本发明属于无机混合料加工领域，具体涉及一种含污泥的无机混合料及其制备方法。
背景技术：
无机混合料是指在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的水泥、或石灰、或工业废渣等无机结合料及水，拌和得到混合料经压实和养生后，得到的抗压强度符合规定的材料。由于无机混合料能够稳定材料的刚度处于柔性材料(如沥青混合料)和刚性材料(如水泥混凝土)之间，所以也被称为半刚性材料，并且由其铺筑的结构层称为半刚性层。
由于无机混合料具有经济性好、稳定性好、抗冻性能强、强度和刚度随其龄期而增长等优点，是道路底层铺设的理想材料。而随着我国城市化进程的飞速发展，大规模新修、改扩建市政道路，在道路底层铺设的无机混合料中的骨料主要来源于山碎石，这些材料的过度开采和提取，不仅对环境产生了较大的影响，也使有限的自然资源面临枯竭。因此，找到一种可部分代替山碎石的原料成为该领域中亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种含污泥的无机混合料及其制备方法，通过本发明制备的无机混合料采用低成本的污泥来部分代替现有技术中成本比较高的山碎石，在降低无机混合料的生产成本的同时还将污泥变废为宝，充分保护了环境。
本发明的一个方面提供了一种含污泥的无机混合料，包括下述重量份数的下述组分：
污泥再生骨料50～80份，石灰3～12份，山碎石5～20份，粉煤灰5～16份。
在一个优选实施方案中，所述石灰和所述粉煤灰的重量比控制在3:3～5之间。
在一个优选实施方案中，所述山碎石的最大粒径小于25mm，且粒径依次在25～20mm、20～10mm、10～5mm、5～0mm之间的所述山碎石的质量比控制在(10～15):(26～30):(17～19):40之间。
本发明的另一方面提供了一种含污泥的无机混合料，包括下述重量份数的下述组分：
污泥再生骨料50～80份，水泥10～30份，山碎石5～20份，粉煤灰5～16份。
在一个优选实施方案中，所述山碎石的最大粒径小于25mm，且粒径依次在25～20mm、20～10mm、10～5mm、5～0mm之间的所述山碎石的质量比控制在(13～17):(27～31):(14～18):40之间。
在一个优选实施方案中，所述水泥包括矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥中的一种或几种。
在一个优选实施方案中，所述水泥的初凝时间在3～6h之间，终凝时间在2～5h之间。
在一个优选实施方案中，所述污泥再生骨料的有效钙镁含量>20％，其粒度在25mm以下，且其粒径在5mm以下的颗粒含量>70％，含水率10％～20％。
本发明的另一方面提供了一种含污泥的无机混合料的制备方法，主要包括如下步骤：
通过将80～120份的脱水晾晒后的污泥经2～3份的石灰进行干化来制得污泥再生骨料，将污泥再生骨料、山碎石和粉煤灰与适量的水混合搅拌均匀后，再加入剩余组分继续搅拌，待混合搅拌均匀后，检测合格，即得无机混合料；
其中，所述混合搅拌采用集中厂拌合，且拌合能力控制在500t/h以上。
在一个优选实施方案中，所述脱水晾晒后的污泥通过石灰进行干化后，经过1～2级破碎、鼓风除杂和振动分析筛选得到所述污泥再生骨料。
本发明提供的一种含污泥的无机混合料及其制备方法与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明的无机混合料的原料配方，通过采用污泥再生骨料来部分替换现有技术中的成本较高的山碎石，降低了生产成本；
(2)本发明可以大量消耗污泥，解决污泥处置的难题，防止了二次污染，进而保护了环境；
(3)本发明通过污泥再生骨料与石灰/水泥、山碎石、粉煤灰配制的无机混合料，具有良好的力学和耐久性能，可以满足二级及以下公路底基层的应用要求；
(4)本发明提供的制备方法具有能完整保留原料的有效成份的优点，而且具有方法简单易于操作、操作条件温和等优点。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明的一方面涉及一种含污泥的无机混合料，其包括下述重量份数的下述组分：污泥再生骨料50～80份，石灰3～12份，山碎石5～20份，粉煤灰5～16份；这些组分混合配制后形成无机混合料中的一种，即为无机料。
