一种用渣土复合煤矸石粉的道路铺筑材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及渣土与煤矸石粉复配制造的道路填筑材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，随着经济的发展和城镇化建设的进行，旧城改造、道路（地铁）建设、基坑开 挖等每年产生的渣土数量非常巨大，且不易降解。往往一个城市的老旧城区改造、地铁开挖 等产生的渣土可达到2500万立方米。我国城市中旧城区的改造整治产生大量建筑渣土，有 资料表明，拆除Im 2建筑物产生0. 5-lm3建筑渣土，每1万m2建筑施工过程会产生500-600t 建筑渣土。然而，大部分建筑垃圾未经任何处理，就被运往郊外或城市周边进行简单填埋或 露天堆存，对环境保护造成了极大的不利影响。目前，我国包括渣土在内的建筑垃圾90%以 上被非法处理，资源化利用率不到5%。建筑垃圾采用堆放和填埋的处理方式对环境产生了 很大有害影响。
[0003] 与其它城市垃圾相比，渣土具有低毒、无害、可资源化利用等特点，随着城市建设 的迅猛发展，天然材料将日益枯竭，如果将渣土通过一定的技术进行有效再生利用，不仅可 以解决这个矛盾，还能消除垃圾对环境的危害，实现经济的可持续发展。中国对渣土循环利 用的研宄比较晚，目前虽取得了一定初步研宄成果，但仍缺乏较系统的研宄，缺少完善的再 生技术的标准和规程。在中国，建设各种道路需要大量的材料，如果能够将渣土用于道路工 程中，则将会产生极大的经济价值。
[0004] 然而，现行技术标准和规范中缺少建筑渣土作为筑路填料相关方面的内容，在城 市道路建设中建筑渣土利用无标准和规范可遵循，如何利用城市建筑渣土达到较好的工 程效果仍需要深入细致的研宄。另外，道路铺筑材料日益严格的标准要求等因素，使得渣土 在道路铺筑材料中的应用受到诸多限制，例如渣土利用率不高，道路铺筑材料中渣土所占 的比例偏小。
[0005] 煤矸石是在煤矿建设、煤炭开采和加工过程中排放的一种含碳量较低、比煤坚硬 的黑灰色废弃岩石，是我国排放量最大的工业废渣之一，我国煤矸石产品约为原煤产量的 15 % -20 %，导致积存约30亿吨，形成约1500座煤矸石山，目前正以年排放量约1. 5亿吨的 速度增长，每年新增占地面积约10万亩，我国煤矸石的利用率不高，远远低于国外水平。未 利用的煤矸石的堆放侵占了大量土地和农田，对周围环境造成了极大的污染。对煤矸石污 染和综合利用，越来越受到人们的重视。
[0006] 目前对煤矸石的性质还缺乏深入系统的研宄，煤矸石的化学成分随产地变化而有 所不同，化学性能也有差异，而公路与道路建设规范要求比较高，煤矸石作为陆基填筑材料 的基本性能、各项检测指标、检测方法及施工要求都没有相应的标准依据，现行规范及资料 查不到所必须的数据和做法，因此其应用受到很大的限制，在公路上、尤其是高速公路上用 作路基材料还没得到有效推广。煤矸石在道路工程路基填料的使用中存在着经验性和主观 性，缺少系统的科学研宄和理论总结。
[0007] 在另一方面，渣土与其它城市垃圾相比，具有低毒、无害、可资源化利用等特点，随 着城市建设的迅猛发展，天然材料将日益枯竭，如果将渣土通过一定的技术进行有效再生 利用，不仅可以解决这个矛盾，还能消除垃圾对环境的危害，实现经济的可持续发展。中国 对渣土循环利用的研宄比较晚，目前虽取得了一定研宄成果，但仍缺乏较系统的研宄，缺少 完善的再生技术的标准和规程。在中国，建设各种道路需要大量的材料，如果能够将渣土用 于道路工程中，则将会产生极大的经济价值。
