[发明专利]一种乳化沥青复配赤泥-硼泥充填注浆材料及其制备方法

说明书

本发明属于道路工程注浆材料技术领域，尤其涉及一种乳化沥青复配赤泥‑硼泥充填注浆材料及其制备方法。所述注浆材料由以下重量份的组分组成：阳离子乳化沥青30～60份、赤泥20～80份、硼泥20～60份、固化剂10～30份、早强剂1～4份、减水剂2～6份、消泡剂1～4份。所述制备方法为：将沥青加热；将阳离子表面活性剂、酸度调节剂和水在搅拌均匀并加热得混合液；将沥青与混合液后乳化；然后加入赤泥、硼泥及固化剂，搅拌，冷却后加入早强剂、减水剂和消泡剂，搅拌后即得乳化沥青复配赤泥‑硼泥充填注浆材料。本发明的注浆材料具有早期强度高、固化时间短、强度可调可控，与原路基及路面的相容性好的特点。

技术领域

本发明属于道路工程注浆材料技术领域，尤其涉及一种乳化沥青复配赤泥-硼泥充填注浆材料及其制备方法。

背景技术

赤泥是在制铝工业中产生的污染性废渣，平均每生产1吨氧化铝，即产生1～2吨赤泥，我国每年产生的赤泥在3000万吨以上。赤泥中60％～65％的主要矿物为文石和方解石。大量的赤泥在堆放过程中除了占用土地外，其中所含的碱、氟化物、钠及铝等化学成分会导致土地碱化、污染地下水，危害人类身体健康，造成环境污染。

硼泥是在生产硼酸、硼砂过程中产生的废渣，呈碱性，主要化学组成为氧化硼、氧化镁、二氧化硅等。高温煅烧后硼泥的主要矿物组成为橄榄石、方镁石及少量的铁酸镁。工厂以湿排方式排放的硼泥中含水率在30％～35％左右，呈泥状物，粒度较细。硼泥的堆存处置不仅占用大量土地，而且会使堆场附近的土壤碱化并引起硼的迁移转化，造成环境污染。因此开发赤泥和硼泥的有效利用途径，最大限度的减少其产量和存量，符合国家对环境保护和绿色发展的要求。

目前，常用路面路基修补过程中需要将路面掀起、废渣清理、补料、压平等步骤引起的施工复杂、影响交通、费时费力、经济成本高等缺点。将浆液通过注浆管注入到地下工程或道路基层的方法，同样可以改善地下工程或道路基层相关力学性能，提高其强度、防渗透能力及稳定性。注浆工程中常使用的注浆物料是以水泥为基础材料，但这类物料存在稳定性不好、粘结力不足、早期强度低、凝结时间长等缺点。在改善注浆材料性能方面已有较多的专利报道。例如，专利文献CN 108383471A公布了一种利用含水赤泥协同高炉矿渣制备注浆材料的方法，包括赤泥汤、高炉矿渣粉、复合碱激发剂、减水剂和早强剂。

专利文献CN 104446213A公布了一种以赤泥为原料的注浆材料，主要组分包括赤泥、激发剂、活性引发剂、微硅粉、缓凝剂、表面活性剂和保水剂。

专利文献CN108455933A公布了一种利用含水赤泥直接制备注浆材料的方法，采用赤泥、煤矸石为主要基质原料，以氢氧化钠溶液、水玻璃、硅酸盐水泥熟料为碱激发剂，制备赤泥基注浆材料。

专利文献CN103643680A公布了一种乳化沥青注浆工艺，其中所采用的为乳化沥青和水泥两种主要成分。专利CN102701653A公布了一种水泥混凝土脱空板注浆专用水泥基乳化沥青复合材料，主要由32.5水泥、水、阳离子乳化沥青和保护剂组成。

专利CN107352851A公布了一种无水泥防渗注浆材料组合物，由不包含水泥的干粉料和乳化沥青液料组成，其中干粉料和乳化沥青液料的质量比为30～70:100；干粉料包括有骨料、无机活性粉料和膨润土。

然而，上述注浆材料或者主要以水泥基为注浆材料，存在稳定性不好、粘结力不足、早期强度低、凝结时间长等缺点；或者是主要以固废为注浆材料主要成分，存在粘结力差、强度控制不够灵活的不足。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种乳化沥青复配赤泥-硼泥充填注浆材料及其制备方法。本发明以乳化沥青为基础组分，并有效利用工业固废赤泥和硼泥制备新型充填注浆材料，这种充填注浆材料节能环保，在性能方面具有早期强度高、固化时间短、强度可调可控，与原路基及路面的相容性好的特点；在施工方面，具有施工简单，操作方便的特点，可有效减少施工所需人员数量，提高效率，降低路基修复成本，具有较大的经济效益和社会效益。