[发明专利]利用工业固废制备的道路基层混料及掺量计算与制备方法

说明书

本发明公开了一种利用工业固废制备的道路基层混料及其制备方法，混合料包括以下重量份组分：水泥2～3份，粉煤灰5～10份，炉渣10～20份，煤矸石60～75份，激发剂2～3份。煤矸石、粉煤灰和炉渣的主要成分是SiO₂和Al₂O₃以及少量的碱性氧化物，它们能与水泥水化反应产生的Ca(OH)₂发生反应，生成化学性质稳定的C‑A‑H和C‑S‑H胶凝物质，使得混合料具有较高的强度。本发明利用工业固废按照一定的比例进行掺和以代替传统的水泥/二灰稳定碎石作为道路基层混合料，不仅直接消耗了大量的工业废料，减小了废料大量堆积占用土地、污染环境等不利因素，还减少了天然砂石的消耗，实现了变废为宝、可持续发展的目的。

技术领域

本发明涉及交通土建工程技术领域，具体地涉及一种利用工业固废制备的道路基层混料及其制备方法。

背景技术

道路路面结构层材料和路基基础处理是道路建设中至关重要的一环节，路基的好与坏关系到后期道路的使用安全和服役年限，因此需要保证基础质量。道路基层材料通常为二灰煤矸石混合料，砂土石方是任何建筑及公共建筑兴建过程中必须消耗的原料，近二十年来随着我国各项建筑的蓬勃发展，因此对于土石原料的需求殷切，全国百分之九十五以上的砂石来自河流山川，但是随着不断挖掘，砂石资源已逐渐枯竭。寻找可替代材料来减少砂石的消耗成为当务之急。

煤炭是我国火力发电的主要能源之一，长期以来一直占据我国电源结构的核心地位。煤矸石作为煤矿生产的附属产品，据中国煤炭工业协会的报告显示，堆积形成的煤矸石山，占压土地，引发严重的土壤污染，威胁植被生长。同时，在自燃风化过程中释放大量有害烟尘和有毒气体，污染大气、水体以及自然景观，严重危害人们的生产、生活、身心健康和居住环境等。甚至还会引发一系列的社会问题，造成难以估量的经济损失。因此对煤矸石进行开发和利用在节约材料成本和环境保护方面具有长远意义；同时随着我国基础工程建设的不断发展，将煤矸石作为建筑工程材料的开发和利用也有着广阔的前景。

此外，火力发电在生产活动中会产生大量的粉煤灰和炉渣。随着电力和冶金工业的发展，粉煤灰和炉渣的产量还在逐年增加，但高附加值利用率一直较低。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气，若排入河流会造成河流淤塞。同时，粉煤灰的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。巨量堆放的粉煤灰和炉渣不仅占用大片土地、污染环境，而且造成资源浪费，影响附近植物的生长。

因此，充分了解煤矸石、粉煤灰和炉渣的使用价值，将其应用到道路基础建设中，实现资源和土地的有效利用已成为一种趋势。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种利用工业固废制备的道路基层混料及其制备方法，本发明将炉渣、粉煤灰、煤矸石和水泥按照一定的比例进行掺和，制备道路基层的填筑材料，以达到变废为宝，绿色发展的目的，为减少工业固体废料对环境的不利影响。

本发明公开了一种利用工业固废制备的道路基层混料，包括以下重量份组分：水泥2～3份，粉煤灰5～10份，炉渣10～20份，煤矸石60～75份，激发剂2～3份。

优选的，质量比(水泥+激发剂)：(粉煤灰+炉渣)＝1：(2～6)。

优选的，包括以下重量份组分：水泥2.5份，粉煤灰8份，炉渣15份，煤矸石70份，激发剂2.5份。

优选的，所述煤矸石由以下重量份组成：粒径在19～31.5mm之间的煤矸石12～26份，粒径在9.5～19mm之间的煤矸石18～25份，粒径在4.75～9.5mm之间的煤矸石14～27份。

优选的，所述炉渣和粉煤灰中SiO₂和Al₂O₃总质量分数＞70％、烧失量≤10％，所述炉渣粒径≤4.75mm。