專利名稱：一種道路路基填料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種道路路基填料及其制備方法。
背景技術：
磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸過程中產(chǎn)生的ー種エ業(yè)副產(chǎn)物，據(jù)報道，每生產(chǎn)I噸磷酸要排出4 5噸的磷石膏，而目前世界上磷石膏年排量約為11000 13000萬噸，其中只有少量得到了利用，日本、澳大利亞等ー些國家由于土地資源緊張、缺乏天然石膏等，發(fā)展了很多磷石膏循環(huán)再利用的技術，磷石膏的利用率很高。在我國，隨著化學エ業(yè)的發(fā)展，磷石膏的排放量在不斷地増加，但是回收利用率偏低，不足20%，導致磷化工廠周圍的磷石膏堆積如山，不僅占用了大量的土地資源，而且對生態(tài)環(huán)境也造成嚴重影響。如果將磷石膏就近 用于當?shù)毓方ㄔO，不僅可以解決磷化工企業(yè)廢料的再利用問題，還可解決當?shù)毓方ㄔO中的筑路材料需求，對企業(yè)發(fā)展、社會發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護都有著重要的意義。利用磷石膏用作路基填料，國內外均做過ー些嘗試，如美國佛羅里達大學和邁阿密大學在研究中發(fā)現(xiàn)，含粘土砂和磷石膏的混合物是良好的筑路材料。在國內，唐慶黔等就磷石膏應用于路基路面工程的可行性、力學性能進行了研究，在試驗路堤施工中發(fā)現(xiàn)磷石膏對水敏感，未碾壓的磷石膏遇雨水飽和后性質類似彈簧土無法壓實，因此施工中必須嚴格控制含水率；沈衛(wèi)國等研制出ー種粉煤灰磷石膏路面基層材料，該材料較普通ニ灰(石灰一粉煤灰)類材料的早期強度有大幅度提高，但水穩(wěn)性能卻達不到所需要求，因而無法推廣應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種道路路基填料及其制備方法，該方法制備的道路路基填料可解決水穩(wěn)性的問題。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的ー種道路路基填料，其特征在于它由石灰、粉煤灰、磷石膏和穩(wěn)定劑原料制備而成；石灰、粉煤灰和磷石膏中各原料所占重量百分數(shù)為石灰4 15%,粉煤灰30 50%,磷石骨35 60%,各原料所占重量百分數(shù)之和為100% ;穩(wěn)定劑為水玻璃或NaAlO2，水玻璃的添加量為石灰、粉煤灰和磷石膏總質量的2 6%, NaAlO2的添加量為石灰、粉煤灰和磷石骨總質量的O. 5 2%。石灰至少應達到《公路路面基層施工技術規(guī)范》(JTJ 034-2000)規(guī)定的III級消石灰或III級生石灰的技術指標。粉煤灰中Si02、Al2O3和Fe2O3的總質量含量應大于70%、燒失量彡20% (質量)、比表面積> 2500cm2/g。磷石膏為濕法生產(chǎn)磷酸過程中產(chǎn)生的ー種エ業(yè)副產(chǎn)物。水玻璃的模數(shù)2. 2 3. O
上述ー種道路路基填料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟
I)按各原料所占重量百分數(shù)為石灰4 15%,粉煤灰30 50%,磷石骨35 60%,各原料所占重量百分數(shù)之和為100%，選取石灰、粉煤灰、磷石膏和穩(wěn)定劑原料；按水玻璃的添加量為石灰、粉煤灰和磷石骨總質量的2 6%, NaAlO2的添加量為石灰、粉煤灰和磷石骨總質量的O. 5 2%，選取水玻璃或NaAlO2 ；
2)將上述原料倒入攪拌機中混合攪拌均勻，得到道路路基填料。本發(fā)明的有益效果是通過添加磷石膏，激活石灰與粉煤灰的火山灰反應，從而提高了混合料(道路路基填料)的早期強度；同時在混合料中加入水玻璃或者NaAio2作為穩(wěn)定劑來提高混合料的水穩(wěn)性能。其機理在于水玻璃(主要成分為Na2SiO3UH2O)是ー種很好的粘合劑，可以迅速與鈣離子形成硅膠和硅酸鈣凝膠，起到膠結和填充孔隙的作用，使基層的強度和承載能力提高，而NaAlO2不僅可以加快SiO2和Al2O3的表面化學鍵的斷裂，有利于火山灰反應的進行，另一方面會與石灰生成Ca (AlO2)2、進而與CaSO4 ·2Η20，反應生成高硫型鈣礬石(AFt)，AFt是ー種細針狀晶體，穿插于水化硅酸鈣以及未水化的物相之間，增強了顆粒之間的連接力，因此提高了膠凝作用，它在形成過程中吸收大量水(結構水占的空間達鈣礬石體積的81. 2%)，而硬化內部孔隙率低，孔徑尺寸小，有利于阻止外界水的滲入，從而有更好的水穩(wěn)性。添加了穩(wěn)定劑的混合料在強度和水穩(wěn)性指標按照《公路工程無機結合 料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》(JTG Ε51-2009)和《公路土工試驗規(guī)程》(JTG Ε40-2007)進行測試，其結果達到了《公路路面基層施工技術規(guī)范》(JTJ 034-2000)中關于石灰エ業(yè)廢渣穩(wěn)定土的抗壓強度標準中關于路基填料的要求，使磷石膏-粉煤灰體系用作公路路基及路面基層填料能夠得以推廣應用。
