脱硫灰‑粉煤灰自激活型路面基层材料制造技术

本发明专利技术公开了一种脱硫灰‑粉煤灰自激活型路面基层材料，该材料由脱硫灰和粉煤灰组成，按质量百分比计，各种原料的配合比范围为：脱硫灰为88～97％、粉煤灰为3～12％。本发明专利技术大量的使用脱硫灰工业副产品，不仅可节省土地和资源，利于环境保护，而且可降低成本，且施工简单，适合于一般道路和高等级公路基层和/或底基层的修筑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及路面基层材料，特别是一种脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料。
技术介绍
近年来国家加大了对各大燃煤企业SO2排放的治理力度，对SO2排放控制提出了越来越高的要求，但在大多数企业SO2排放量得到控制的同时又带来了脱硫灰的排放量日益增加的新问题。脱硫灰的主要来源是燃煤火电厂或钢厂，经干法或半干法钙基脱硫剂利用不同脱硫工艺对烟气进行脱硫而得的工业废弃物，目前缺乏较为合理的利用途径，大多数仍然处露天堆放状态，不仅占用了大量的土地资源，还严重制约了经济的增长和环境的协调。对于脱硫灰日产量高达数百吨的燃煤火电厂及钢厂而言，若不能采取有效合理的脱硫灰处理方法，不仅会造成电厂钢厂以及周边生态环境的破坏，同时还会给社会带来巨大的经济及社会负担，严重制约行业的发展。因此，探索开拓脱硫灰有效资源化利用的技术途径，对于社会、环境和经济都具有十分重大的意义。由于脱硫灰具有较高的CaSO3·0.5H2O含量，而其又并非硫酸盐的最稳定形式，随着存放环境的变化可能会发生不同的化学反应，易引起系统成分的变化，加之含有其他微量元素(如氯)，严重影响水泥的凝结和硬化，进而制约了其在建筑材料领域的高效综合利用，但脱硫灰的自身特点决定了其在路面基层材料中具有较好的应用前景。为了更加有效地大量地利用脱硫灰，拓宽其利用途径，本专利开发出脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，对提高脱硫灰工业固体废弃物利用率、循环利用技术水平以及改善生态环境具有十分重大的实用价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种节能环保和低成本的无水泥脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层，以及适于该基层的施工方法。本专利技术提供了利用脱硫灰中的自身含有的碱性成分(还可利用生石灰的碱性激发)、以及脱硫灰的硫酸盐进行自主激发粉煤灰的火山灰活性，水化形成C-S-H、C-S-A-H、AFt及氢氧化钙等水化产物，进而构成路面基层强度的设计理念，即提出了自激活型路面基层的思路和方法。本专利技术提供了按该设计思路设计的基层材料的组分范围、该专利技术设计思路为采用脱硫灰、生石灰、粉煤灰作为混合料，经碾压之后各原料之间的相互嵌挤形成初始强度。同时利用脱硫灰中的自身含有的碱性成分(还可利用生石灰的碱性激发)和硫酸盐激发来激发粉煤灰的火山灰活性，形成C-S-H、C-S-A-H、AFt及氢氧化钙等水化产物，构成路面基层初期强度，并保证后期强度的持续增长，从而设计出满足各等级公路用的半刚性基层和底基层。该半刚性基层实现了大量利用脱硫灰的目的。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案：本专利技术提供的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是该材料由脱硫灰和粉煤灰组成，按质量百分比计，各种原料的配合比范围为：脱硫灰为88～97％、粉煤灰为3～12％。本专利技术可用为0～8％的生石灰来替代脱硫灰；添加生石灰后，配制脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料时各种原料的配合比范围为：脱硫灰为80～97％、生石灰0～8％、粉煤灰为3～12％，均为质量百分比。所述的生石灰的主要化学成份按质量百分比计为：CaO72.70％，SO31.15％，MgO5.27％，SiO25.01％，Fe2O31.05％，Al2O30.54％，TiO20.14％。本专利技术提供的上述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其组成可由以下原料替换：脱硫灰为80％、生石灰为8％、粉煤灰为12％，均为质量百分比。本专利技术提供的上述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其组成还可以由以下原料替换：脱硫灰为97％、粉煤灰为3％，均为质量百分比。所述的脱硫灰的主要化学成份按质量百分比计为：CaO52.40％，SO324.96％，MgO1.23％，Cl-1.05％，SiO20.36％，Fe2O30.35％，Al2O30.11％。所述的粉煤灰采用劣质高铁粉煤灰，该粉煤灰外观颜色为红色，其主要化学成分按质量计为：SiO237.20％，Al2O319.20％，CaO3.09％，Fe2O317.76％，SO35.19％，MgO1.15％，TiO22.08％。。