[发明专利]一种使用液体赤泥固化剂固化赤泥路基的方法

说明书

技术领域

本发明涉及道路修筑领域中的路基施工，具体的说是一种使用液体赤泥固化剂固化赤泥路基的方法。

背景技术

赤泥是以铝赤泥矿为原料，在生产氧化铝过程中产生的强碱性固化废物。据不完全统计，我国每年排放赤泥近一千万吨，随着氧化铝的产量逐年增长和铝赤泥矿品位的逐渐降低，赤泥的年产量还将不断增加。赤泥综合利用仍属世界性难题，国际上对赤泥主要采用堆存覆赤泥的处置方式，不仅占用大量赤泥地，而且会产生二次污染。我国赤泥综合利用工作近年来得到各方面的高度重视，开展了跨学科、多领域的综合利用技术研究工作，如赤泥路基固结材料和高性能混凝赤泥掺合料等。但是，只是用赤泥铺筑基层，运输费用很高，使赤泥的开发利用受到了限制。为此，前苏道路研究所哈萨克分所进行了应用赤泥粘结料的研究。赤泥粘结料是以赤泥为主，掺加其它活性成分经加工而成。活性成分采用工业废渣，选择了磷石膏为活性成分，掺加量为 10～15%。研究结果证明，添加磷石膏的赤泥粘结料三个月硬化后抗压强度为 25.2～33.5MPa，而且随所用磷石膏种类不同凝固或硬化期限也不同。同时能大大提高其液压活性（强度达到 10～20MPa），从而更有效地利用铝赤泥矿渣。杨家宽等人对二灰稳定赤泥基层的配合比设计，赤泥基层的各项力学性能进行了研究，并铺筑了位于淄博市淄川区全长 4km，宽约 15m的试验路验证了室内实验的结果显示二灰稳定赤泥基层具有较高的强度和稳定性。此外，因为赤泥集中在堆场堆放，在堆场附近修路会增加运输成本，这也是制约赤泥用作道路基层材料的一个主要因素。并且赤泥有很强的富水性能，含水量一般较高，颗粒度细小不均，颗粒内部毛细网状结构十分发达，具有较高的比表面积。干燥赤泥极易吸湿，并溶于水，且可被二氧化碳、低浓度聚合物酸分解。这些对于赤泥在道路基层中的应用是极其不利的。根据赤泥的特性，需要根据我国的实际情况制定适合的施工工艺。

赤泥做道路基层材料已有报道，如中国专利文献公开200910162875.0、200910162876.5，杨家宽等有关赤泥高等级路面基层材料的应用。但已有专利申请及文献仅限于赤泥复合材料的道路应用，未对道路基层进行力学性能测试，赤泥固化路基的路拌法工艺还未见报道，尤其是碾压过程的参数设置还属空白。

发明内容

本发明提供了一种使用液体赤泥固化剂固化赤泥路基的方法，该方法采用液体赤泥固化剂将赤泥固化为路基，具有施工速度快、质量好、强度高的优点，满足了道路路基施工的要求。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种使用液体赤泥固化剂固化赤泥路基的方法，包含以下步骤：

    1）将赤泥均匀摊铺并晾晒至含水量小于20%，备用；

2）按照液体赤泥固化剂与赤泥的重量比为15:85的比例分别称取液体赤泥固化剂和步骤1）晾晒过的赤泥，然后加水将液体赤泥固化剂稀释至水含量为25%，备用；

3）将步骤2）稀释的液体赤泥固化剂的85%～90%加入到称量的赤泥中，然后采用拌和机以40-70r/min的转速拌合20min，然后取出堆放4-12h后均匀摊铺，并用平地机摊平；

4）在步骤3）摊平的赤泥层上先用120KN或以上三轮压路机碾压一遍，再用重型轮胎压路机或振动式压路机重复碾压不少于3遍，压路机的碾压速度：第1、2遍不大于1.7km/h，之后的碾压速度不大于2.5km/h，碾压结束后，再立即喷洒剩余的稀释的液体赤泥固化剂，并用轻或中型压路机静压一遍；

5）使步骤4）碾压后的赤泥层自然晾干并固化，时间不少于48h，即形成赤泥固化路基。

本发明中，液体赤泥固化剂其溶液的固体含量不得大于3%，不得有沉淀或絮状现象；使用液体赤泥固化剂时，应增加设计浓缩液用量的10～20%。

直接掺入赤泥的固化剂水溶液应分多次使用。当固化赤泥厚度不大于10cm，应平均分成2次喷洒，分次拌和均匀；厚度大于10cm，应平均分成3～4次喷洒，分次拌和均匀。在斜坡上施工时，坡度越大喷洒分次应越多，且拌和机械应紧密配合，以减少固化剂水溶液流失。喷洒固化剂水溶液时，喷洒应均匀、不遗漏，中途不得停车，应防止喷洒量过大。每次喷洒工序完成后，应立即进行湿拌，保持固化赤泥干湿一致，使固化剂水溶液在赤泥中分布均匀。

本发明中，由于烧碱法和拜耳法炼铝生产的赤泥所含的各物质的含量有差异，而且含水量也不同，因此液体赤泥固化剂和赤泥混合均匀所需的时间也不同，因此在拌合后堆放4-12h可以液体赤泥固化剂和赤泥充分混合均匀，组织结构更加致密，保证施工时路基材料结构的整齐和路面平整。