[发明专利]一种公路用改性磷石膏稳定层材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种公路用改性磷石膏稳定层材料及其制备方法，属于公路施工材料领域。

背景技术

磷石膏是用硫酸萃取磷矿制取磷酸的副产品，主要成分为而二水硫酸钙，属于工业废弃物。随着我国磷肥工业的快速发展，磷石膏的产生量逐年迅速增长。2009年我国磷石膏产生量高达约5000万吨，主要集中于西南地区，其他地区相对较少。截至2011年底，磷石膏累积堆存量约为3亿吨。磷石膏大量堆存不仅会侵占宝贵的土地资源，同时磷石膏经由风蚀、雨蚀还会对大气、地下水、土壤造成污染。另外，如果人体长时间接触磷石膏，可能会导致病变或死亡。

现有资源化利用方式主要包括用于水泥工业、生产化工原料和石膏建材制品、用作路基或工业填料、改良土壤等。但是，由于磷石膏中所含的五氧化二磷和氟对资源化利用影响十分的大，2010年我国磷石膏综合利用率仅为约20％。

从将磷石膏用于路基填料的角度去考虑，纯磷石膏是不适宜用作路基填料的，因为纯磷石膏具有较强的亲水性，水稳定性差。磷石膏的含水率一般达到20％—25％，由于其含水率高，粘性强，在装载、提升、输送过程中极易粘附在各种设备上，造成积料堵塞，影响生产过程的正常进行。目前国内关于磷石膏的改性方法研究不少，其中包括在磷石膏中加入改性剂以使其符合现实生产需要。

申请号为2012102079216的中国专利申请文件，公开了一种复合磷渣粉的制造方法，可以提高磷渣的综合利用量，由其制造出的复合磷渣粉作为胶凝材料替代水泥使用时的前期强度不受影响，其性能可达到水泥标准要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种公路用改性磷石膏稳定层材料及其制备方法，它是将磷石膏作为公路稳定层的主要材料，通过添加一定量的改性剂改变磷石膏遇水软化的性能，使其与其它材料相互溶合、固化达到公路稳定层的施工条件，如耐久性、抗压及抗弯曲强度等指标达到公路工程的相关指标要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种公路用改性磷石膏稳定层材料，其成份主要组成比例为：磷石膏30～50份、改性剂10～30份、砂石30～60份、水5～50份；所述改性剂是先将粗磷渣和磷石膏分别烘干，然后与硅质材料按重量比6:1:3混合均匀，经研磨、筛料得到的复合磷渣粉。硅质材料是指高炉炉渣、硅质页岩或水泥熟料。

公路用改性磷石膏稳定层材料的制备方法，是按照成分组成比例，将磷石膏与改性剂混合均匀1～3分钟后的所得物料，与砂石混合1～2分钟，最后加水搅拌2～3分钟。

以下采用本发明中的改性磷石膏稳定层材料应用于公路路基填料的相关检验报告来进一步阐述本发明所述的有益效果：

1.省级建材产品质量监督机构的检验报告见表1。

表1建材产品质量检验报告

2.磷石膏公路试验工程中对改性磷石膏公路材料进行土样试验的省级建筑试验机构报告见表2。

表2土样试验报告

3.20万吨重钙厂区公路（试验）工程中的20万吨重钙厂区公路（水稳层）弯沉实验报告见表3。

表3弯沉试验报告

4.总结：在磷石膏中加入改性剂后所得的改性磷石膏稳定层材料水稳性较好，且改性后,膨胀量不大。在无侧限抗压强度试验中，压实度(93，95，98)下水稳系数变化规律相当一致。改性磷石膏稳定层材料从CBR值的角度来看，其CBR值均达到了公路对填料CBR值的要求；改性处理后的磷石膏混合料具有良好的水稳性，其CBR值满足路基填料对CBR值的要求，适宜用作基层填料。路基路面结构的动应力和静应力与相应的荷载成线性关系，静动应力随深度扩散而呈幂函数降低。路面间层（改性磷石膏稳定层）回弹弯沉值在23.3×10^-2㎜。

本发明的有益效果是：改性磷石膏稳定层材料具有良好的水稳性，膨胀量不大；在无路面的情况下，采用改性磷石膏稳定层材料作为填料的基层和路基仍然具有良好的承载能力，基层表面不会产生特别明显的车辙，不会对行车的安全和舒适造成影响；本发明拓展了磷石膏这一工业废弃物的综合利用途径，提高了磷石膏的综合利用量。

具体实施方式

实施例1：

（1）制备改性剂：