低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料及其制备方法和应用，原料按重量份计包括：低碳复合胶凝材料38

【技术实现步骤摘要】
低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于市政工程材料领域，尤其涉及低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]我国道路建设事业迅速发展。至2019年底，我国公路总里程501.1 万公里，其中高速公路里程15万公里，稳居世界第一，城市道路总长度45.9万公里。经历了建设高潮后，现阶段我国道路已从集中建设阶段步入建养并重阶段，甚至有些城市的道路已经完全向大中修、改扩建阶段倾斜，在此过程中势必会产生大量的废三渣、废混凝土等道路固废。其中的废旧混凝土除少量品质较好的被回收利用，大量的废三渣、废混凝土仍以露天堆放或填埋为主，造成极大的资源浪费，且占用土地资源，污染水体、污染空气，对周围环境造成严重影响。
[0003]考虑当前天然砂石资源紧缺，若将道路固废回用于道路基层材料，既减少原材料开采、保护自然环境，又使得资源循环利用，解决道路固废的堆放、占地问题，具有显著的社会、经济和环境效益。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提供一种低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料，通过再生集料级配优化与低碳复合胶凝材料复配，提高无机混合料的力学、路用性能，使无机混合料的固废掺量达到95％以上；利用低碳复合胶凝材料的胶凝性与低膨胀性，有效缓解再生集料制备的无机混合料收缩大问题；对于废三渣再生集料，发挥石灰组分对低碳复合胶凝材料中脱硫灰、矿粉等组分的辅助激发作用，进一步提升再生基层材料性能。
[0005]本专利技术的另一目的是提供上述低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料的制备方法，保证道路固废制备的无机混合料材料的品质。
[0006]本专利技术的再一目的是提供上述低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料在再生路面基层材料中的应用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术的第一方面提供低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料，原料包括按重量份计的如下组分：低碳复合胶凝材料38
–
91份和再生集料909
–
962份，其中所述再生集料包括废三渣再生粗集料(16
–
34mm)(括号内16
–
34mm为粒度或粗细度，下同)273
–
385份、废三渣再生粗集料(8
–
16mm)182
–
240份，还包括废三渣再生细集料(0
–
8mm)454
–
481 份和/或废混凝土再生细集料(0
–
8mm)318
–
337份。
[0009]优选地，所述低碳复合胶凝材料由脱硫灰、工业副产石膏、污泥焚烧残渣、矿渣粉等多种固废组成，初凝时间为3
–
15h，终凝时间为5
–
15h，胶砂7d抗压强度为24
–
34MPa，胶砂28d抗压强度为35
–
50MPa，其中所述工业副产石膏包括脱硫石膏、磷石膏、钛石膏；所述污泥
焚烧残渣为城镇污水厂的污泥进行干化焚烧后产生的固体废弃物。
[0010]优选地，所述废三渣再生粗集料(16
–
34mm)和废三渣再生粗集料(8
–
16mm)的吸水率为4％
–
8％，杂物含量为0.01％
–
0.05％，针片状含量为1％
–
5％，表观密度为 2500
–
2700kg/m3，压碎指标为15％
–
25％。
[0011]优选地，所述废三渣再生细集料(0
–
8mm)的吸水率为7％
–
11％，表观密度为 2300
–
2600kg/m3，石粉含量为0
–
1％，压碎指标为30％
–
35％。
[0012]优选地，所述废混凝土再生细集料(0
–
8mm)的吸水率为6％
–
10％，表观密度为 2100
–
2300kg/m3，石粉含量为0
–
1％，压碎指标为25％
–
32％。
[0013]本专利技术的第二方面提供上述低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料的制备方法，包括以下步骤：
[0014](1)再生集料级配优化
[0015]将道路铣刨得到的含废三渣和/或废混凝土的道路固废进行破碎，筛分成为0
–
8mm (RFA)、8
–
16mm(RCA
‑
II)、16
‑
34mm(RCA
‑
I)三种粒级，分别为再生细集料(0
–
8mm)、再生粗集料(8
–
16mm)、再生粗集料(16
–
34mm)，测试三种粒级集料的含水率w
RCA
‑
I
、w
RCA
‑
II
、 w
RFA
；
[0016]根据道路等级确定集料目标级配，通过调整三种粒级的干集料比例进行级配优化，使其形成的级配曲线在目标级配曲线中值附近，此级配即为再生集料的实验级配记为a:b:c；
