一种道路工程用处理过湿渣土的吸水固化剂及其应用的制作方法

文档序号:37835685发布日期:2024-05-07 19:10阅读:9来源:国知局

本发明涉及道路工程施工,具体而言,涉及一种道路工程用处理过湿渣土的吸水固化剂及其应用。


背景技术:

1、城市建设中的地下工程产生大量的工程渣土,消纳场地紧缺,造成了很大的环境问题。而道路工程所需优质土砂等筑路材料资源紧缺、供求矛盾突出。将工程渣土固化处理作为筑路材料,是解决上述困境的重要途径。

2、然而将工程渣土用于道路工程的筑路材料面临很大的困难,限制了其推广应用:欲使道路基层填土达到设计要求的公路基层压实度,首先必须使填筑基层的渣土满足特定的含水率(即所谓最佳含水率),通常基土最佳含水率约在15%左右。而工程渣土随来源不同含水率一般在20~50%,甚至更高;不满足路用要求。

3、目前降低渣土含水率的措施主要有晾晒法和掺加石灰法。其中晾晒法需要大面积的晾晒场地,以及需要60~90小时的阳光照射,耗时长、占用空间大、对天气条件要求苛刻。采用生石灰降低渣土含水率,生产生石灰成本较高,且需要开采不可再生的有限的石灰石资源,需要900℃以上的高温煅烧,并排放大量二氧化碳。

4、目前将工程渣土固化处理作为筑路材料,是将降低过湿渣土的含水率降至最佳含水率的处理工作与对满足最佳含水率的渣土进行固化处理工作,作为两个独立的工作分别进行。通常这两部分工作是分别在不同的空间和不同的时间独立进行,降低渣土含水率的吸水剂与固化渣土的固化剂需要采用两种不同的材料;相应的,需要分别在不同的工序完成;将高含水率渣土的含水率降低至最佳含水率的处理工作完成后,再经搬运将处理后的渣土进行固化处理。这种将渣土降水和固化分别处理的技术,使得施工程序繁多、技术复杂、工期延长,有些工序需要重复进行,造成生产成本过高。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是以一步操作实现目前技术降低过湿渣土的含水率降至最佳含水率与对满足最佳含水率的渣土进行固化两步操作所达到的双重技术需求,从而降低工程成本。

2、为了解决上述问题,本发明提供了一种道路工程用处理过湿渣土的吸水固化剂,所述吸水固化剂包括无水石灰粉和活性材料粉。

3、作为优选的方案,所述无水石灰粉和所述活性材料粉的质量配比为:(20-50):(50-80)。

4、作为优选的方案,所述吸水固化剂还包括吸水石膏粉,且所述无水石灰粉、所述吸水石膏粉和所述活性材料粉的质量配比为:(20-40):(30-60):(40-60)。

5、其中无水石灰粉可由熟石灰或主要含ca(oh)2的废渣(如电石渣)部分替代;吸水石膏粉可由生石膏粉或主要含caso4·2h2o的废渣(如脱硫石膏、磷石膏等工业废石膏)部分替代。但不得将吸水固化剂中的无水石灰、吸水石膏全部替换为熟石灰粉或主要含ca(oh)2的废渣和生石膏粉或主要含caso4·2h2o的废渣,以保证该吸水固化剂具有足够的吸水能力。

6、作为优选的方案,所述吸水固化剂还包括吸水石膏粉和含活性铝材料粉,且所述无水石灰粉、所述吸水石膏粉、所述含活性铝材料粉和所述活性材料粉的质量配比为:(15-40):(30-60):(10-30):(25-50)。

7、其中无水石灰粉可由熟石灰或主要含ca(oh)2的废渣(如电石渣)全部或部分替代;吸水石膏粉可由生石膏粉或主要含caso4·2h2o的废渣(如脱硫石膏、磷石膏等工业废石膏)全部或部分替代。

8、其中无水石灰、吸水石膏、活性含铝材料为吸水组分,吸水后的石灰和石膏与活性材料构成胶结组分;将吸水固化剂干粉和过湿渣土混合均匀后搁置,期间吸水组分吸收土中水分,在此期间胶结组分不能凝结硬化;待吸水固化剂与过湿渣土混合物的含水率降低到最佳含水率附近时,即可碾压成型,其后胶结组分凝结硬化使其形成满足路用性能的固化土。

