一种环保型水泥稳定碎石及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种环保型水泥稳定碎石及其应用，涉及石料技术领域。该环保型水泥稳定碎石，其组分按重量份数计包括：集料100份、水泥4.0‑5.5份和水4.0‑6.5份；集料的组成比例按重量百分数计包括：粒径为20‑30mm的1#料20.8‑31.2％、粒径为10‑20mm的2#料24‑36％、粒径为5‑10mm的3#料12‑18％、粒径为3‑5mm的4#料3‑5％和粒径为0‑3mm的5#料20‑30％；2#料和3#料为钢渣集料，1#料、4#料和5#料为石灰岩集料。该环保型水泥稳定碎石可广泛应用于道路工程材料中，其抗压强度高，抗裂性能强，路面基层的稳定性佳。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型水泥稳定碎石及其应用
本专利技术涉及石料
，具体而言，涉及一种环保型水泥稳定碎石及其应用。
技术介绍
目前交通建设面临前所未有的环保压力，优质的石料越来越难获得，有必要寻求相关的替代产品。而钢渣是炼钢过程中产生的副产物，是我国钢铁企业利用最差的大宗固体废物之一。目前，我国钢渣年产生量1亿吨左右，当前全国钢渣累积堆存近10亿吨，综合利用率不足30％。如果将钢渣应用于交通建设中，一方面可以解决石料获取问题，缓解交通建设环保压力，另一方面可以变废为宝，合理利用废旧资料，进一步保护环境。现阶段，我国钢渣的主要用于钢铁企业内部自行循环，也用于公路路基、铁路路基以及作为水泥原料等。但钢渣在水稳基层以上的路面结构中应用还较少。一般地，作为最为常用的道路工程材料，水泥稳定碎石广泛应用于路面基层、底基层的建设当中。与柔性基层材料相比，水泥稳定碎石强度高、承载力大、水稳性好、耐冲刷、板体性强，且能够因地制宜地利用当地砂石材料，节省建设成本。然而，传统水泥稳定碎石也存在一定不足：由于刚性材料脆性较大，对于温度及湿度变化较为敏感，温缩及干缩易导致裂缝并反射至路面，造成路面服役性能大幅降低。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供环保型水泥稳定碎石、环保型水泥稳定碎石在道路工程材料中的应用和路面基层。本专利技术是这样实现的：第一方面，实施例提供一种环保型水泥稳定碎石，其组分按重量份数计包括：集料100份、水泥4.0-5.5份和水4.0-6.5份；r>所述集料的组成比例按重量百分数计包括：粒径为20-30mm的1#料20.8-31.2％、粒径为10-20mm的2#料24-36％、粒径为5-10mm的3#料12-18％、粒径为3-5mm的4#料3-5％和粒径为0-3mm的5#料20-30％；所述2#料和所述3#料为钢渣集料，所述1#料、所述4#料和所述5#料为石灰岩集料。在可选的实施方式中，所述集料经所述1#料、所述2#料、所述3#料、所述4#料和所述5#料混合后的合成级配满足：通过筛孔尺寸为31.5mm的百分率为100％、通过筛孔尺寸为26.5mm的百分率为94-98％、通过筛孔尺寸为19.0mm的百分率为76-80％、通过筛孔尺寸为9.5mm的百分率为42-46％、通过筛孔尺寸为4.75mm的百分率为28-32％、通过筛孔尺寸为2.36mm的百分率为18-22％、通过筛孔尺寸为0.6mm的百分率为8-12％以及通过筛孔尺寸为0.075mm的百分率为2-4％。在可选的实施方式中，所述钢渣集料是通过将钢渣置于密封容器中，加入冷水进行一次消解使渣、铁分离，得到一次处理钢渣；随后将所述一次处理钢渣以自然堆放6个月以上的方式进行二次消解获得。在可选的实施方式中，所述钢渣为转炉钢渣。在可选的实施方式中，在所述一次消解时，所述密封容器中热蒸汽压力不低于0.05kg/cm2。在可选的实施方式中，所述二次消解的时间为6-12个月。在可选的实施方式中，所述钢渣集料中游离氧化钙的含量为0-4％。在可选的实施方式中，所述水泥为P·O42.5缓凝水泥；优选地，所述水泥的比表面积≥300m2/kg；优选地，所述水泥的初凝时间≥240min，所述水泥的终凝时间≥360min且≤600min；优选地，所述水泥的安定性≤5mm；优选地，所述水泥的3天抗折强度≥3.5MPa；优选地，所述水泥的3天抗压强度≥17.0MPa。第二方面，实施例提供根据前述实施方式任一项所述的环保型水泥稳定碎石在道路工程材料中的应用。第三方面，实施例提供一种路面基层，其包括如前述实施方式任一项所述的环保型水泥稳定碎石。本专利技术具有以下有益效果：本申请提供的环保型水泥稳定碎石，对不同粒径大小的集料按照特定比例的进行混合，获得本申请中的集料，同时还限定其中的2#料和3#料为钢渣集料，1#料、4#料和5#料为石灰岩集料。本申请中通过混合不同粒径的集料，使得混合后的集料具有更为理想的粒径分布和孔隙分布，使得该环保型水泥稳定碎石的抗压强度高，同时抗裂性能强。而将钢渣集料和石灰岩集料复配，不仅仅能够利用工业固体废弃物，同时利用了钢渣集料的活性，降低水泥的用量，提高环保型水泥稳定碎石的性能。该环保型水泥稳定碎石可广泛应用于道路工程材料中，其抗压强度高，抗裂性能强。获得的路面基层的稳定性佳。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本申请提供了一种环保型水泥稳定碎石，其组分按重量份数计包括：集料100份、水泥4.0-5.5份和水4.0-6.5份。其中，集料的组成比例按重量百分数计包括：粒径为20-30mm的1#料20.8-31.2％、粒径为10-20mm的2#料24-36％、粒径为5-10mm的3#料12-18％、粒径为3-5mm的4#料3-5％和粒径为0-3mm的5#料20-30％；2#料和3#料为钢渣集料，1#料、4#料和5#料为石灰岩集料。本申请中，通过对集料的级配进行研究，同时选择钢渣和石灰岩作为集料，并且选择不同粒径的各档集料复配形成本申请的特定的集料，有利于减少细料收缩的影响，进而提高水稳基层的抗开裂性能。优选地，集料的组成比例按重量百分数计包括：粒径为20-30mm的1#料23.4-28.6％、粒径为10-20mm的2#料27-33％、粒径为5-10mm的3#料13.5-16.5％、粒径为3-5mm的4#料3.6-4.4％和粒径为0-3mm的5#料22.5-27.5％。更优选地，集料的组成比例按重量百分数计包括：粒径为20-30mm的1#料26％、粒径为10-20mm的2#料30％、粒径为5-10mm的3#料15％、粒径为3-5mm的4#料4％和粒径为0-3mm的5#料25％。具体来说，本申请中的钢渣集料是通过将钢渣置于密封容器中，加入冷水进行一次消解使渣、铁分离，得到一次处理钢渣；随后将一次处理钢渣以自然堆放的方式进行二次消解获得。其中，钢渣为转炉钢渣，密封容器中热蒸汽压力不低于0.05kg/cm2，二次消解的时间为6-12个月。本申请通过加入冷水对钢渣进行热闷，以进行一次消解使得渣、铁分离。由于钢渣中含有大量的游离氧化钙，在加入冷水时，由于炼钢完成后的钢渣残余部分热量，冷水与热的钢渣接触，在密闭容器内可产生压力0.05kg/cm2以上的热蒸汽，钢渣中含有大量的游离氧化钙(f-CaO)体积将增加23％-87％，初步降低CaO的活性含量。随后经自然消解6-12个月，可以进一步CaO的活性含量。经过以上两步处理后，钢渣膨胀性均能满足《钢渣混合料路面基层施工技术规程》(YB/T4184-2009)中“筑路用钢渣的浸水膨胀率不应大于2.0％”的要求。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型水泥稳定碎石，其特征在于，其组分按重量份数计包括：集料100份、水泥4.0-5.5份和水4.0-6.5份；/n所述集料的组成比例按重量百分数计包括：粒径为20-30mm的1#料20.8-31.2％、粒径为10-20mm的2#料24-36％、粒径为5-10mm的3#料12-18％、粒径为3-5mm的4#料3-5％和粒径为0-3mm的5#料20-30％；/n所述2#料和所述3#料为钢渣集料，所述1#料、所述4#料和所述5#料为石灰岩集料。/n

