一种掺入垃圾焚烧炉渣的水泥稳定碎石混合料制造技术

本发明专利技术公开了一种掺入垃圾焚烧炉渣的水泥稳定碎石混合料，以质量百分比计，将0~2.36mm垃圾焚烧炉渣:水泥:粉煤灰:激发剂:水按照32.6%:6.5%:32.5%:7.8%:20.6%进行备料、拌和、成球和养生，制成4.75mm~13.2mm炉渣球团，再与0~4.75mm垃圾焚烧炉渣、水泥、集料、水一起拌合均匀，得到所述的混合料。本发明专利技术制得的炉渣球团满足现行公路路面基层规范对粗集料的技术要求，从而改变垃圾焚烧炉渣因压碎值不达标而无法用作粗集料的状况，使得垃圾焚烧炉渣在公路基层中的资源化利用率大幅提高，符合绿色生态特色，适用于二级及二级以下等级公路重、中等和轻交通路面的基层材料，同时，本发明专利技术以炉渣球团替代水泥稳定碎石混合料的部分粗集料，有利于减少天然集料的使用和促进环境保护。

【技术实现步骤摘要】
一种掺入垃圾焚烧炉渣的水泥稳定碎石混合料
本专利技术属于公路建筑材料研究领域，具体涉及一种掺入垃圾焚烧炉渣的水泥稳定碎石混合料。
技术介绍
近年来，随着垃圾焚烧法的推广，我国每年都会产生较多的垃圾焚烧炉渣废弃物。所谓垃圾焚烧炉渣是指生活垃圾在850℃～1100℃高温燃烧后残留在焚烧炉床上的产物，其质量约占垃圾焚烧总残留物的80％。垃圾焚烧炉渣具有良好的物理化学特性且重金属等有害物质含量较少，具备基本的资源化利用条件，若仍采用填埋处理，不仅占用不少土地，而且造成资源浪费。因此，如何对垃圾焚烧炉渣进行资源化利用已经成为人们关注的热点问题之一。目前将垃圾焚烧炉渣应用于道路路面水泥稳定碎石基层的主要方法是将粒径>4.75mm的垃圾焚烧炉渣和粒径≤4.75mm的垃圾焚烧炉渣分别替代部分天然粗、细集料掺入到水泥稳定碎石混合料中。徐斌等人在2014年8月20日公开的专利技术专利“一种垃圾焚烧炉渣的资源化利用方法”(CN103992053A)和王乔坎等人在2016年8月24日公开的专利技术专利“一种城市垃圾焚烧炉渣的资源化利用方法”(CN105884226A)中提出的方法都属于这种方法。上述方法步骤简单，而且水泥稳定碎石/垃圾焚烧炉渣产生强度的同时对垃圾焚烧炉渣也有着很好的固化作用，可以有效减少垃圾焚烧炉渣中残留重金属的浸出量，因而对环境可能造成的危害极小。但是粒径>4.75mm的垃圾焚烧炉渣在用作粗集料时，其压碎值必须满足现行行业标准《公路路面基层施工技术细则》JTG/TF20的技术要求，例如二级及以下等级公路路面基层所用粗集料的压碎值要求≤35％。由于垃圾焚烧炉渣的内部疏松多孔，强度比天然集料低得多，故垃圾焚烧炉渣通常都难以满足该项技术要求，若用作粗集料会严重影响水泥稳定碎石混合料的路用性能。因此，粒径≤4.75mm的垃圾焚烧炉渣可以作为细集料使用，但粒径>4.75mm的垃圾焚烧炉渣却不能用作粗集料，这使得垃圾焚烧炉渣在水泥稳定碎石混合料基层中的资源化利用率受到很大限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种掺入垃圾焚烧炉渣的水泥稳定碎石混合料，以垃圾焚烧炉渣为主要原材料制备满足现行行业标准《公路路面基层施工技术细则》JTG/TF20对粗集料技术要求的炉渣球团用作粗集料，再以粒径≤4.75mm的垃圾焚烧炉渣用作细集料，掺入到水泥稳定碎石混合料中，从而大幅度提高垃圾焚烧炉渣在道路路面基层水泥稳定碎石混合料中的资源化利用率。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种掺入垃圾焚烧炉渣的水泥稳定碎石混合料，以质量百分比计，所述混合料包括以下组分：炉渣球团29.6％～31.5％、炉渣29.8％～31.6％、水泥4.1％～4.6％、集料25.6％～26.9％、水8.2％～8.9％。进一步的，以质量百分比计，炉渣球团粒径范围为4.75mm～13.2mm，包括如下组分：0～2.36mm垃圾焚烧炉渣32.6％、水泥6.5％、粉煤灰32.5％、激发剂7.8％、水20.6％。具体的，0～2.36mm垃圾焚烧炉渣为经过磁选除铁、风选、涡电流分选预处理的垃圾焚烧炉渣，粒径范围为0～2.36mm。进一步的，炉渣为0～4.75mm垃圾焚烧炉渣。具体的，0～4.75mm垃圾焚烧炉渣为经过磁选除铁、风选、涡电流分选预处理的垃圾焚烧炉渣，粒径范围为0～4.75mm。进一步的，集料为石灰岩、石英岩、石英砂岩、花岗岩、玄武岩中的一种或几种。进一步的，炉渣球团、炉渣、集料的粒径配比符合级配型式C-C-1、C-C-2、C-C-3中的任意一种。进一步的，粉煤灰为粒径为0.075mm以下磨细的粉煤灰。进一步的，水泥采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。进一步的，激发剂为质量比为5:1的氢氧化钙和无水硫酸钠的混合物。上述一种掺入垃圾焚烧炉渣的水泥稳定碎石混合料的制备方法，包括如下步骤：(1)将0～2.36mm垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰、激发剂、水按照质量百分比32.6％、6.5％、32.5％、7.8％、20.6％备料；(2)将0～2.36mm垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰和激发剂一起加入搅拌机内搅拌，再加入一定量水后继续搅拌混合物；(3)将拌合后的混合物加入成球机内转动，同时以喷淋的方式均匀添加剩余量的水，制得炉渣球团；(4)将步骤(3)制得的炉渣球团放入养护室内养护28d后进行筛分，取4.75mm～13.2mm炉渣球团备用；(5)将步骤(4)中得到的4.75mm～13.2mm炉渣球团与0～4.75mm垃圾焚烧炉渣、水泥、集料、水按照质量百分比29.6％～31.5％、29.8％～31.6％、4.1％～4.6％、25.6％～26.9％、8.2％～8.9％拌合均匀，得到掺入垃圾焚烧炉渣的水泥稳定碎石混合料。进一步的，步骤(2)中，将0～2.36mm垃圾焚烧炉渣、水泥、粉煤灰和激发剂一起加入搅拌机内搅拌2min～3min，再加入一定量水后继续搅拌混合物1min～2min，所述一定量水为步骤(1)备料的水质量的10％。进一步的，步骤(3)中，将拌合后的混合物加入成球机内转动3min～5min，转速为25r/min～30r/min，转动角度为60°～65°；同时以喷淋的方式均匀添加剩余量的水，所述剩余量的水为步骤(1)中备料的水质量的90％。进一步的，步骤(4)中，所述养护室的温度为20℃±2℃、相对湿度≥95％。与现有技术相比，本专利技术的显著优点在于：(1)本专利技术以垃圾焚烧炉渣为主要原材料制备的粒径炉渣球团能够满足现行行业标准《公路路面基层施工技术细则》JTG/TF20对粗集料的技术要求，4.75mm～13.2mm炉渣球团用作水泥稳定碎石混合料的粗集料，可以大幅度提高垃圾焚烧炉渣在道路基层水泥稳定碎石混合料中的资源化利用率，有利于减少垃圾焚烧炉渣的填埋量、节省土地资源；(2)本专利技术制得的4.75mm～13.2mm炉渣球团替代水泥稳定碎石混合料的部分粗集料，有利于减少天然集料的使用，对于建设资源节约型、环境友好型社会具有很好的促进作用。(3)虽然炉渣球团的制作增加了成本，但是从整个水泥稳定碎石混合料的生产费用来看，由于提高了垃圾焚烧炉渣的资源化利用率以替代价格高的天然集料，实际上总建设成本未有增加。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：本实施例制备的水泥稳定碎石混合料，以质量百分比计，包括以下组分：4.75mm～13.2mm炉渣球团31.5％、炉渣29.8％、水泥4.5％、集料25.8％、水8.4％。炉渣球团以质量百分比计，包括如下组分：0～2.36mm垃圾焚烧炉渣32.6％、水泥6.5％、粉煤灰32.5％、激发剂7.8％、水20.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺入垃圾焚烧炉渣的水泥稳定碎石混合料，其特征在于，以质量百分比计，所述混合料包括以下组分：炉渣球团29.6%~31.5%、炉渣29.8%~31.6%、水泥4.1%~4.6%、集料25.6%~26.9%、水8.2%~8.9%。/n

