一种利用多源固废的道路铺筑材料及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种利用多源固废的道路铺筑材料及其生产工艺，属于建筑材料技术领域，材料包括粉土91

【技术实现步骤摘要】
一种利用多源固废的道路铺筑材料及其生产工艺


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体为一种利用多源固废的道路铺筑材料及其生产工艺。

技术介绍

[0002]传统道路基层主要有水泥稳定土、石灰稳定土、水泥石灰综合稳定土、石灰粉煤灰稳定土、水泥粉煤灰稳定土以及水泥石灰粉煤灰稳定土等几种。石灰稳定土和石灰粉煤灰稳定土适宜稳定对象为塑性指数介于12～20的亚粘土，对塑性指数不高于10的粉性土则稳定效果不好；虽然水泥稳定土的适宜对象可为除有机质含量大及硫酸盐含量大外的几乎各种类型的土，但粉性土是水稳性差，毛细作用大，干燥时有较高强度，随含水量的增加强度显著下降，用水泥稳定在温湿度变化时易产生裂缝，而影响面层的稳定性，当水泥用量大时开裂更为严重。因此，粉土被认为是一种不良的路基填料，不能得到很好的利用。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种采用大掺量的粉土且不易开裂的利用多源固废的道路铺筑材料及其生产工艺。
[0004]为了解决上述技术问题，一种利用多源固废的道路铺筑材料，包括以下重量份的组成成分：粉土91
‑
94份、土壤胶凝剂基材4
‑
7份、复合活性激发剂2
‑
3份，所述的土壤胶凝剂基材包括赤泥、粉煤灰和煤矸石，所述的复合活性激发剂包括硅酸钠、三萜皂苷、聚合硫酸铝、氟硅酸镁、氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素、羧甲基淀粉醚、三聚磷酸钠、磺化三聚氰胺甲醛树脂。
[0005]优选的，所述的土壤胶凝剂基材自身按以下重量份的组成成分配制：1
‑
1.2份的赤泥、1.5
‑
2.8份的粉煤灰、1.5
‑
2.6 份的煤矸石。
[0006]优选的，所述复合活性激发剂自身按以下重量份的组成成分配制：硅酸钠30
‑
35份、三萜皂苷20
‑
35份、聚合硫酸铝5
‑
10份、氟硅酸镁1
‑
5份、氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素0.6
‑
0.8份、羧甲基淀粉醚0.3
‑
0.5份、三聚磷酸钠2
‑
3份、磺化三聚氰胺甲醛树脂0.1
‑
0.5份，氢氧化钠用来调整硅酸钠模数。
[0007]优选的，所述硅酸钠模数调整在1.1
‑
1.9范围内。
[0008]优选的，包括以下重量份的组成成分：粉土91份、土壤胶凝剂基材6.6份、复合活性激发剂2.4份，所述的土壤胶凝剂基材自身按以下重量份的组成成分配制：赤泥1.2份、粉煤灰2.8份和煤矸石2.6份，所述的复合活性激发剂自身按以下重量份的组成成分配制：硅酸钠35份、三萜皂苷35份、聚合硫酸铝6.4份、氟硅酸镁3份、羟丙基甲基纤维素0.8份、羧甲基淀粉醚0.4份、三聚磷酸钠2份、磺化三聚氰胺甲醛树脂0.3份，所述硅酸钠模数调整为1.5。
[0009]优选的，所述的复合活性激发剂的制备方法包括如下步骤：S1：将硅酸钠30
‑
35份用90份的水溶解后，升温至70
‑
80℃，加入氢氧化钠，硅酸钠模数通过硅酸钠与氢氧化钠的比值控制在1.1～1.9之间，搅拌1
‑
2h后得到第一溶液；
S2：降温至60
‑
65℃，再向第一溶液中加入聚合硫酸铝、三萜皂苷、氟硅酸镁、磺化三聚氰胺甲醛树脂，搅拌1
‑
2h后得到第二溶液；S3：将羟丙基甲基纤维素、羧甲基淀粉醚、三聚磷酸钠用10份的水溶解后得到第三溶液；S4：将第三溶液滴加入第二溶液中，混合均匀，干燥后即获得复合活性激发剂。
[0010]本专利技术利用多源固废的道路铺筑材料的生产工艺，包括如下步骤：（1）将复合活性激发剂与水混合，水与复合活性激发剂的重量比为1：3.5
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4.5；（2）将土壤胶凝剂基材和适量的水均匀拌合在粉土中；（3）将步骤（1）获得的材料均匀拌合在步骤（2）获得的材料中。