【技术特征摘要】
1.一种环保型水泥稳定碎石，其特征在于，其组分按重量份数计包括：集料100份、水泥4.0-5.5份和水4.0-6.5份；
所述集料的组成比例按重量百分数计包括：粒径为20-30mm的1#料20.8-31.2％、粒径为10-20mm的2#料24-36％、粒径为5-10mm的3#料12-18％、粒径为3-5mm的4#料3-5％和粒径为0-3mm的5#料20-30％；
所述2#料和所述3#料为钢渣集料，所述1#料、所述4#料和所述5#料为石灰岩集料。


2.根据权利要求1所述的环保型水泥稳定碎石，其特征在于，所述集料经所述1#料、所述2#料、所述3#料、所述4#料和所述5#料混合后的合成级配满足：
通过筛孔尺寸为31.5mm的百分率为100％、通过筛孔尺寸为26.5mm的百分率为94-98％、通过筛孔尺寸为19.0mm的百分率为76-80％、通过筛孔尺寸为9.5mm的百分率为42-46％、通过筛孔尺寸为4.75mm的百分率为28-32％、通过筛孔尺寸为2.36mm的百分率为18-22％、通过筛孔尺寸为0.6mm的百分率为8-12％以及通过筛孔尺寸为0.075mm的百分率为2-4％。


3.根据权利要求1所述的环保型水泥稳定碎石，其特征在于，所述钢渣集料是通过将钢渣置于密封容器中，加入冷水进行一次消解使渣、铁分离，得到一次...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌高祥，赵喆，王鹏，蒋朝旭，赵松，
申请(专利权)人：江苏东交智控科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32