所述的粉煤灰可选用劣质高钙粉煤灰，该粉煤灰外观颜色为褐色，其主要化学成分按质量计为：SiO217.87-40.58％，Al2O37.34-21.21％，CaO14.59-36.87％，Fe2O33.00-4.24％，SO31.90-2.93％，MgO3.05-5.98％，TiO20.84-1.16％。。本专利技术提供的上述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其用途是：在排水性能优良的路面基层中的应用。应用时，采用集中厂拌法来施工，具体是：先将检测合格的脱硫灰、生石灰泵入各自储料罐中，粉煤灰由装载机从堆棚运入拌和机料斗，再按组成比例计量由储料罐下料口或皮带机送入拌和机，在拌和机中各组分拌和均匀后，再通过运输车将拌和好的混合料运输至施工现场，并且在一定的松铺系数下进行摊铺找平，经碾压后采用薄膜保湿养护，养护至规定龄期形成所述路面基层。本专利技术与现有技术相比具有以下的主要的优点：其一.结合我国工业废弃物资源优势，采用价格低廉的脱硫灰取代资源有限的粘土，充分利用工业固体废弃物，达到节约资源、环保利废的目的。另外，由于主要原材料为工业固体废弃物，利用它们作路面基层材料使用，不仅可使这些难利用的工业废弃物得以循环使用，而且能节省堆存土地。其二.充分利用脱硫灰中的自身含有的碱性组分(还可利用生石灰的碱性激发)和硫酸盐组分激发作用于粉煤灰，使其火山灰活性得以发挥，从而设计出脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层的思路和方法，并提供了按该设计思路设计的路面基层材料的组分范围。本专利技术以燃煤发电厂或钢厂脱硫工艺的副产品脱硫灰、粉煤灰(还可添加生石灰)为原材料，结合材料学原理，以脱硫灰、粉煤灰、生石灰各自的矿物特性为基础，利用脱硫灰中的自身含有的碱性组分(还可利用生石灰的碱性激发)和硫酸盐组分，激发粉煤灰的火山灰活性，从而形成路面基层的早期强度，进而设计出性能优良的路面基层。其三.路面基层材料以脱硫灰和粉煤灰为主，可以辅以生石灰，在无水泥的情况下构成路面基层，强度可达路面底基层所需强度。且该路面基层材料具有良好的强度递延性、良好的抗裂性能、优良的水稳性，是一种利废率高性能好的路面基层材料。在本专利技术中路面基层各项指标均满足国家标准对相应路面基层或底基层的性能要求。其四.节能环保成本低。相对于水泥稳定土的生产而言，无水泥自激活型路面基层由于不使用水泥，且所用原材料均为工业副产品，具有极低的环境负荷。相应由于工业废弃物价格低，而使该路面基层成本低廉。其五本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱硫灰‑粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是该材料由脱硫灰和粉煤灰组成，按质量百分比计，各种原料的配合比范围为：脱硫灰为88～97％、粉煤灰为3～12％。

【技术特征摘要】
1.一种脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是该材料由脱硫灰和粉煤灰组成，按质量百分比计，各种原料的配合比范围为：脱硫灰为88～97％、粉煤灰为3～12％。
2.根据权利要求1所述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是用为0～8％的生石灰来替代脱硫灰；添加生石灰后，配制脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料时各种原料的配合比范围为：脱硫灰为80～97％、生石灰0～8％、粉煤灰为3～12％，均为质量百分比。
3.根据权利要求2所述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是生石灰的主要化学成份按质量百分比计为：CaO72.70％，SO31.15％，MgO5.27％，SiO25.01％，Fe2O31.05％，Al2O30.54％，TiO20.14％。
4.根据权利要求2所述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是该材料的组成由以下原料替换：脱硫灰为80％、生石灰为8％、粉煤灰为12％，均为质量百分比。
5.根据权利要求1所述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是脱硫灰的主要化学成份按质量百分比计为：CaO52.40％，SO324.96％，MgO1.23％，Cl-1.05％，SiO20.36％，Fe2O30.35％，Al2O30.11％。
6.根据权利要求1所述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是粉煤灰采用劣质高铁粉煤灰，该粉煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵青林，周孔金，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42