专利名称：一种尾矿砂二合土路面底基层混合料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及ー种道路底基层材料及其制备方法，尤其涉及一种尾矿砂ニ合土路面底基层混合料及其制备方法，属于土木工程材料技术领域。
背景技术：
尾矿是选矿厂在特定经济技术条件下，将矿石磨细，选取“有用组分”后排放的废弃物，即矿石分选中未加以充分利用的固体废料。选矿厂的磨矿与选别エ序中，排出的尾矿浆经一段时间的水分淋失，即形成尾矿砂堆积库。作为矿业工程的附加产物，我国现有尾矿总量约80亿吨，且仍以毎年3亿吨的速度急剧增加；这些尾矿自然堆积于尾矿库中，不仅要耗费建库资金，侵占土地，而且易诱发多种地质灾害问题，例如高尾矿坝不利环境条件下的稳定问题等，危害生态环境。因此，尾矿资源的综合利用不仅可以节约资源、保护环境，而且还具有巨大的经济效益和社会效益。目前，我国对尾矿砂综合利用的研究还不够深入，且多集中于其在建筑材料中的应用，如用尾矿砂生产烧结砖、混凝土砌块、免烧砖等。然而，大部分选矿排出的尾矿砂粒度较细，在上述建材品种中应用吋，受到很大限制。若将尾矿库尾矿砂直接或改良应用于公路工程中，不仅可以加大对尾矿エ业废气物的再生利用程度，而且可以减少公路建设路提填筑取土工作量、代替部分土源或无机结合材料，如粉煤灰等，具有显著的经济优势。因此， 开展对尾矿料在路基路面不同层位的应用研究，对于节省投资、确保填筑质量、减少环境污染、保障环境安全等具有重要技术价值、经济效益、环境与社会意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了进ー步深化对尾矿废弃物的综合利用，即解决矿选废料的再生利用问题，提供一种尾矿砂ニ合土路面底基层混合料及其制备方法，以使矿选废料变废为宝，同时利用尾矿砂取代部分填筑材料，降低了不可再生土地等自然资源消耗，节约工程成本。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种尾矿砂ニ合土路面底基层混合料，其特征在干，由铁选矿尾矿砂、石灰、粘土和水組成，形成ニ合土底基层混合料，铁选矿尾矿砂、石灰、粘土的重量百分比如下铁选矿尾矿砂15 % 40 %石灰5% 10%粘性土50% 80%所述水的加入量为铁选矿尾矿砂、石灰和粘土总质量的5^-20 ^本发明进一步采用以下技术措施所述铁尾矿砂化学成分中活性成分Si02、Al2O3及Fi52O3的总含量占铁选矿尾矿砂质量的70%以上，同吋，尾矿砂粒径控制< 2mm ；所述石灰有效钙镁含量生石灰不小于 70%、消石灰不小于55%;所述粘性土粉碎后的15mm以上土块含量不得大于5%，有机质含量不大于10%，且土体塑性指数宜为12 20。一种尾矿砂ニ合土路面底基层混合料的制备方法，包括以下具体步骤(1)备料，包括铁选矿尾矿砂、石灰和粘性土 ；并分选铁选矿尾矿砂和粘性土，去除其中的杂质和粒径过大的石块、土块或进行粉碎处理，将粒径控制く 2mm ；(2)取铁选矿尾矿砂进行活性成分分析，确定现场底基层材料配合比，将各材料按所确定比例拌合均勻；(3)通过由《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)所规定的重型击实试验，确定混合料的最佳含水率和最大干密度，根据混合料天然含水率与最佳含水率差值，确定加水量并进行喷洒，使其达到最佳含水率。