本发明的另一方面涉及了一种含污泥的无机混合料，包括下述重量份数的下述组分：污泥再生骨料50～80份，水泥10～30份，山碎石5～20份，粉煤灰5～16份；这些组分混合配制后形成无机混合料中的一种，即为水泥稳定碎石，简称水稳。
<污泥再生骨料>
本发明的污泥再生骨料的有效钙镁含量>20％，其粒度在25mm以下，且其粒径在5mm以下的颗粒含量>70％，含水率10％～20％。污泥再生骨料是通过部分细料和部分粗料进行混合而成的，即粒径在5mm以下的颗粒为污泥再生细骨料，粒径在5mm以上的颗粒为污泥再生粗骨料，通过细骨料和粗骨料的混合配制，可以在保证无机料的透水性的同时，也保证了无机料的机械性能。当然两者之间的质量比是发明人经过大量的实验加以确定的，控制在适宜的范围内在充分降低成本的同时使得性能达到最佳。
由于污泥再生骨料中含有大量未完全失去活性的有效石灰组分(游离氧化钙、游离氧化镁)，因此在本发明中利用污泥再生骨粉不但能代替部分山碎石作为无机混合料的主要组分，而且由于其还含有石灰的有效组分，可以提高石灰在此无机混合料中实际所占的份数比例，进而有效的增加了无机混合料的机械强度。
在本发明的一个优选实施方案中，石灰和粉煤灰的重量比控制在3:3～5之间，由于本发明添加的石灰的份数比例相对较高，因此最终获得的无机料具有良好的力学和耐久性能，可以满足二级及以下公路底基层的应用要求。
本发明可以使用的粉煤灰包括多种来源，可以使用火电厂产生的一级或二级粉煤灰。
<山碎石>
本发明的山碎石的最大粒径小于25mm，且粒径依次在25～20mm、20～10mm、10～5mm、5～0mm之间的山碎石的质量比控制在(10～15):(26～30):(17～19):40之间，不同粒径的山碎石的混合配制，可以在保证无机料的透水性的同时，也保证了无机料的机械性能。当然两者之间的质量比是发明人经过大量的实验加以确定的，控制在适宜的范围内在充分降低成本的同时使得性能达到最佳。
本发明的另一个优选实施方案中，山碎石的最大粒径小于25mm，且粒径依次在25～20mm、20～10mm、10～5mm、5～0mm之间的所述山碎石的质量比控制在(13～17):(27～31):(14～18):40之间。不同粒径的山碎石的混合配制，可以在保证水泥稳定碎石的透水性的同时，也保证了水泥稳定碎石的机械性能。当然两者之间的质量比是发明人经过大量的实验加以确定的，控制在适宜的范围内在充分降低成本的同时使得性能达到最佳。
<水泥>
在本发明的无机混合料中，水泥的重量份数为10～30份，水泥包括矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥中的一种或几种。
在本发明的一个实施方案中，水泥的初凝时间在3～6h之间，终凝时间在2～5h之间。
本发明的另一个方面涉及一种含污泥的无机混合料的制备方法，其主要包括如下步骤：
通过将80～120份的脱水晾晒后的污泥经2～3份的石灰进行干化来制得污泥再生骨料，将污泥再生骨料、山碎石和粉煤灰与适量的水混合搅拌均匀后，再加入剩余组分继续搅拌，待混合搅拌均匀后，检测合格，即得无机混合料。
在本发明的一个实施方案中，脱水晾晒后的污泥通过石灰进行干化后，经过1～2级破碎、鼓风除杂和振动分析筛选得到污泥再生骨料。
在本发明的一个实施方案中，混合搅拌采用集中厂拌合，且拌合能力控制在500t/h以上。
本发明提供的一种含污泥的无机混合料及其制备方法，通过本发明制备的无机混合料采用低成本的污泥来部分代替现有技术中成本比较高的山碎石，在降低无机混合料的生产成本的同时还将污泥变废为宝，充分保护了环境。
通过以下实施例更清楚地阐述本发明。应理解，以下实施例仅起到说明的用途，而并不对本发明的范围作任何限制。
实施例1
本实施例一方面涉及一种含污泥的无机混合料，包括下述重量份数的下述组分：污泥再生骨料50份，石灰10份，山碎石15份，粉煤灰10份。
作为优选实施方案，污泥再生骨料的有效钙镁含量>20％，其粒度在25mm以下，且其粒径在5mm以下的颗粒含量为70％，含水率10％～20％。
作为优选实施方案，石灰和粉煤灰的重量比控制为1:1。
作为优选实施方案，山碎石的最大粒径小于25mm，且粒径依次在25～20mm、20～10mm、10～5mm、5～0mm之间的山碎石的质量比控制为15:28:19:40。
