一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层材料的配制方法技术

本发明专利技术提供一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层与底基层材料的配制方法，属于道路工程与固体废弃物再生利用领域，该方法是将镍铁渣代替石屑配制镍铁渣复合级配碎石，采用水泥固化并利用镍铁渣潜在水硬性以及碳化作用从而制备具有更高强度的路面基层材料；镍铁渣复合级配碎石中镍铁渣用量在5‑80%，水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层分悬浮密实型和骨架密实型，水泥稳定镍铁渣复合级配碎石的强度形成是水泥水化与镍铁渣碳化以及镍铁渣中细颗粒与水泥水化产生的氢氧化钙反应叠加而成，配合比设计时达到相同的强度可减少水泥用量20%；该材料中可掺入0‑5%的磷石膏、脱硫石膏、黄石膏或盐石膏等工业副产品石膏作为增强剂。

A preparation method of cement stabilized nickel-iron slag composite Graded Macadam Pavement Base Material

【技术实现步骤摘要】
一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层材料的配制方法
本专利技术涉及一种路面基层材料的配制方法，具体涉及一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层材料的配制方法，属于道路工程与固体废弃物再生利用领域。
技术介绍
镍铁渣是还原提取镍和部分铁后水淬急冷产生的工业废渣。我国冶炼镍铁合金规模逐步逐渐增大，近年来，我国镍铁渣年产生量超3000万吨，已成为我国继铁渣、钢渣、赤泥之后第四大冶炼渣，仅阳江每年生产2000万吨镍铁渣。大量镍铁渣堆砌处理或深海填埋，不仅占用土地、污染环境，还给镍铁冶炼的可持续发展带来严峻挑战。因此，大力开展镍铁渣综合利用的研究对我国乃至世界的镍铁行业意义重大。镍铁渣在道路工程中被用作路基填充材料，但是镍铁渣的活性在路基填充材料中没有得到充分的应用，特别是镍铁渣具有一定的重金属溶出，对地下水和土壤带来不同程度的污染。镍铁渣的粒径与路面基层材料中石屑粒径和级配比较接近，而且具有一定的潜在水硬性，如果在路面基层材料中代替石屑，可以节省自然，弥补当前路面基层用细集料供应不足的难题，而且可以发挥其水硬活性，增加路面基层材料的强度，降低水泥掺量，弥合部分基层裂缝，改善路面基层材料的性能。申请号为201711318922.7的专利技术公开了镍铁渣基地聚合物胶凝材料及其制备方法。该镍铁渣基地聚合物胶凝材料包括：55～75重量份的镍铁渣；3～20重量份的脱硫石膏；0.5～8重量份的矿渣硅酸盐水泥；以及10～30重量份的粉煤灰。该镍铁渣基地聚合物胶凝材料中的镍铁渣掺量高，充分利用了镍铁渣废弃物，且材料性能好，适用范围广泛。申请号为201810060039.0的专利技术专利一种镍铁渣胶凝材料及其制备工艺，公开了镍铁渣凝胶材料包括硅酸盐水泥熟料40-70份、镍铁渣低温熟料30-60份、石膏1-2份，其中镍铁渣低温熟料包括镍铁渣20-30份、生石灰9-15份、石膏0.5-1份、水5-10份、碱性电解质0.2-0.6份。其能有效解决镍铁渣堆放带来的环境问题，实现镍铁渣的高效资源化利用，减少水泥制备过程中CO2排放量，以镍铁渣低温熟料取代硅酸盐水泥熟料生产胶凝材料，同时制备的镍铁渣低温胶凝材料具有水化热低、抗硫酸盐侵蚀性能好的特点。这些专利技术专利都公开了镍铁渣的综合利用，尤其是在建筑材料等领域的综合利用都得到了开发，为镍铁渣的综合利用打下了基础。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层与底基层材料的配制方法，该方法将镍铁渣经过初步粉碎，作为混凝土微细砂使用，探索了一条镍铁渣大量综合利用的途径。本
技术实现思路
如下：将镍铁渣代替石屑配制镍铁渣复合级配碎石，采用水泥固化并利用镍铁渣潜在水硬性以及碳化作用从而制备具有更高强度的路面基层材料。镍铁渣复合级配碎石中镍铁渣用量在5-80%，作为底基层使用时用量在5-80%，作为基层使用用量在5-35%；水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层分悬浮密实型和骨架密实型，悬浮密实型镍铁渣复合级配碎石中4.75mm筛通过率控制在30-50%，骨架密实型镍铁渣复合级配碎石中4.75mm筛通过率控制在20-29%；水泥稳定镍铁渣复合级配碎石的强度形成是水泥水化与镍铁渣碳化以及镍铁渣中细颗粒与水泥水化产生的氢氧化钙反应叠加而成，配合比设计时达到相同的强度可减少水泥用量20%；水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层与底基层材料中可掺入总物料量的0-5%的磷石膏、脱硫石膏、黄石膏或盐石膏等工业副产品石膏作为增强剂。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明，这些实施例仅用来说明本专利技术，而不限制本专利技术的保护范围。原材料：P.O42.5水泥；镍铁渣；机制砂；石屑；级配碎石；饮用水。