通过对尾矿砂ニ合土(铁选矿尾矿砂-石灰-粘性土)混合料的击实性能、抗压強度试验结果进行汇总分析，并与传统石灰粉煤灰稳定土底基层的效果比较可知，使用铁选矿尾矿砂作为底基层的主要原料之一，在材料来源上和混合料物理力学试验结果上，都是可行的。本发明的有益效果是，将铁选矿尾矿砂应用于道路底基层中，尾矿砂作为填筑混合料中的主要原料之一，需求量大，为尾矿资源的废物再利用提供了新途径；由于综合利用了大量堆积的尾矿砂，减少了尾矿库占用的土地，消除了尾矿对环境的污染，同时利用尾矿砂代替大量底基层填料(土料、粉煤灰等)，降低道路工程造价，减轻了开挖耕地所帯来的国土资源压力。此外，尾矿砂ニ合土混合料的制备应用エ艺简単，用作底基层填筑施工与传统石灰粉煤灰稳定土底基层填筑施工类似，不会增加既有施工技术难度。
具体实施例方式结合实施例对本发明作进ー步详细、完整的说明实施例1由南京市江宁区某两铁选矿尾矿库取代表性尾矿砂试样，分別进行矿物成分組成 X射线衍射试验和试样粒度分析试验，如表1和表2。表1尾矿砂化学成分分析检测结果
权利要求
1. 一种尾矿砂ニ合土路面底基层混合料，其特征在干，由铁选矿尾矿砂、石灰、粘土和水組成，形成ニ合土底基层混合料，铁选矿尾矿砂、石灰、粘土的重量百分比如下
2.据权利要求1所述的尾矿砂ニ合土路面底基层混合料，其特征在干，所述铁选矿尾矿砂化学成分中，活性成分Si02、Al2O3及!^e2O3的总含量占铁选矿尾矿砂质量的70%以上， 同时，尾矿砂粒径控制￡2mm。
3.根据权利要求1所述的尾矿砂ニ合土路面底基层混合料，其特征在干，所述石灰为生石灰且生石灰中钙镁的有效质量含量不小于70%。
4.根据权利要求1所述的尾矿砂ニ合土路面底基层混合料，其特征在干，所述石灰为消石灰且消石灰中钙镁的有效质量含量不小于55%。
5.根据权利要求1所述的尾矿砂ニ合土路面底基层混合料，其特征在干，所述粘性土中粒径在15mm以下的粘性土颗粒的质量大于粘性土总质量的95%，所述粘性土中有机质质量含量不大于10%，且粘性土土体塑性指数宜为12 20。
6.一种权利要求1所述的尾矿砂ニ合土路面底基层混合料的制备方法，其特征在干， 包括以下具体步骤(1)备料，包括铁选矿尾矿砂、石灰和粘性土；井分选铁选矿尾矿砂和粘性土，去除其中的杂质和粒径过大的石块、土块或进行粉碎处理，将粒径控制￡2mm ；(2)取铁选矿尾矿砂进行活性成分分析，确定现场底基层材料配合比，将各材料按所确定比例拌合均勻；(3)通过重型击实试验，确定混合料的最佳含水率和最大干密度，根据混合料天然含水率与最佳含水率差值，确定加水量并进行喷洒，使其达到最佳含水率。
全文摘要
一种尾矿砂二合土路面底基层混合料及制备方法，用以解决废弃尾矿砂的资源利用问题。它是以铁选矿尾矿砂和粘土为主要原料，经石灰固化后直接用于道路底基层填筑。该底基层材料中各组份的重量百分比为铁选矿尾矿砂15~40%、石灰5~10%、粘土50~80%，以上各组成之和为100%。根据混合料最佳含水量和最大干密度，按既有石灰工业废渣稳定类底基层施工工艺实施，即可得到路面底基层。本发明将铁选矿尾矿砂应用于道路底基层中，综合利用大量尾矿砂，减少了尾矿库占用的土地，同时代替大量底基层填料，节省土地资源，降低了道路工程造价。此外，尾矿砂-石灰-粘土混合料制备应用工艺简单，便于推广应用。
文档编号C04B18/12GK102531437SQ20111045006
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者张 浩, 张瑞坤, 石名磊, 赵宇, 陈迎 申请人:东南大学