[发明专利]磷石膏水硬性道路基层材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及道路工程建设领域，具体涉及一种磷石膏水硬性道路基层、道路基层材料及其制备方法。

背景技术

磷石膏是生产磷肥、磷酸时排放出的固体废弃物，每生产1t磷酸约产生4.5-5t磷石膏，我国每年都有大量磷石膏产出。磷石膏具有以下特性：磷石膏是一种粉状材料，几乎没有可塑性；磷石膏中残存有磷酸、硫酸和氢氟酸，它是一种酸性副产品(pH<3)；磷石膏中含有25％～30％的自由水，磷石膏的垂直渗透系数为2×10^-5～1×10^-3。目前，中国磷石膏的有效利用率不足10％，只有极少量的磷石膏被利用生产建筑材料，其余数量巨大的磷石膏作为固体废渣堆放，堆放磷石膏不仅占用大量土地，而且磷石膏里含有的砷、镉、汞等有害重金属化学物质对环境造成污染。

传统道路基层材料包括水泥稳定土、石灰稳定土和二灰碎石。水泥稳定土中，水泥作为一种水硬性材料，遇水产生胶体，这些胶体在土壤中无法形成统一整体，并且还会破坏土壤本身的结构和连结，造成大量的不稳定空间，这些空间在水的入侵和温度的变化下，会变得非常脆弱，因此水泥稳定土形成的道路基层极易开裂，抗裂性差。石灰稳定土中，石灰是一种气硬性物质，它的最终生成物为碳酸钙，碳酸钙的溶解度远远大于硅酸钙和其他的硅酸盐，因此，石灰稳定土形成的道路基质在水的作用下，会不断的流逝，容易腐蚀；而且本身韧性差、脆性强，温度越低，越容易被破坏。二灰碎石是在粒料中掺入适量的石灰和粉煤灰，其中石灰和粉煤灰为胶结材料，粒料起骨架作用。二灰碎石形成的道路基层属于半刚性基层，具有明显的水硬性、缓凝性，但是粒料和石灰、粉煤灰一旦结合，内部即停止化学反应，形成的道路基质刚性过大，容易受温度和湿度影响而开裂，抗裂性差。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种磷石膏水硬性道路基层、道路基层材料及其制备方法，利用磷石膏生产道路基层材料，减少对环境的污染，而且变废为宝；形成的道路基层抗裂性强、不易腐蚀，使用寿命长。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种磷石膏水硬性道路基层材料的制备方法，包括以下步骤：

A.磷石膏无害化处理：以质量百分比计，称取85％～92％的磷石膏、15％～8％的普硅水泥，混合搅拌均匀，得到初混料；

B.水硬化处理：以质量百分比计，称取99.7％～99.95％的初混料、0.3％～0.05％的磷石膏水硬性固化剂，混合搅拌均匀，得到预混料，并控制预混料的含水率为14％～18％，得到磷石膏水硬性道路基层材料；

所述磷石膏水硬性固化剂由以下质量百分比的组分混合而成：40％～60％的弹性苯丙乳液、30％～20％的纳米铝溶胶、30％～20％的纳米硅溶胶，所述弹性苯丙乳液的固含量＞55％。

在上述技术方案的基础上，所述磷石膏水硬性固化剂由以下质量百分比的组分混合而成：46％～54％的弹性苯丙乳液、27％～23％的纳米铝溶胶、27％～23％的纳米硅溶胶。

在上述技术方案的基础上，所述磷石膏水硬性固化剂由以下质量百分比的组分混合而成：50％的弹性苯丙乳液、25％的纳米铝溶胶、25％的纳米硅溶胶。

在上述技术方案的基础上，步骤A中，以质量百分比计，称取87％～90％的磷石膏、13％～10％的普硅水泥。

在上述技术方案的基础上，步骤A中，以质量百分比计，称取88％的磷石膏、12％的普硅水泥。

在上述技术方案的基础上，步骤B中，以质量百分比计，称取99.75％～99.85％的初混料、0.25％～0.15％的磷石膏水硬性固化剂。

在上述技术方案的基础上，步骤B中，以质量百分比计，称取99.8％的初混料、0.2％的磷石膏水硬性固化剂。

一种磷石膏水硬性道路基层材料，采用所述制备方法制成。

一种磷石膏水硬性道路基层，采用所述的磷石膏水硬性道路基层材料，按照标准道路基层施工方法制成。

在上述技术方案的基础上，所述标准道路基层施工方法为：将所述磷石膏水硬性道路基层材料运输至道路底层，并在道路底层上进行摊铺；然后压实整平，压实度＞99％，即完成磷石膏水硬性道路基层的施工。

与现有技术相比，本发明的优点在于：