[发明专利]一种含脱水滤饼的三灰碎石基层材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于公路建筑材料领域，特别涉及一种含有不锈钢尾渣加工过程中产生的脱水滤饼的三灰碎石基层材质及其制备方法。

背景技术

钢渣是炼钢过程中产生的固体废渣，其中的不锈钢尾渣主要包括EAF渣和AOD渣，分别来自不锈钢冶炼过程中的EAF炉和AOD炉。在不锈钢尾渣的处理过程中会产生一定的脱水滤饼。2011年我国不锈钢生产量达到1250万吨，按每吨钢产生0.25吨不锈钢尾渣估算，不锈钢尾渣已高达310万吨。随着不锈钢产量的逐年增长，不锈钢尾渣的产生量也将持续增长，随之产生的脱水滤饼也将不断增加。

由于不锈钢尾渣中含有一定量的铬和镍等重金属元素，对不锈钢尾渣的处置和利用过程中可能会污染土壤、地表水和地下水，最终对人体健康造成危害。在不锈钢尾渣的处理利用方面，国外主要是在回收不锈钢尾渣中的有价金属后，将其用作筑路材料，或者生产水泥制品等。

比利时建筑研究所的Johan Van Dessel提出，在符合技术和环境要求的情况下，可将不锈钢尾渣作为二次资源应用于工程建设。为确保对环境的友好性，含有不锈钢尾渣的混凝土都加以特别的使用说明，用于道路建设时只能作为路基材料并且用水泥或沥青固化。Luc P.De Bock等人研究了用含有不锈钢尾渣的混凝料建造的人行道和仓库硬化地面，获得了很好的效果。

由于不锈钢尾渣的特殊性，一直以来，国内对不锈钢尾渣的利用方式都比较简单，不锈钢尾渣中的有价金属回收后简单堆放，不锈钢尾渣未能得到充分有效的无害化和资源化利用。

为了避免不锈钢尾渣堆放导致的污染，迫切需要研究开发不锈钢尾渣脱水滤饼的利用技术途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种含脱水滤饼的三灰碎石基层材料，用不锈钢尾渣加工中产生的脱水滤饼替代部分粉煤灰，制备得到的三灰碎石基层材料的无侧限抗压强度达到《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）高级公路和一级公路基层的要求。

本发明的另一个目的是提供一种含脱水滤饼的三灰碎石基层材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种含脱水滤饼的三灰碎石基层材料，其特征在于：混合料包含以下按重量百分数计的原料：

优选的，所述碎石的重量百分比为80%，所述粉煤灰的重量百分比为7.5%-10%，所述石灰的重量百分比为4%-5%；所述脱水滤饼的重量百分比为5%-8%。

所述石灰为二级生石灰，该石灰中含有的氧化钙和氧化镁的重量之和大于60%。

所述粉煤灰为原状灰，该粉煤灰中含有的二氧化硅和三氧化二铝的重量之和大于70%。

所述脱水滤饼为不锈钢尾渣加工过程中产生的细粉状固体废渣；该脱水滤饼的含水量为15%-25%，含有的二氧化硅和氧化钙的重量之和大于70%。

上述含脱水滤饼的三灰碎石基层材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按配比称量石灰、粉煤灰、脱水滤饼和碎石；

（2）向步骤（1）中的混合料中加入水后搅拌均匀即可。

所述步骤（2）中，水的重量为混合料总重量的4%-5%。

使用时，将采用上述制备方法制备得到的含脱水滤饼的三灰碎石基层材料均匀地摊铺到建设的路基上，按施工规范用碾压机碾压压实即可。

本发明采用的脱水滤饼为不锈钢尾渣加工过程中产生的物质，通过对脱水滤饼的检测分析，具体检测结果如表1和表2所示：检测结果发现：包括总Cr和Cr⁶⁺在内的主要重金属元素浸出液浓度均低于GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准》限值，由此判断出，该脱水滤饼不是危险废物，可作为一般废弃物处置利用。而且脱水滤饼含有50%左右CaO，25%左右的SiO₂，8%左右的MgO，具有一定的胶凝活性，采用不锈钢尾渣加工过程中产生的脱水滤饼代替部分粉煤灰与石灰配伍，可以充分发挥其胶凝活性，可以很好地用在公路基材中。

表1不锈钢脱水滤饼重金属浸出液浓度    mg/kg

表2脱水滤饼化学成分分析