[0008] 同时，渣土的多样性以及道路填筑材料日益严格的标准要求等因素，使得渣土在 道路填筑材料中的应用受到诸多限制，例如渣土利用率不高，道路填筑材料中渣土所占的 比例较小，等等。
[0009] CN1133269A开了一种用于道路工程及其它土建工程的胶凝材料及生产方法，其产 品主要用于要求耐磨、耐腐蚀的工程及抗干缩要求较高、水化热较低的其它工程，其特征在 于该产品（水泥）是由经预消解处理并磁选后的钢渣与矿渣、粉煤灰、硅酸盐熟料、含铝硫 酸盐及硅酸盐矿物多种物质粉磨混合而成的。
[0010] CN101348343A公开了一种利用建筑垃圾生产的建材及其制备方法，要解决的技术 问题是使材料配置简单、降低成本，其采用以下技术方案：一种利用建筑垃圾生产的建材， 包括的重量比份数为：建筑垃圾85-97份、生石灰3-15份，所述建筑垃圾包括砖石和混凝 土，所述生石灰中的有效CaO含量多85%。该方法包括以下步骤：（1)对建筑垃圾进行初 选；（2)粉碎原材料，将建筑垃圾原材料粉碎至粒度为大于0至4mm，将CaO含量彡85 %的 生石灰磨至小于100目；（3)原材料配合，将粉碎过的建筑垃圾和生石灰细粉按重量比建筑 垃圾85-97份、生石灰3-15份混和均匀后运至消化仓，停留1-3小时；(4)成型，从消化仓 出来的材料进入搅拌机，加入总干粉用量的5-8%水拌合后，输送至料仓，在压砖机上压制 成各种形状的型材，使用的压力为200-1500吨，加压时间1-3秒钟；（5)压蒸养护，在温度 为190-230°C，压力为7-10kg的条件下养护6-10小时，即为建材成品。在该专利文献中，主 要是用于制造成型建材产品，不能够用作道路填筑材料，例如强度远远不够。
[0011] W02006033561A1公开了一种分离建筑废弃物的方法。在所述方法中，将粉碎成预 定尺寸的建筑废弃物加入到沉淀槽的液体中，并根据比重在槽中将其分离成各种组分，其 中，所述液体具有比回收组分的比重低但比剩余组分的比重高的参考比重，从而仅使要回 收的组分通过沉淀到所述沉淀槽的底部而进行分离。根据所述方法，可以容易地将包含在 建筑废弃物中的其它杂质与优质的可重复利用的混凝料分离。具体地，对分离液体的参考 比重进行适当的调整，从而甚至可以容易地将比水重的各种杂质（瓦片、红砖、沥青混凝 土、水泥浆块等）与可重复利用的混凝料分离。该文献主要关注的是建筑垃圾的分选。
[0012] JP2006257681A公开了一种利用建筑垃圾制造矿物材料的方法，该方法能够有效 减少建筑垃圾在高温处理时产生的挥发性有机化合物的挥发，其通过将贝壳燃烧并粉碎产 生的多孔性贝壳碎料与所述材料接触来吸附建筑垃圾高温处理时产生的挥发性有机化合 物，从而使建筑垃圾的再利用更加绿色和安全。该方法成本比较高。
[0013] KR100938212B1公开了一种用于筑路的组合物，该组合物包含10-30重量％树脂、 22-27重量％环保集料、22-27重量％再循环碎片材料、13-18重量填料、1. 5-5重量颜料和 和1. 5-3重量％常见添加剂。该组合物成本含有大量树脂，成本比较高且不耐老化，另外由 于缺少水泥组分，至少强度严重不足。
[0014] 非专利文献"建筑垃圾再生微粉利用的试验研宄"，马纯滔等，宁夏工程技术，第8 卷第1期，2009年3月公开了建筑垃圾再生微粉的制造和使用方法，其中再生微粉的原料是 在混凝土再生骨料破碎、筛分等过程中，不可避免地会产生占再生骨料质量10 %左右、粒径 < 0. 16mm的细粉料，研磨获得微粉的最大比表面积仅为735. 4m2/kg。
[0015] 需要一种用渣土复合煤矸石粉的道路填筑材料，使