专利名称：以溶液法提高石灰工业废渣基层强度的施工方法
技术领域：
属于公路基层施工领域
背景技术：
依据公路路面基层施工技术规范JTJ034-2000的规定，目前公路石灰工业废渣基层施工技术领域普遍使用的是用石灰与工业废渣中的活性氧化硅、氧化铝的反应来稳定工业废渣。其配合比例一般为石灰∶工业废渣＝1∶2-1∶4左右，并通常在基层材料的拌和过程中加入适量的水，以便调整基层材料的含水量使其达到或略大于能够压实的最佳含水量。实际上在常温下，钙、镁离子与工业废渣中的活性氧化硅、氧化铝的反应非常缓慢；同时由于现行规范中对施工压实所要求的最佳含水量往往致使石灰工业废渣基层材料中的含水量超过化合反应所能够消耗的水量从而使基层容易产生干缩裂缝，所以目前公路石灰工业废渣基层普遍存在强度不高(尤其是早期强度不高)的状况。
发明内容
以溶液法提高石灰工业废渣基层强度的施工方法的内容是以把在石灰工业废渣基层材料的拌和过程中加入适量的水的程序改为加入同等体积的液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠溶液的一种或者是几种的混合物的方法来提高该类基层材料的强度。液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠一种或者是几种的混合物溶液浓度C的计算方法为C＝S/W其中S表示单位质量基层材料中应当加入的液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠一种或者是几种的混合物的净含量。S的具体数量应当为单位质量石灰工业废渣基层中应当加入的石灰的干质量的0.5％-100％。
W表示单位质量基层材料中应当加入的水的质量。
本方法的作用原理是1、利用了石灰与液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠一种或者是几种的混合物溶液反应生成的硅酸钙、硅酸镁的物理强度；提高了基层材料的早期强度，2、利用生成硅酸钙、硅酸镁时的副产物——氢氧根、钠离子、钾离子、锂离子的化学特性进一步激发工业废渣中的活性氧化硅、氧化铝的活性从而使工业废渣与石灰、水、钙离子、钠离子、钾离子、锂离子反应生成水化硅铝酸钠、水化硅铝酸锂、水化硅铝酸钾、水化硅铝酸钙、水化硅铝酸镁提高了基层材料的后期强度。3、用液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠溶液的一种或者是几种的混合物代替了应当加入基层材料中的水，从而在不影响达到最大密度压实的情况下，实际上相对减少了基层材料中的含水量，起到了减少干缩裂缝的出现并提高了基层的整体强度的作用。
具体实施例方式先预先将液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠溶液的一种或者是几种的混合物调到需要的浓度C，将应当在石灰工业废渣基层材料的拌和过程中加入的水改为加入与用水量同等(或者是近似同等)体积的上述溶液，在拌和过程中均匀地将该溶液加入，再按照通常的施工程序进行施工。
权利要求
以溶液法提高石灰工业废渣基层强度的施工方法与现有的公路石灰工业废渣基层、底基层普遍的施工方法共有的技术特征是两者都是以石灰和工业废渣为主要原料，拌和方式均为场拌或者是路拌；拌和方法、使用的机械设备完全一致。但是现有的施工方法加水的作用仅仅是调整石灰工业废渣基层材料的含水量以便使基层材料达到最佳含水量。这样的结果是基层材料的强度(尤其是早期强度)不高、容易发生干缩裂缝。本办法提出将基层材料的加水的程序改为加入同等体积的液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠溶液的一种或者是几种的混合物，在基本不增加拌和工作的人工费、机械费用的情况下提高了基层材料的强度、阻止了裂缝的大量出现。本方法的特征在于将石灰工业废渣基层材料拌和时的加水过程改为加入同等体积的液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠溶液的一种或者是几种的混合物。本方法的主要原理是1、利用了石灰与液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠溶液的一种或者是几种的混合物的反应生成的硅酸钙、硅酸镁的物理强度提高了基层材料的早期强度，2、利用反应生成硅酸钙、硅酸镁同时产生的副产物即氢氧根、钠离子、钾离子、锂离子的化学特性进一步激发工业废渣中的活性氧化硅、氧化铝的活性从而使工业废渣与石灰、水、钙离子、镁离子、钠离子、钾离子、锂离子反应生成水化硅铝酸钠、水化硅铝酸锂、水化硅铝酸钾、水化硅铝酸钙、水化硅铝酸镁从而提高了基层材料的后期强度。3、用液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠一种或者是几种的混合物溶液的一种或者是几种的混合物代替了应当加入基层材料中调整最佳含水量的水，从而在不影响达到最大密度压实的情况下，实际上相对减少了基层材料中的含水量，减少了干缩裂缝的出现并提高了基层的整体强度。具体的施工方法是先预先将液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠溶液的一种或者是几种的混合物调到需要的浓度C，将应当在石灰工业废渣基层材料的拌和过程中加入的水改为加入与用水量同等(或者是近似同等)体积的上述溶液，在拌和过程中均匀地将该溶液加入，再按照通常的施工程序进行施工。本方法的独立权利请求保护的范围是在通常的公路石灰工业废渣基层、底基层的施工过程中改变以单纯的加水来调整含水量的程序，改为以加入液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠的一种或者是几种混合物溶液的方法进行施工。本权利的典型技术特征是1、利用了液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠溶液一种或者是几种的混合物与石灰工业废渣基层材料的化学反应的生成物，提高了基层的强度(尤其是早期的强度)。2、利用了液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠溶液一种或者是几种的混合物中的硅酸盐的液态特征，在不影响达到最大压实度的情况下，实际上相对减少了基层材料的用水量，从而有效地阻止了基层大规模干缩裂缝的产生。3、液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠一种或者是几种的混合物溶液浓度C的计算方法为C＝S/W其中S表示单位质量基层材料中应当加入的液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠一种或者是几种的混合物的净含量。应当为单位质量石灰工业废渣基层中应当加入的石灰的干质量的0.5％-100％。W表示单位质量基层材料材料中应当加入的水的质量。
全文摘要
本方法属于公路石灰工业废渣基层施工技术领域。解决的技术问题是目前公路石灰工业废渣基层施工技术领域普遍存在的强度不高(尤其是早期强度不高)的问题，本方法的技术要点是在公路石灰工业废渣基层材料的拌和过程中，用一定浓度的液体硅酸钠(钠水玻璃)、液体硅酸钾、液体硅酸锂、液体硅酸钾钠溶液的一种或者是几种的混合物代替调整基层材料含水量所应当加入的水，将其均匀地掺入基层材料内。利用溶液中的硅酸根与基层中钙、镁离子反应生成的硅酸钙、硅酸镁的强度和伴随生成的碱类生成物的强碱性对工业废渣的活性激发作用生成的其他硅酸盐的强度，在短期内迅速提高基层材料的强度并且有利于后期强度的持续增长。由于相对减少了用水量，减少了大规模裂缝的产生。该方法主要用于机场、港口、公路等工程的石灰工业废渣基层施工中。
文档编号E01C3/04GK1584208SQ03152799
公开日2005年2月23日 申请日期2003年8月20日 优先权日2003年8月20日
发明者谢明礼 申请人:王永新, 谢立宏