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例進ー步闡明本發(fā)明的內容，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于下面的實施例。為了表征穩(wěn)定劑對石灰、粉煤灰與磷石膏混合料(以下簡稱磷石膏-ニ灰混合料)的抗壓強度及水穩(wěn)性的影響，本發(fā)明以磷石膏-ニ灰混合料未添加穩(wěn)定劑時的擊實性、無側限抗壓強度及水穩(wěn)性和添加穩(wěn)定劑后的無側限抗壓強度及水穩(wěn)性作為評價指標，試驗按《公路工程無機結合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》(JTG Ε51-2009)和《公路土工試驗規(guī)程》(JTGΕ40-2007)進行，具體如下
1)按照石灰4 15%、粉煤灰30 50%、磷石骨35 60%(各原料所占重量百分數(shù))的比例混合攪拌成混合料,暫不添加穩(wěn)定劑；
2)根據(jù)擊實試驗確定的最佳含水量，往上述混合料中加入相應數(shù)量的水，攪拌均勻后，按規(guī)范壓制成直徑為5cm、高5cm的圓柱形樣品，并按規(guī)范養(yǎng)護7天和28天后，分別測試7天無側限抗壓強度和28天無側限抗壓強度；
3)水穩(wěn)性測試將養(yǎng)護28天的樣品浸泡于水中24小時，取出自然晾干，然后再次浸泡，再次晾干，對其進行抗壓強度測試，按照以下公式計算強度損失率
權利要求
1.ー種道路路基填料，其特征在于它由包含有石灰、粉煤灰、磷石膏和穩(wěn)定劑原料制備而成；石灰、粉煤灰和磷石骨中各原料所占重量百分數(shù)為石灰4 15%,粉煤灰30 50%,磷石膏35 60%，各原料所占重量百分數(shù)之和為100% ;穩(wěn)定劑為水玻璃或NaAlO2,水玻璃的添加量為石灰、粉煤灰和磷石骨總質量的2 6%, NaAlO2的添加量為石灰、粉煤灰和磷石骨總質量的O. 5 2%ο
2.根據(jù)權利要求I所述ー種道路路基填料，其特征在于石灰至少應達到《公路路面基層施工技術規(guī)范》(JTJ 034-2000)規(guī)定的III級消石灰或III級生石灰的技術指標。
3.根據(jù)權利要求I所述ー種道路路基填料，其特征在于粉煤灰中Si02、Al2O3和Fe2O3的總質量含量應大于70%、燒失量彡20%、比表面積彡2500cm2/g。
4.根據(jù)權利要求I所述ー種道路路基填料，其特征在于磷石膏為濕法生產(chǎn)磷酸過程中產(chǎn)生的ー種エ業(yè)副產(chǎn)物。
5.ー種制備權利要求I所述道路路基填料的方法，其特征在于它包括如下步驟 1)按各原料所占重量百分數(shù)為石灰4 15%,粉煤灰30 50%,磷石骨35 60%,各原料所占重量百分數(shù)之和為100%，選取石灰、粉煤灰、磷石膏和穩(wěn)定劑原料；按水玻璃的添加量為石灰、粉煤灰和磷石骨總質量的2 6%, NaAlO2的添加量為石灰、粉煤灰和磷石骨總質量的O. 5 2%，選取水玻璃或NaAlO2 ； 2)將上述原料倒入攪拌機中混合攪拌均勻，得到道路路基填料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種道路路基填料及其制備方法。一種道路路基填料，其特征在于它由石灰、粉煤灰、磷石膏和穩(wěn)定劑原料制備而成；石灰、粉煤灰和磷石膏中各原料所占重量百分數(shù)為石灰4～15%，粉煤灰30～50%，磷石膏35～60%，各原料所占重量百分數(shù)之和為100%；穩(wěn)定劑為水玻璃或NaAlO2，水玻璃的添加量為石灰、粉煤灰和磷石膏總質量的2～6%，NaAlO2的添加量為石灰、粉煤灰和磷石膏總質量的0.5～2%。該方法制備的道路路基填料不僅可提高早期強度，還可解決水穩(wěn)性的問題。
文檔編號C04B28/26GK102690098SQ201210121568
公開日2012年9月26日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權日2012年4月24日
發(fā)明者曹宏, 李先福, 李 杰, 梁永忠, 胡國祥, 賴小瑩, 陶松 申請人:云南磷化集團有限公司, 武漢工程大學, 武漢鉑瑞科技有限公司