[发明专利]一种复合固废改性爆破废石矿用路基材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合固废改性爆破废石矿用路基材料及其制备方法和应用。该复合固废改性爆破废石矿用路基材料包括复合固废和爆破废石，其中，复合固废由水淬钢渣、石灰渣和废弃水泥组成，各组分质量占比分别为：水淬钢渣75％～85％，石灰渣5％～10％，废弃水泥10％～15％，各组分质量百分数之和为100％；复合固废的质量为爆破废石总质量的5％～10％。本发明在保证露天矿运输道路路面强度的同时可有效提高其水稳性能和耐久性能，相对于普通碎石土路具备更低的渗透性。同时，本发明基于固废再利用原则提出适用于国内露天矿运输道路的绿色筑路方法，解决现有的露天矿运输道路坑洼、易泥化、易扬尘的问题，也可提高工业固废的利用率，可作为露天矿运输道路主要结构层中的基层或面层。

技术领域

本发明属于露天矿道路工程领域，具体涉及一种复合固废改性爆破废石矿用路基材料及其制备方法和应用。

背景技术

针对开采条件较好的大型矿山，露天开采是应用最为广泛、成本最低、效率最高的开采方法，包括采掘、运输和排土工艺流程，其中，运输流程是露天开采中的中心环节，占露天矿总投资的40％～60％，运输成本占露天矿总成本的 50％～65％，对矿山开采起决定性作用。同时，露天矿运输中通常采用重型自卸卡车，其总重可达100吨以上，属于重型动荷载，将对路面产生极大压力，造成以下问题：(1)路面强度不足，而运输荷载属于重荷载，长期作用下易造成路面损坏而引起不均匀沉降；(2)路面发生不均匀沉降后，整体质量降低，车辆行驶速度降低、油耗增加、轮胎磨损率明显增大；(3)路面损坏后雨天易泥化，晴天扬尘。由于成本及技术原因，国内露天矿运输道路修筑方法普遍未形成统一标准，大多数矿山往往直接碾压当地现有土石形成简易碎石土路，其整体质量一般，部分矿山引进土路浆作为筑路材料，修筑后路面质量较好，但修筑过程中需大量红黏土，不适合国内广泛推广。因此，研发新的适用于露天矿山的环境友好型路基材料具备广泛的应用前景。

当前，工业固体废物的产生量在世界范围内正以惊人的速度增长，我国工业固体废物资源总回收率仅为30％，利用方式包括道路修筑、生产水泥建材、矿坑填充等，其在道路工程方面所采用的固废多为粉煤灰，且仅用于修补材料和路基铺垫，完全应用于修筑路基路面主体结构相对较少。因此，推动工业固废在道路工程路面主体结构材料中的应用对可持续发展政策的持续推进有重大意义。

结合国内露天矿运输道路的修筑现状及工业固废再利用的需求，将工业固废作为露天矿运输道路路面主体结构材料是解决以上两个问题的有效途径之一。同时，基于露天矿运输过程中反复重载、水流冲刷、天气变化的特点，采用固废作为露天矿运输道路筑路材料时，需具备一定强度、防渗、水稳及耐久性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种复合固废改性爆破废石矿用路基材料及其制备方法和应用，该复合固废改性爆破废石矿用路基材料在保证露天矿运输道路路面强度的同时可有效提高其水稳性能和耐久性能，相对于普通碎石土路具备更低的渗透性。同时，本发明基于固废再利用原则提出适用于国内露天矿运输道路的绿色筑路方法，解决现有的露天矿运输道路坑洼、易泥化、易扬尘的问题，也可提高工业固废的利用率，可作为露天矿运输道路主要结构层中的基层或面层。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供的这种复合固废改性爆破废石矿用路基材料，包括复合固废和爆破废石，所述复合固废由水淬钢渣、石灰渣和废弃水泥组成；所述爆破废石级配不同，包括粗料和粉料；所述复合固废的质量为爆破废石质量的5％～10％。

作为优选，所述复合固废中各组分质量占比分别为：水淬钢渣75％～85％，石灰渣5％～10％，废弃水泥10％～15％，各组分质量百分数之和为100％；各组分粒径均小于100目。

作为优选，所述水淬钢渣活性指数不小于90，塑限为15％～25％，液限为 25％～35％；所述石灰渣为选矿中萃取步骤产生的废弃物，其pH大于7；所述废弃水泥为建筑或矿山工程中废弃水泥块经粉碎形成的粉末，杂质含量不大于 10％，金属含量小于或等于5％，可再利用的水泥含量大于80％。