实施例1本实施例提供一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层与底基层材料的配制方法，其包括以下步骤：1）用40%镍铁渣代替的石屑配制镍铁渣复合级配碎石，配制悬浮密实型路面基层材料，4.75mm通过率为45%，压实度98%；2）向基层材料中掺入2%的石膏作为增强剂；3）分别3%，4%和5%的水泥（外掺）固化镍铁渣复合级配碎石，按照标准制备路面基层材料试件；4）将步骤3）得到的路面基层材料试件养生7d，进行无侧限抗压强度测试，基层材料7天无侧限抗压强度分别达到达3.6MPa，4.5MPa和5.7MPa。实施例2本实施例提供一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层与底基层材料的配制方法，其包括以下步骤：1）用10%镍铁渣代替的石屑配制镍铁渣悬浮密实型复合级配碎石，复合集料中4.75mm通过率达到28%，压实度98%；2）向基层材料中掺入3%，4%和5%的石膏作为增强剂；3）采用4%的水泥（外掺）固化镍铁渣复合级配碎石，按照标准制备路面基层材料试件；4）将步骤3得到的路面基层材料试件养生7d，进行无侧限抗压强度测试，基层材料7天无侧限抗压强度达4.6MPa，4.8MPa和4.7MPa。实施例3本实施例提供一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层与底基层材料的配制方法，其包括以下步骤：1）用80%镍铁渣代替的石屑配制镍铁渣复合级配碎石，配制底基层材料；2）向基层材料中掺入0%的石膏作为增强剂；3）采用3%和4%的水泥（外掺）固化镍铁渣复合级配碎石，按照标准制备路面基层材料试件，压实度为97%；4）将步骤3得到的路面基层材料试件养生7d，进行无侧限抗压强度测试，基层材料7天无侧限抗压强度达3.2MPa和4.1MPa。实施例4本实施例提供一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层与底基层材料的配制方法，其包括以下步骤：1）用30%镍铁渣代替的石屑配制镍铁渣复合级配碎石，配制悬浮密实型路面基层材料，4.75mm通过率为40%；2）向基层材料中掺入5%的磷石膏作为增强剂；3）采用4%，5%和6%的水泥（外掺）固化镍铁渣复合级配碎石，按照标准制备路面基层材料试件，压实度98%；4）将步骤3得到的路面基层材料试件养生7d，进行无侧限抗压强度测试，基层材料7天无侧限抗压强度达4.4MPa，5.7MPa和6.3MPa。实施例5本实施例提供一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层与底基层材料的配制方法，其包括以下步骤：1）用40%镍铁渣代替的石屑配制镍铁渣复合级配碎石，配制路面底基层材料，4.75mm通过率为50%；2）向基层材料中掺入5%的脱硫石膏作为增强剂；3）采用3%，4%和5%的水泥（外掺）固化镍铁渣复合级配碎石，按照标准制备路面基层材料试件，压实度97%；4）将步骤3得到的路面基层材料试件养生7d，进行无侧限抗压强度测试，基层材料7天无侧限抗压强度达3.3MPa，4.4MPa和5.4MPa。实施例6本实施例提供一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层与底基层材料的配制方法，其包括以下步骤：1）用30%镍铁渣代替的石屑配制镍铁渣复合级配碎石，配制悬浮密实型路面基层材料，4.75mm通过率为40%2）不掺废石膏；3）采用4%，5%和6%的水泥（外掺）固化镍铁渣复合级配碎石，按照标准制备路面基层材料试件，压实度98%；4）将步骤3得到的路面基层材料试件养生7d，进行无侧限抗压强度测试，基层材料7天无侧限抗压强度达4.2MPa，5.4MPa和6.1MPa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层与底基层材料的配制方法，其特征在于：包括如下步骤：用镍铁渣代替石屑配制镍铁渣复合级配碎石，采用水泥固化并利用镍铁渣潜在水硬性以及碳化作用从而制备具有更高强度的路面基层材料。

【技术特征摘要】
1.一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层与底基层材料的配制方法，其特征在于：包括如下步骤：用镍铁渣代替石屑配制镍铁渣复合级配碎石，采用水泥固化并利用镍铁渣潜在水硬性以及碳化作用从而制备具有更高强度的路面基层材料。2.根据权利要求1所述的一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层与底基层材料的配制方法，其特征在于：所述的镍铁渣复合级配碎石中镍铁渣用量在5-80%，作为底基层使用时用量在5-80%，作为基层使用用量在5-35%。3.根据权利要求1所述的一种水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层与底基层材料的配制方法，其特征在于：所述的水泥稳定镍铁渣复合级配碎石路面基层分悬浮密实型和骨架密实型，悬浮密实型镍铁渣复合级配...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红杰，沈卫国，赖智钦，许海，曹以灿，肖玉荣，梁国烯，张笛，董东恩，杜雪剑，曹宣，赵德强，熊星，武苗苗，刘涛，李瑞章，
申请(专利权)人：保利长大工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44