一种沥青废粉路基材料及其制备方法与流程

本申请属于固体废弃物回收利用领域，尤其是指沥青废粉的资源化利用，具体涉及一种沥青废粉路基材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着基础建设的飞速发展，大量天然矿物被开采，而且造成的固体废弃物也随之骤增。道路建设有助于经济的发展，是基础建设的前提，道路路面占比最多为沥青路面。沥青混凝土搅拌站作为生产沥青混合料的基地，在生产过程中会产生大量的废粉，不仅导致空气污染，而且传统的填埋方式也需要占用大量的土地资源。

2、目前广泛将沥青废粉资源化利用方法有两种：将少量沥青废粉代替胶凝材料和使用有机固化剂固化沥青废粉应用于工程中。如cn202310765157.2的沥青废粉掺入量最高为10wt％；cn108569878a的沥青废粉掺量最高为25wt％，且引入有机固化剂。但是少量沥青废粉的掺入无法明显缩减成本和消化沥青废粉，使用有机固化剂固化沥青废粉会有对环境造成污染，且有机固化剂的成本较高。废气废水的违规处理、导致土壤中存在重金属污染，其他成果没有考虑到对环境的保护。

技术实现思路

1、针对现阶段沥青废粉的资源化利用上存在的问题，本发明提供一种沥青废粉路基材料及其制备方法，解决沥青废粉掺入量过少、沥青废料回收再利用率低，成本缩减不明显的问题。解决沥青废粉依赖有机固化剂易造成环境污染，对环境不友好的问题。解决消除或降低土壤中除汞离子以外的铁、铝、锰等大部分重金属离子污染环境的问题。

2、本申请的技术方案如下：

3、一种沥青废粉路基材料，包括以下重量百分比的原料：沥青废粉60-90wt％，再加入硅酸盐水泥3-40wt％、硅酸钠1-10wt％、生石灰4-8wt％；还包括减水剂、消泡剂；所述的减水剂占原料总重量的0.1-2wt％；所述消泡剂占原料总重量的0.01-1wt％。

4、优选地，所述的减水剂为三聚磷酸钠；和/或

5、所述的消泡剂为：二氧化硅粉40-60wt％、二甲基硅油40-60wt％的混合物。

6、上述沥青废粉路基材料的制备方法，包括以下步骤：

7、(1)原料的搅拌：先在搅拌机中加入沥青废粉，再加入水泥、硅酸钠，最后加入生石灰搅拌均匀；

8、将生石灰最后放入的目的是防止搅拌机中的残余水分接触到生石灰；

9、(2)减水剂的制备；

10、(3)消泡剂的制备；

11、(4)外加剂溶液的制备：将步骤(2)制得的减水剂、步骤(3)制得的消泡剂在水中稀释，使用搅拌器搅拌均匀后即可得到外加剂溶液；

12、(5)物料的填铺：将步骤(4)制备好的外加剂溶液淋在待铺设的路段内，填铺一层步骤(1)混合好的原料，再将步骤(4)制备好的外加剂淋在上面；

13、(6)根据实际铺设路基厚度，重复步骤(5)，最后再淋上步骤(4)的外加剂。

14、分层填铺的作用是使物料更好的与外加剂、水混合。

15、更进一步地，所述的减水剂的制备方法为：取摩尔比为5：6的碳酸钠与磷酸，加水，加热、搅拌得到三聚磷酸钠，再配置成浓度为15％-40％三聚磷酸钠是水溶液即可得到减水剂。

16、更进一步地，所述的消泡剂的制备方法：将二氧化硅粉与二甲基硅油，加热搅拌，170-190℃焙烧得到膏状混合物，将膏状混合物加水研磨，可得消泡剂。

17、更进一步地，所述的减水剂的制备方法中加热、搅拌的条件为：100-120℃，≥30min。

18、更进一步地，所述的膏状混合物加水研磨中水的加入量占总重量的质量百分比为60-80％。

19、上述方法制备得到的沥青废粉路基材料在修建道路路基上的应用。

20、上述应用，包括以下步骤：

21、s1铺设路段的清理：将施工路段上的杂物清除，并将铺设范围标注清晰；

22、s2物料的填铺：将所述的外加剂溶液淋在步骤s1的路段内，填铺一层混合好的原料，再将外加剂溶液淋在步骤s1的路段内，填铺一层混合好的原料，根据实际铺设路基厚度，重复进行3-10次，最后再淋上外加剂溶液；

