化钙水平(f.CaO≤5％)的钢渣，然后经过磨细、磁选等加工手段即可制得。其质量指标应符合GB 50092中规定的要求，即视密度不少于2.5t/m3，含水量不大于1％，粒度范围小于0.075mm部分在75％～100％，外观无团粒结块，亲水系数小于1。
本发明所述的利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料，进行混合料的配置时，根据设计配合比对沥青组份、集料组份、传统矿粉、钢渣微粉等进行一次拌合，在达到铺设设定的温度后进行碾压成型即可。
本发明的有益效果：本发明所述的利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料，克服了一般性钢渣的存在引起的不安定隐患，增加了钢渣的高附加值使用途径，同时也降低了沥青混合料的经济成本，提高了沥青混合料的使用性能，特别是残留马歇尔稳定度和水稳定性指标有较大幅度改善。
具体实施方式
实施例1～4
采用标号为AH-70的石油沥青，集料采用石灰岩，粗集料与沥青的粘结力为4级，砂为符合GB 50092-96中规定的天然砂，细度模数2.8，矿粉符合GB 50092中规定的沥青面层用矿粉质量要求，细度＜0.075mm部分为85％，钢渣微粉同样符合GB 50092中规定的沥青面层用矿粉质量要求，细度＜0.075mm部分为82％。按表一中各实施例的配合比进行拌合，所得沥青混合料的性能见表二。
                         表一各实施例和对比例组份配比
  材料组份   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   对比例
  1-3碎石   49   35   28   28   28
  0.5-1碎石   23   25   32   32   32
  石屑   15   25   12   12   12
  砂   10   10   9   9   9
  矿粉   2.8   3   4   0   8
  钢渣微粉   1.2   2   3   8   0
  沥青   4.1   4.5   4.9   4.9   4.9
实施例1的沥青混合料级配为AC-25II，实施例2～4和对比例的沥青混合料级配为AC-25I。
             表二各实施例和对比例性能参数
 工艺参数   马歇尔稳定度(KN)   沥青混合料水稳定性
  劈裂强度(MPa)   冻融循环后劈裂强度(MPa)  TSR(％)
 实施例1   10.13   1.19   0.83  69
 实施例2   10.35   1.25   0.89  71
 实施例3   10.6   1.28   0.95  74
 实施例4   10.93   1.30   1.00  76
 对比例   12.6   1.34   1.09  81
由表二可见，本发明所述的利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料与普通沥青混合料相比，其残留马歇尔稳定度和水稳定性指标有较大幅度改善，并且经过测试，消除了钢渣的存在引起的不安定隐患。

Claims (3)

1、一种利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料，包括碎石、石屑、砂、矿粉、沥青，其特征在于，矿粉重量的30～100％用钢渣微粉等重量代替。
2、如权利要求1所述的利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料，其特征在于所说的钢渣微粉f.CaO≤5％，视密度不少于2.5t/m3，含水量不大于1％，粒度范围小于0.075mm部分在75％～100％，外观无团粒结块，亲水系数小于1。
3、如权利要求1所述的利用钢渣微粉作为填料的沥青混合料，其特征在于所说的钢渣微粉质量指标符合GB 50092中规定的要求。
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