道路基层材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及道路基质，公开了一种道路基层材料及其制备方法。所述道路基层材料含有以下原料组分，以10重量份的碎石细集料为基准，钢渣粗集料的含量为20‑30重量份、水泥的含量为1.2‑2.5重量份、水的含量为2‑3.5重量份。制备道路基层材料的方法包括以下步骤：将钢渣粗集料、碎石细集料、水泥和水混合得到混合料，将所述混合料进行振动搅拌。本发明专利技术提供的道路基层材料具有密实度高、重金属析出率低的优点，实现固态废弃物的资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
道路基层材料及其制备方法
本专利技术涉及道路基质，具体地，涉及一种道路基层材料及其制备方法。
技术介绍
钢渣是在炼钢过程中产生的副产品，属于工业废料，非金属固态是钢渣的表现形态，由于工业科技的发展，废旧钢渣越来越多，很多炼钢厂旁钢渣堆积成山，占用巨大的土地资源空间，造成严重的生态环境污染等问题。将钢渣用于道路建设、建材和农业生产等领域，不仅可有效解决工业固体废弃物的资源化利用，还可以减少砂石的开采以减少一些山地的水土流失。由于钢渣在本质上是一种工业生产中的废渣，炼钢过程中钢厂会有不同的提纯工艺，可能所产出的废渣中会携带部分环境污染成分，所以，在工业生产含有涉及重金属的工艺时，出厂时的钢渣自身会带有一定含量的重金属，当该类钢渣应用于道路基层时，如何降低或避免钢渣中重金属的析出具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的钢渣中重金属析出的问题，提供一种道路基层材料及其制备方法，该道路基层材料具有重金属析出率低的优点，实现固态废弃物的资源化利用。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种道路基层材料，含有以下原料组分，以10重量份的碎石细集料为基准，钢渣粗集料的含量为20-30重量份、水泥的含量为1.2-2.5重量份、水的含量为2-3.5重量份。优选地，所述钢渣粗集料包括第一钢渣、第二钢渣和第三钢渣，所述第一钢渣的粒径为19-26.5mm，所述第二钢渣的粒径为9.5-19mm，所述第三钢渣的粒径为4.75-9.5mm，所述第一钢渣、所述第二钢渣和所述第三钢渣的质量比为1-1.2：1-1.5：1。优选地，所述碎石细集料包括第一碎石、第二碎石、第三碎石和第四碎石，所述第一碎石的粒径为2.36-4.75mm，所述第二碎石的粒径为0.6-2.36mm，所述第三碎石的粒径为0.075-0.6mm，所述第四碎石的粒径为小于0.075mm，所述第一碎石、所述第二碎石、所述第三碎石和所述第四碎石的质量比为3-4：6-8：5-7：1。优选地，所述水泥为硅酸盐水泥。本专利技术第二方面提供一种制备道路基层材料的方法，包括以下步骤：将钢渣粗集料、碎石细集料、水泥和水混合得到混合料，将所述混合料进行振动搅拌；其中，以10重量份的碎石细集料为基准，钢渣粗集料的用量为20-30重量份、水泥的用量为1.2-2.5重量份、水的用量为2-3.5重量份。优选地，所述钢渣粗集料包括第一钢渣、第二钢渣和第三钢渣，所述第一钢渣的粒径为19-26.5mm，所述第二钢渣的粒径为9.5-19mm，所述第三钢渣的粒径为4.75-9.5mm，所述第一钢渣、所述第二钢渣和所述第三钢渣的质量比为1-1.2：1-1.5：1；优选地，所述碎石细集料包括第一碎石、第二碎石、第三碎石和第四碎石，所述第一碎石的粒径为2.36-4.75mm，所述第二碎石的粒径为0.6-2.36mm，所述第三碎石的粒径为0.075-0.6mm，所述第四碎石的粒径为小于0.075mm，所述第一碎石、所述第二碎石、所述第三碎石和所述第四碎石的质量比为3-4：6-8：5-7：1；优选地，所述水泥为硅酸盐水泥。优选地，将钢渣粗集料、碎石细集料、水泥和水混合的过程包括：将所述钢渣粗集料、所述碎石细集料与所述水混合、搅拌后进行闷料得到混合闷料，将所述混合闷料与水泥混合得到所述混合料。优选地，所述闷料的过程至少满足以下条件：温度为20-40℃、时间为10-15h。优选地，所述振动搅拌的过程至少满足以下条件：振动频率为20-30Hz、振幅为0.8-1.2mm、搅拌转速为50-60rpm、时间为35-45s。优选地，该方法还包括将所述振动搅拌得到的物料进行成型，所述成型与所述振动搅拌的间隔时间小于1h。通过上述技术方案，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术提供的道路基层材料利用水泥的胶凝作用使得钢渣粗集料与碎石细集料的粗细颗粒排列更加紧密，凝结混合料中的碎石细颗粒，能够减小碎石细颗粒的损失率，同时碎石细颗粒和水泥颗粒还能够充分地填充在钢渣粗集料形成的粗骨架之间，从而大幅减小道路基层材料出现大空隙的概率；水泥的裹覆作用不仅能够减小钢渣粗集料的外露面积，而且能够与道路基层材料接触到的水发生水化反应，从而阻挡钢渣粗集料中的重金属析出溶于水质中；2、本专利技术提供的道路基层材料制备方法，通过振动搅拌不仅使水泥颗粒分散均匀，还能够使得碎石细集料和水泥充分填充钢渣粗集料的内部孔隙，阻止钢渣粗集料内重金属的析出路径，降低道路基层材料中重金属的析出率。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供了一种道路基层材料，含有以下原料组分，以10重量份的碎石细集料为基准，钢渣粗集料的含量为20-30重量份、水泥的含量为1.2-2.5重量份、水的含量为2-3.5重量份。本专利技术中，钢渣粗集料指的是粒径为4.75mm以上的钢渣颗粒，碎石细集料指的是粒径为4.75mm以下的碎石颗粒，钢渣粗集料和碎石细集料分别通过筛分处理得到。由于钢渣粗集料本身的重金属析出率比钢渣细集料的重金属析出率低，因此，本专利技术提供的道路基层材料，从原料组分和配比的角度，减小了重金属的析出。根据本专利技术，所述钢渣粗集料包括第一钢渣、第二钢渣和第三钢渣，所述第一钢渣的粒径为19-26.5mm，所述第二钢渣的粒径为9.5-19mm，所述第三钢渣的粒径为4.75-9.5mm，所述第一钢渣、所述第二钢渣和所述第三钢渣的质量比为1-1.2：1-1.5：1。第一钢渣、第二钢渣和第三钢渣分别为不同规格的钢渣粗集料，钢渣通过筛分处理进行分类后，再按照上述的质量比进行混合以备用。专利技术人发现，在该优选的具体实施方式下，更有利于道路基层材料的各原料组分之间排列的紧密度。根据本专利技术，所述碎石细集料包括第一碎石、第二碎石、第三碎石和第四碎石，所述第一碎石的粒径为2.36-4.75mm，所述第二碎石的粒径为0.6-2.36mm，所述第三碎石的粒径为0.075-0.6mm，所述第四碎石的粒径为小于0.075mm，所述第一碎石、所述第二碎石、所述第三碎石和所述第四碎石的质量比为3-4：6-8：5-7：1。第一碎石、第二碎石、第三碎石和第四碎石分别为不同规格的碎石细集料，碎石通过筛分处理进行分类后，再按照上述的质量比进行混合以备用。专利技术人发现，在该优选的具体实施方式下，更利于碎石细颗粒渗透到钢渣粗集料的内部孔隙，以减少钢渣中重金属的析出路径。根据本专利技术，所述水泥可以是常规种类的水泥，示例性地，水泥为硅酸盐水泥。第二方面，本专利技术提供了一种制备道路基层材料的方法，包括以下步骤：将钢渣粗集料、碎石细集料、水泥和水混合得到混合料，将所述混合料进行振动搅拌；其中，以10重量份的碎石细集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道路基层材料，其特征在于，含有以下原料组分，以10重量份的碎石细集料为基准，钢渣粗集料的含量为20-30重量份、水泥的含量为1.2-2.5重量份、水的含量为2-3.5重量份。/n