[0017](2)测定无机混合料的最佳含水率、最大干密度：
[0018]将准备好的再生集料按照步骤(1)中的实验级配配制5
–
6份级配集料，根据级配集料的吸水率，估算无机混合料的最佳含水率为级配集料的吸水率+(2％
–
3％)，预定5
–
6个在 7％
–
15％之间的不同含水率，依次相差1％
–
2％，且其中至少有两个大于和两个小于最佳含水率；
[0019]将每份级配集料与一定量的水混合均匀，水的加入量为无机混合料所需的按预定最小含水率确定的水量m
min
‑
级配集料中所含的水，装入塑料袋中密封浸润不低于12h，以使击实实验前再生集料充分吸饱水分；击实实验时，将一份级配集料平铺在搪瓷盘内，称量所需的低碳复合胶凝材料与其混合形成混合料；称取应加水量，均匀喷洒在混合料上，充分拌和到均匀状态，并在1h之内完成击实试验，通过击实试验测定无机混合料的最佳含水率和最大干密度；其中应加水量按下式得出：
[0020][0021]式中：m
w
——无机混合料中应加水质量(g)；
[0022]m
RCA
‑
I
——无机混合料中再生粗集料(16
‑
34mm)质量(g)，其原始含水率为w
RCA
‑
I
(％)；
[0023]m
RCA
‑
II
——无机混合料中再生粗集料(8
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料，其特征在于，原料包括按重量份计的如下组分：低碳复合胶凝材料38
–
91份和再生集料909
–
962份；其中：所述再生集料包括废三渣再生粗集料(16
–
34mm)273
–
385份、废三渣再生粗集料(8
–
16mm)182
–
240份，还包括废三渣再生细集料(0
–
8mm)454
–
481份和/或废混凝土再生细集料(0
–
8mm)318
–
337份。2.根据权利要求1所述的低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料，其特征在于，所述低碳复合胶凝材料由选自脱硫灰、工业副产石膏、污泥焚烧残渣和矿渣粉的固废组成，初凝时间为3
–
15h，终凝时间为5
–
15h，胶砂7d抗压强度为24
–
34MPa，胶砂28d抗压强度为35
–
50MPa。3.根据权利要求1所述的低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料，其特征在于，所述废三渣再生粗集料(16
–
34mm)和废三渣再生粗集料(8
–
16mm)的吸水率为4％
–
8％，杂物含量为0.01％
–
0.05％，针片状含量为1％
–
5％，表观密度为2500
–
2700kg/m3，压碎指标为15％
–
25％。4.根据权利要求1所述的低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料，其特征在于，所述废三渣再生细集料(0
–
8mm)的吸水率为7％
–
11％，表观密度为2300
–
2600kg/m3，石粉含量为0
–
1％，压碎指标为30％
–
35％。5.根据权利要求1所述的低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料，其特征在于，所述废混凝土再生细集料(0
–
8mm)的吸水率为6％
–
10％，表观密度为2100
–
2300kg/m3，石粉含量为0
–
1％，压碎指标为25％
–
32％。6.权利要求1至5任一项所述低碳复合胶凝材料稳定道路固废无机混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)再生集料级配优化将道路铣刨得到的含废三渣和/或废混凝土的道路固废进行破碎，筛分成为0
–
8mm(RFA)、8
–
16mm(RCA
‑
II)、16
‑
34mm(RCA
‑
I)三种粒级，分别为再生细集料(0
–
8mm)、再生粗集料(8
–
16mm)、再生粗集料(16
–
34mm)，测试三种粒级集料的含水率w
RCA
‑
I
、w
RCA
‑
II
、w
RFA
；根据道路等级确定集料目标级配，通过调整三种粒级的干集料比例进行级配优化，使其形成的级配曲线在目标级配曲线中值附近，此级配即为再生集料的实验级配记为a:b:c；(2)测定无机混合料的最佳含水率、最大干密度：将准备好的再生集料按照步骤(1)中的实验级配配制5
–
6份级配集料，根据级配集料的吸水率，估算无机混合料的最佳含水率为级配集料的吸水率+(2％
–
3％)，预定5
–
6个在7％
–
15％之间的不同含水率，依次相差1％
–
2％，且其中至少有两个大于和两个小于最佳含水率；将每份级配集料与一定量的水混合均匀，水的加入量为无机混合料所需的按预定最小含水率确定的水量m
min
‑
级配集料中所含的水，装入塑料袋中密封浸润不低于12h，以使击实实验前再生集料充分吸饱水分；击实实验时，将一份级配集料平铺在搪瓷盘内，称量所需的低碳复...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴申，夏平，钱耀丽，钟璎，杨利香，王亮，陆美荣，杨光，韩云婷，
申请(专利权)人：上海市道路运输事业发展中心上海市奉贤区交通建设管理中心，
类型：发明
国别省市：