一种废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石及其制备方法和应用与流程

本发明涉及建筑材料，尤其涉及一种废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石及其制备方法和应用。

背景技术：

1、铁尾矿是铁矿石经过加工提炼分选之后产生的工业固体废物，目前大多数铁矿企业选择将较大部分尾矿堆放等候回填处理，仅有小部分加以利用。这样不仅占用空间浪费土地资源，更会造成环境污染；煤矸石是一种工业固体废弃物，是原煤开采和开采后冲洗时产生的，每吨煤炭生产将产生0.15～0.2吨煤矸石。目前其主要处理方法是贮存，但是煤矸石在长时间风化会发生自燃，会导致很严重的环境问题。

2、公路基礎层块石在实际工程应用中经常暴露于各种较为严酷的环境，如环境周围腐蚀性介质的侵入，环境温湿度的变化、冻融循环破坏以及部分块石经常处于重荷载磨损等，这些外部条件将会严重影响公路基礎层块石的使用寿命。但是现有的公路基礎层块石配方通常只考虑提高公路基礎层块石的防水抗渗性能，很少考虑实际使用环境对公路基礎层块石造成的腐蚀性影响以及公路基礎层块石强度不足的问题。因此亟需要一种高强度和优异抗酸腐蚀性能和防水抗渗性能的公路基礎层块石。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石及其制备方法和应用。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石，由包含下列质量份数的原料制备得到：

4、煤矸石5～35份、铁尾矿25～60份、偏高岭土2～15份、硅酸盐水泥5～15份、细骨料20～40份、粗骨料15～45份、外加剂15～30份、水12～18份。

5、作为优选，所述煤矸石的粒径为50～280μm，所述煤矸石中al2o3的含量为25～35％，所述煤矸石中fe2o3的含量为7～12％。

6、作为优选，所述铁尾矿中sio2的含量为60～70％，所述铁尾矿中al2o3的含量为4～8％，所述铁尾矿中fe2o3的含量为7～12％。

7、作为优选，所述硅酸盐水泥的粒径为70～80μm。

8、作为优选，所述外加剂包含减水剂、防水剂、凝固剂和稳泡剂。

9、作为优选，所述减水剂的质量份数为2～8份，所述防水剂的质量份数为4～6份，所述凝固剂的质量份数为5～10份，所述稳泡剂的质量份数为4～6份。

10、作为优选，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂；

11、所述防水剂为硅酸盐防水剂、丙烯酸防水剂或聚氨酯防水剂的一种或几种；所述凝固剂为氟硅酸盐凝固剂；

12、所述稳泡剂为体积比1：3：40的油酸、三乙醇胺和水在常温下混合配制而成。

13、本发明还提供了所述废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石的制备方法，包含以下步骤：

14、将煤矸石、铁尾矿、偏高岭土、细骨料、粗骨料和水混合后再加入硅酸盐水泥和外加剂继续搅拌后顺次进行压制、养护即得所述废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石。

15、作为优选，所述压制的方式为机械压制，所述机械压制的压力为15～40mpa。

16、本发明还提供了所述废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石在建筑材料中的应用。

17、本发明具有以下有益效果：

18、本发明提供了一种废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石，由包含下列质量份数的原料制备得到：煤矸石5～35份、铁尾矿25～60份、偏高岭土2～15份、硅酸盐水泥5～15份、细骨料20～40份、粗骨料15～45份、外加剂15～30份、水12～18份。本发明采用铁尾矿、煤矸石等固体废弃物为原料，减少了矿物资产的消耗，降低了制备废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石的成本，实现了大量处理铁尾矿的目的，提高固体弃废物的回收利用率，符合绿色环保要求，具有广阔的市场前景；同时煤矸石、铁尾矿和偏高岭土加入可以提高路基礎层块石的和易性，降低水泥的水化热，从而降低因水化热导致的微细裂纹。

19、本发明采用硅酸盐水泥和偏高岭土粉末搅拌之后发生地聚反应，提供了公路基礎层块石的抗压强度和耐久性能，选用1：3：40的油酸、三乙醇胺和水作为稳泡剂能够降低气泡表面张力提升公路基礎层块石的机械强度；粗骨料和细骨料在混合时与其他原料有较好的适配性能，可以填充到公路基礎层块石的孔隙中进而提供整体的抗压强度；加入聚羧酸系减水剂可以降低用水量和水泥的用量，具有吸附分散以及润滑的效果，显著改善公路基礎层块石的和易性；选用硅酸盐防水剂、丙烯酸防水剂或聚氨酯防水剂作为防水剂能够进一步提升的公路基礎层块石防渗透性能，增强耐久性；选用氟硅酸盐凝固剂可以改善早期强度，减少收缩率，提高抗压强度。

20、本发明还提供了所述废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石的制备方法，包含以下步骤：将煤矸石、铁尾矿、偏高岭土、细骨料、粗骨料和水混合后再加入硅酸盐水泥和外加剂继续搅拌后顺次进行压制、养护即得所述废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石。本发明提供的制备方法过程简单，绿色环保、生产成本低，不需要进行煅烧处理即可有效提升公路基礎层块石抗压强度和防水抗渗性能。

技术特征：

1.一种废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石，其特征在于，包括以下质量份数的原料制备得到：

2.如权利要求1所述的废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石，其特征在于，所述煤矸石的粒径为50～280μm，所述煤矸石中al2o3的含量为25～35％，所述煤矸石中fe2o3的含量为7～12％。

3.如权利要求1或2所述的废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石，其特征在于，所述铁尾矿中sio2的含量为60～70％，所述铁尾矿中al2o3的含量为4～8％，所述铁尾矿中fe2o3的含量为7～12％。

4.如权利要求3所述的废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石，其特征在于，所述硅酸盐水泥的粒径为70～80μm。

5.权利要求4所述的废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石，其特征在于，所述外加剂包含减水剂、防水剂、凝固剂和稳泡剂。

6.如权利要求5所述的废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石，其特征在于，所述减水剂的质量份数为2～8份，所述防水剂的质量份数为4～6份，所述凝固剂的质量份数为5～10份，所述稳泡剂的质量份数为4～6份。

7.如权利要求5或6所述的废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂；

8.权利要求1～7任一项所述废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

9.如权利要求8所述废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石的制备方法，其特征在于，所述压制的方式为机械压制，所述机械压制的压力为15～40mpa。

10.权利要求1～7任一项所述废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石在建筑材料中的应用。

技术总结
本发明涉及建筑材料技术领域，提供了一种废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石及其制备方法和应用，由包含下列质量份数的原料制备得到：煤矸石5～35份、铁尾矿25～60份、偏高岭土2～15份、硅酸盐水泥5～15份、细骨料20～40份、粗骨料15～45份、外加剂15～30份、水12～18份。本发明以铁尾矿、煤矸石等废弃物为原料，减少了矿物资产的消耗，降低制备废土污泥废渣免烧制公路基礎层块石的成本，提高了回收利用率；本申请提供的公路基礎层块石抗压强度在52.7～60.3MPa，渗水深度在3.8～4.1mm，抗渗压力在2.1～2.33MPa，抗腐蚀系数在0.97～0.98，是一种性能优异的公路基礎层块石。

技术研发人员：金正义,黎常宏,夏伟民,王锦荣,张增英
受保护的技术使用者：杭州一碳化工研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19