本实施例另一方面涉及一种含污泥的无机混合料的制备方法，主要包括如下步骤：
通过将80份的脱水晾晒后的污泥经2份的石灰进行干化来制得污泥再生骨料，将50份的污泥再生骨料、15份的山碎石和10份的粉煤灰与适量的水混合搅拌均匀后，再加入10份的石灰继续搅拌，待混合搅拌均匀后，检测合格，即得无机混合料，其中，混合搅拌采用集中厂拌合，且拌合能力控制在500t/h以上。
作为优选实施方案，脱水晾晒后的污泥通过石灰进行干化后，经过1～2级破碎、鼓风除杂和振动分析筛选得到污泥再生骨料。
在本实施例提供的无机混合料，经检测物理性能指标如下：
最大干密度为2238kg/m3，最佳含水量为8％，7d无侧限抗压强度为1.4MPa，所以经实施例1制备的无机混合料，用于路面底基层时，满足相关的技术要求。
实施例2
本实施例一方面涉及一种含污泥的无机混合料，包括下述重量份数的下述组分：污泥再生骨料80份，石灰12份，山碎石5份，粉煤灰16份。
作为优选实施方案，污泥再生骨料的有效钙镁含量>20％，其粒度在25mm以下，且其粒径在5mm以下的颗粒含量为75％，含水率10％～20％。
作为优选实施方案，石灰和粉煤灰的重量比控制为3:4。
作为优选实施方案，山碎石的最大粒径小于25mm，且粒径依次在25～20mm、20～10mm、10～5mm、5～0mm之间的山碎石的质量比控制为10:26:17:40。
本发明另一方面涉及一种含污泥的无机混合料的制备方法，主要包括如下步骤：
通过将100份的脱水晾晒后的污泥经2.5份的石灰进行干化来制得污泥再生骨料，将80份的污泥再生骨料、12份的山碎石和5份的粉煤灰与适量的水混合搅拌均匀后，再加入16份的石灰继续搅拌，待混合搅拌均匀后，检测合格，即得无机混合料，其中，混合搅拌采用集中厂拌合，且拌合能力控制在500t/h以上。
作为优选实施方案，脱水晾晒后的污泥通过石灰进行干化后，经过1～2级破碎、鼓风除杂和振动分析筛选得到污泥再生骨料。
在本实施例提供的无机混合料，经检测物理性能指标如下：
最大干密度为2171kg/m3，最佳含水量为6.8％，7d无侧限抗压强度为0.8MPa，所以经实施例2制备的无机混合料，用于路面底基层时，满足相关的技术要求。
实施例3
本发明一方面涉及一种含污泥的无机混合料，包括下述重量份数的下述组分：污泥再生骨料70份，石灰3份，山碎石20份，粉煤灰5份。
作为优选实施方案，污泥再生骨料的有效钙镁含量>20％，其粒度在25mm以下，且其粒径在5mm以下的颗粒含量为73％，含水率10％～20％。
作为优选实施方案，石灰和粉煤灰的重量比控制为3:5。
作为优选实施方案，山碎石的最大粒径小于25mm，且粒径依次在25～20mm、20～10mm、10～5mm、5～0mm之间的山碎石的质量比控制在12:30:18:40之间。
本发明另一方面涉及一种含污泥的无机混合料的制备方法，主要包括如下步骤：
通过将120份的脱水晾晒后的污泥经3份的石灰进行干化来制得污泥再生骨料，将70份的污泥再生骨料、20份的山碎石和5份的粉煤灰与适量的水混合搅拌均匀后，再加入3份的石灰继续搅拌，待混合搅拌均匀后，检测合格，即得无机混合料，其中，混合搅拌采用集中厂拌合，且拌合能力控制在500t/h以上。。
作为优选实施方案，脱水晾晒后的污泥通过石灰进行干化后，经过1～2级破碎、鼓风除杂和振动分析筛选得到污泥再生骨料。
在本实施例提供的无机混合料，经检测物理性能指标如下：
最大干密度为2208kg/m3，最佳含水量为9.5％，7d无侧限抗压强度为1.2MPa，所以经实施例3制备的无机混合料，用于路面底基层时，满足相关的技术要求。
实施例4
本实施例一方面涉及一种含污泥的无机混合料，包括下述重量份数的下述组分：污泥再生骨料50份，水泥30份，山碎石20份，粉煤灰10份。
作为优选实施方案，污泥再生骨料的有效钙镁含量>20％，其粒度在25mm以下，且其粒径在5mm以下的颗粒含量为85％，含水率10％～20％。
作为优选实施方案，山碎石的最大粒径小于25mm，且粒径依次在25～20mm、20～10mm、10～5mm、5～0mm之间的山碎石的质量比控制为13:29:18:40之间。