【技术特征摘要】
1.一种掺入垃圾焚烧炉渣的水泥稳定碎石混合料，其特征在于，以质量百分比计，所述混合料包括以下组分：炉渣球团29.6%~31.5%、炉渣29.8%~31.6%、水泥4.1%~4.6%、集料25.6%~26.9%、水8.2%~8.9%。


2.如权利要求1所述的水泥稳定碎石混合料，其特征在于，以质量百分比计，炉渣球团粒径范围为4.75mm~13.2mm，包括如下组分：0~2.36mm垃圾焚烧炉渣32.6%、水泥6.5%、粉煤灰32.5%、激发剂7.8%、水20.6%。


3.如权利要求1所述的水泥稳定碎石混合料，其特征在于，炉渣球团通过如下步骤制备：将0~2.36mm垃圾焚烧炉渣:水泥:粉煤灰:激发剂:水按照32.6%:6.5%:32.5%:7.8%:20.6%进行备料，通过拌和、成球和养生，制成4.75mm~13.2mm炉渣球团。


4.如权利要求1所述的水泥稳定碎石混合料，其特征在于，炉渣为0~4.75mm垃圾焚烧炉渣。


5.如权利要求1所述的水泥稳定碎石混合料，其特征在于，集料为石灰岩、石英岩、石英砂岩、花岗岩、玄武岩中的一种或几种。


6.如权利要求1所述的水泥稳定碎石混合料，其特征在于，炉渣球团、炉渣、集料的粒径配比符合级配型式C-C-1、C-C-2、C-C-3中的任意一种。


7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭咏梅，黄铁成，吴飞，接亚东，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32