23、s3路面的压实；

24、作用是将外加剂溶液与水在外力作用下在物料间的孔隙渗流，与物料接触更加充分，利于化学反应的进行；

25、s4路基的养护：将压实后的路面使用水进行浇淋，每日浇淋3-5次，养护5-7天，作用是使路基保持不失水状态，保证原料正常进行水化反应。

26、更进一步地，步骤s3的具体方法为：先使用小型压路机再使用中型压路机最终使用重型压路机将步骤s2填铺好的道路压实。

27、本发明的有益效果

28、(1)可使沥青废粉掺量提高至60％-90％，大幅度减少水泥的掺量，工程成本降低明显。

29、(2)硅酸钠与生石灰代替有机固化剂，消除了有机固化剂对环境的影响，对环境更加友好。

30、(3)生石灰可提高路基早期强度，并可使硅酸钠完全溶解，方便路基铺设时的早期工作。

31、(4)由生石灰生成的氢氧化钙可以与土壤中的铁、铝、锰等大部分金属离子发生沉淀，固定重金属离子，消除或降低重金属离子污染。

技术特征：

1.一种沥青废粉路基材料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：沥青废粉60-90wt％，再加入硅酸盐水泥3-40wt％、硅酸钠1-10wt％、生石灰4-8wt％；还包括减水剂、消泡剂；所述的减水剂占原料总重量的0.1-2wt％；所述消泡剂占原料总重量的0.01-1wt％。

2.根据权利要求1所述的沥青废粉路基材料，其特征在于，所述的减水剂为三聚磷酸钠；和/或

3.一种权利要求1或2所述的沥青废粉路基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的减水剂的制备方法为：取摩尔比为5：6的碳酸钠与磷酸，加水，加热、搅拌得到三聚磷酸钠，再配置成浓度为15％-40％三聚磷酸钠是水溶液即可得到减水剂。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的消泡剂的制备方法：将二氧化硅粉与二甲基硅油，加热搅拌，170-190℃焙烧得到膏状混合物，将膏状混合物加水研磨，可得消泡剂。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的减水剂的制备方法中加热、搅拌的条件为：100-120℃，≥30min。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的膏状混合物加水研磨中水的加入量占总重量的质量百分比为60-80％。

8.权利要求3-7任一所述的方法制备得到的沥青废粉路基材料在修建道路路基上的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，步骤s3的具体方法为：先使用小型压路机再使用中型压路机最终使用重型压路机将步骤s2填铺好的道路压实。

技术总结
本申请属于固体废弃物回收利用领域，尤其是指沥青废粉的资源化利用，具体涉及一种沥青废粉路基材料及其制备方法。沥青废粉路基材料，包括以下重量百分比的原料：沥青废粉60‑90wt％，再加入硅酸盐水泥3‑40wt％、硅酸钠1‑10wt％、生石灰4‑8wt％；还包括减水剂、消泡剂；所述的减水剂占原料总重量的0.1‑2wt％；所述消泡剂占原料总重量的0.01‑1wt％。解决沥青废粉掺入量过少、沥青废料回收再利用率低，成本缩减不明显的问题。解决沥青废粉依赖有机固化剂易造成环境污染，对环境不友好的问题。解决消除或降低土壤中除汞离子以外的铁、铝、锰等大部分重金属离子污染环境的问题。

技术研发人员：孙衍波,王伟,高中辉,于洋,庞哲,魏郁林,梁福鑫,史国普
受保护的技术使用者：山东省路桥集团科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21