【技术特征摘要】
1.一种道路基层材料，其特征在于，含有以下原料组分，以10重量份的碎石细集料为基准，钢渣粗集料的含量为20-30重量份、水泥的含量为1.2-2.5重量份、水的含量为2-3.5重量份。


2.根据权利要求1所述的道路基层材料，其特征在于，所述钢渣粗集料包括第一钢渣、第二钢渣和第三钢渣，所述第一钢渣的粒径为19-26.5mm，所述第二钢渣的粒径为9.5-19mm，所述第三钢渣的粒径为4.75-9.5mm，所述第一钢渣、所述第二钢渣和所述第三钢渣的质量比为1-1.2：1-1.5：1。


3.根据权利要求1或2所述的道路基层材料，其特征在于，所述碎石细集料包括第一碎石、第二碎石、第三碎石和第四碎石，所述第一碎石的粒径为2.36-4.75mm，所述第二碎石的粒径为0.6-2.36mm，所述第三碎石的粒径为0.075-0.6mm，所述第四碎石的粒径为小于0.075mm，所述第一碎石、所述第二碎石、所述第三碎石和所述第四碎石的质量比为3-4：6-8：5-7：1。


4.根据权利要求1或2所述的道路基层材料，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥。


5.一种制备道路基层材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：将钢渣粗集料、碎石细集料、水泥和水混合得到混合料，将所述混合料进行振动搅拌；
其中，以10重量份的碎石细集料为基准，钢渣粗集料的用量为20-30重量份、水泥的用量为1.2-2.5重量份、水的用量为2-3.5重量份。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳力，刘朝晖，杨程程，黄优，李盛，李文博，刘靖宇，张涓，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43