9、作为优选的方案,所述无水石灰粉为主要成分为活性cao的材料,所述无水石灰粉为生石灰粉、氢氧化钙废渣煅烧产物、碳酸钙废渣煅烧产物中的一种或多种;且所述氢氧化钙废渣的煅烧方法为:经600℃~980℃温度区间煅烧30min~180min得到吸水率为15%~33%的主要含活性氧化钙的产物(如煅烧电石渣),所述碳酸钙的废渣的煅烧方法为:经900℃~1200℃温度区间煅烧60min~150min得到吸水率为15-26%的主要含活性氧化钙的产物。

10、作为优选的方案,所述吸水石膏粉为主要成分为caso4·0.5h2o或/和活性caso4的材料,所述吸水石膏粉为熟石膏、将生石膏或工业废石膏在100℃~500℃温度区间煅烧30min~150min,得到一种吸水率为17%~27%的产物;所述工业废石膏为工业生产过程产出的以硫酸钙为主要成分的废渣或工业副产品,所述工业废石膏包括脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、硼石膏、钛石膏中的一种或多种。

11、作为优选的方案,所述活性材料粉为含活性硅、铝成分的火山灰质无机非金属材料粉体或含活性硅、铝和钙成分的具有潜在水硬性胶凝性的无机非金属材料粉体,其可与氧化钙反应形成水化硅酸钙等水硬性胶凝性水化物;所述活性材料粉包括高炉矿渣、煅烧煤矸石、流化床粉煤灰、煅烧高岭土、煅烧硅藻土中的一种或多种。

12、所述含活性铝材料包括但不限于铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、明矾石、铝酸钙、聚合铝以及含活性铝成分的工业废渣。

13、作为优选的方案,所述道路工程过湿渣土的吸水固化剂还包括高分子高效吸水剂,且所述高分子高效吸水剂包括聚丙烯酸盐类、聚乙烯醇类以及聚丙烯酰胺类中的一种或多种,且所述高分子高效吸水剂的掺量为所述过湿渣土干质量的0.01-0.15%。

14、本发明还包括一种道路工程用处理过湿渣土的吸水固化剂的应用,所述应用包括所述吸水固化剂以干粉形式和过湿渣土混合后搁置,其间吸水组分吸收该混合物中水分,且所述混合物的强度≤0.05mpa;(与后述不符,后述是不超过1mpa,已改正统一)待该混合物的含水率降低到最佳含水率附近时即可碾压成型,随后待胶结组分凝结硬化后,得到满足路用性能的固化土。

15、作为优选的方案,所述应用包括将拟处理的过湿渣土与其干质量4%~25%的吸水固化剂拌合均匀制成的固化土混合料,搁置1h~24h后,按设计要求的厚度将该固化土混合料摊铺于路床,并按设计要求的工艺进行碾压;也可以先将该固化土混合料按设计要求的厚度摊铺,然后再搁置1h~24h后,按设计要求的工艺进行碾压,即完成渣土填筑路基的工作;其后胶结组分凝结硬化使其形成满足路用性能的固化土。将拟处理过湿渣土与吸水固化剂拌合制成固化土混合料,可以采用现行的厂拌法和路拌法。

16、相较于现有技术,本发明提供的一种道路工程过湿渣土的吸水固化剂的应用至少存在以下的技术进步:

17、在本发明的固化剂的应用过程中,可以用现行路基工程对满足最佳含水率条件的渣土仅进行固化施工的工艺——“渣土与固化剂拌合-运输-摊铺-碾压”相近的工艺和时长,以一步操作实现现有技术将高含水率渣土的含水率降低至最佳含水率和将最佳含水率渣土进行固化两步操作所能实现的双重技术需求,可以达到生石灰难以达到的降水效果;采用本发明吸水固化剂进行过湿渣土处理,时间短、工序少、占地少,意味着成本低。

18、且本发明的吸水固化剂具有显著的环境效益,与采用生石灰降低渣土含水率相比,本发明的吸水固化剂使用电石渣、工业废石膏资源化利用了这些工业废渣,而且电石渣、工业废石膏的烧成温度低且不产生二氧化碳,可以取得显著的环境效益。

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