作为优选实施方案，水泥包括矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥中的一种或几种。
作为优选实施方案，水泥的初凝时间为3h，终凝时间为4h。
本发明另一方面涉及一种含污泥的无机混合料的制备方法，主要包括如下步骤：
通过将120份的脱水晾晒后的污泥经3份的石灰进行干化来制得污泥再生骨料，将50份污泥再生骨料、20份山碎石和10份粉煤灰与适量的水混合搅拌均匀后，再加入30份水泥继续搅拌，待混合搅拌均匀后，检测合格，即得无机混合料，其中，混合搅拌采用集中厂拌合，且拌合能力控制在500t/h以上。
作为优选实施方案，脱水晾晒后的污泥通过石灰进行干化后，经过1～2级破碎、鼓风除杂和振动分析筛选得到污泥再生骨料。
在本实施例提供的无机混合料，经检测物理性能指标如下：
最大干密度为2135kg/m3，最佳含水量为6.5％，7d无侧限抗压强度为0.9MPa，所以经实施例4制备的无机混合料，用于路面底基层时，满足相关的技术要求。
实施例5
本实施例一方面涉及一种含污泥的无机混合料，包括下述重量份数的下述组分：污泥再生骨料80份，水泥10份，山碎石5份，粉煤灰5份。
作为优选实施方案，污泥再生骨料的有效钙镁含量>20％，其粒度在25mm以下，且其粒径在5mm以下的颗粒含量为76％，含水率10％～20％。
作为优选实施方案，山碎石的最大粒径小于25mm，且粒径依次在25～20mm、20～10mm、10～5mm、5～0mm之间的山碎石的质量比控制为17:27:16:40。
作为优选实施方案，水泥包括矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥中的一种或几种。
作为优选实施方案，水泥的初凝时间在6h之间，终凝时间在2h之间。
本发明另一方面涉及一种含污泥的无机混合料的制备方法，主要包括如下步骤：
通过将80份的脱水晾晒后的污泥经2份的石灰进行干化来制得污泥再生骨料，将80份的污泥再生骨料、5份的山碎石和5份的粉煤灰与适量的水混合搅拌均匀后，再加入10份的水泥继续搅拌，待混合搅拌均匀后，检测合格，即得无机混合料，其中，混合搅拌采用集中厂拌合，且拌合能力控制在500t/h以上。。
作为优选实施方案，脱水晾晒后的污泥通过石灰进行干化后，经过1～2级破碎、鼓风除杂和振动分析筛选得到污泥再生骨料。
在本实施例提供的无机混合料，经检测物理性能指标如下：
最大干密度为2338kg/m3，最佳含水量为9.1％，7d无侧限抗压强度为1.3MPa，所以经实施例5制备的无机混合料，用于路面底基层时，满足相关的技术要求。
实施例6
本实施例一方面涉及一种含污泥的无机混合料，包括下述重量份数的下述组分：污泥再生骨料70份，水泥20份，山碎石15份，粉煤灰16份。
作为优选实施方案，污泥再生骨料的有效钙镁含量>20％，其粒度在25mm以下，且其粒径在5mm以下的颗粒含量为72％，含水率10％～20％。
作为优选实施方案，山碎石的最大粒径小于25mm，且粒径依次在25～20mm、20～10mm、10～5mm、5～0mm之间的山碎石的质量比控制为15:31:14:40。
作为优选实施方案，水泥包括矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥中的一种或几种。
作为优选实施方案，水泥的初凝时间在5h之间，终凝时间在5h之间。
本发明另一方面涉及一种含污泥的无机混合料的制备方法，主要包括如下步骤：
通过将100份的脱水晾晒后的污泥经2.5份的石灰进行干化来制得污泥再生骨料，将70份的污泥再生骨料、15份的山碎石和16份的粉煤灰与适量的水混合搅拌均匀后，再加入20份的水泥继续搅拌，待混合搅拌均匀后，检测合格，即得无机混合料，其中，混合搅拌采用集中厂拌合，且拌合能力控制在500t/h以上。
作为优选实施方案，脱水晾晒后的污泥通过石灰进行干化后，经过1～2级破碎、鼓风除杂和振动分析筛选得到污泥再生骨料。
在本实施例提供的无机混合料，经检测物理性能指标如下：
最大干密度为2148kg/m3，最佳含水量为6.5％，7d无侧限抗压强度为1.1MPa，所以经实施例6制备的无机混合料，用于路面底基层时，满足相关的技术要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。