[0011]本专利技术粉土先与土壤胶凝剂基材拌合，使得土壤胶凝剂基材充分分散到粉土中，土壤胶凝剂基材在后加入的复合活性激发剂的碱性环境下，发生复合催化反应，反应过程大体可分为二个阶段，分别是溶解与解聚阶段、单体重构及缩聚阶段。复合活性激发剂对固废原料的凝固效果是一种综合行为。既有物理吸附和缠绕又有化学反应。
[0012]激发剂中硅酸钠模数控制在1.5左右，对含有硅钙的本案几种无机固废激发效果最好，化学反应分为溶解与解聚阶段，土壤胶凝剂基材中的Si、Al、Ca单体释放出来。一是在复合活性激发剂作用下原材料中SiO2、CaO、Al2O3的Si、Al、Ca等碱金属离子受到激发剂的作用原子周围的正负电荷重分布，Si
‑
O
‑
Si，Al
‑
O
‑
Al，Ca
‑
O
‑
Ca化学键断裂，激发剂中的碱金属离子会与固废原材中破坏的Si
‑
O、Al
‑
O、Ca
‑
O键形成Si
‑
O
‑
Na、Al
‑
O
‑
Na来阻碍化学键破坏的可逆性，且保持相对稳定辅助官能团参与单体重构和缩聚。二是土壤胶凝剂基材中的具有微弱活性的CAO
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SiO2‑
Al2O3玻璃态，在较高浓度氢氧根离子的作用下玻璃态骨架瓦解，使得硅酸盐和铝酸盐进入溶液成为凝聚型的羟基络合硅铝酸盐离子，同时与溶液中电离出的低浓度钙离子在高碱介质中形成钙氧硅酸盐
‑
铝酸盐和硅铝酸盐，从而增强材料的强度。
[0013]单体重构及缩聚阶段,在本阶段上述溶解与解聚后的的中间络合物借助于吸附水之间的氢键作用以及SiO2溶解得到的硅酸的自聚合作用，形成液态聚硅烷基并且逐渐发展变大，继而部分氢氧根离子在激发剂的碱性环境的作用下形成硅（铝）酸盐聚合物晶体。
[0014]三萜皂苷可以降低水溶液表面张力，使得在搅拌时可使空气容易进入溶液填充在硅（铝）酸盐聚合物晶体间形成均匀微小的气泡，三萜皂苷容易与重金属盐产生沉淀，固化重金属离子，从而使得形成的材料整体性更强，微观结构更均质、致密性好，且含有一定量的微孔，增强了防重金属等毒性浸出功能。
[0015]聚合硫酸铝在碱性环境中产生胶体氢氧化铝，具有粘结的作用，氟硅酸镁在碱性环境中易生成二氧化硅，能提高材料的强度。羟丙基甲基纤维素的分子基团上具有多个羟基，羟基有利于为聚合硫酸铝以及氟硅酸镁的激发提供碱性环境，从而提高材料的粘结力和强度。三聚磷酸钠对固体颗粒具有分散悬浮作用，羧甲基淀粉醚分子呈网状结构，带负电，会吸附带正电的固体颗粒，在磺化三聚氰胺甲醛树脂作用下，能提高材料的流动性，具有较好的减水作用，使聚合硫酸铝、羟丙基甲基纤维素、羧甲基淀粉醚更好的发挥胶粘作用。将被包裹的粉土、反应生成的晶体、沉淀等更好的结合在一起。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用多源固废的道路铺筑材料，其特征在于：包括以下重量份的组成成分：粉土91
‑
94份、土壤胶凝剂基材4
‑
7份、复合活性激发剂2
‑
3份，所述的土壤胶凝剂基材自身按以下重量份的组成成分配制：1
‑
1.2份的赤泥、1.5
‑
2.8份的粉煤灰、1.5
‑
2.6 份的煤矸石，所述复合活性激发剂自身按以下重量份的组成成分配制：硅酸钠30
‑
35份、三萜皂苷20
‑
35份、聚合硫酸铝5
‑
10份、氟硅酸镁1
‑
5份、氢氧化钠、羟丙基甲基纤维素0.6
‑
0.8份、羧甲基淀粉醚0.3
‑
0.5份、三聚磷酸钠2
‑
3份、磺化三聚氰胺甲醛树脂0.1
‑
0.5份，氢氧化钠用来调整硅酸钠模数，所述硅酸钠模数调整在1.1
‑
1.9范围内。2.根据权利要求1所述的利用多源固废的道路铺筑材料，其特征在于：包括以下重量份的组成成分：粉土91份、土壤胶凝剂基材6.6份、复合活性激发剂2.4份，所述的土壤胶凝剂基材自身按以下重量份的组成成分配制：赤泥1.2份、粉煤灰2.8份和煤矸石2.6份，所述的复合活性激...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹏，郭涛，綦跃强，国欣，李晓，陈怡宁，张督峰，刘文革，张亚南，张家禄，
申请(专利权)人：山东黄河顺成水利水电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：