一种基于多源路域物质的胶凝材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种多源路域物质制备公路用胶凝材料的方法与应用，属路域物质资源化利用技术领域。所述基于多源路域物质的胶凝材料，包括以下重量份的组分：高钙型固废0

【技术实现步骤摘要】
一种基于多源路域物质的胶凝材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于路域物质资源化利用
，具体涉及一种基于多源路域物质的胶凝材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]公路建设与运营处于环境高影响水平，每公里高速公路建设约消耗硅酸盐水泥6000吨。水泥生产的能耗高、二氧化碳排放量大、成本高，不符合绿色低碳的发展理念。研发可替代水泥的绿色低碳高性能公路用胶凝材料迫在眉睫。
[0004]路域物质资源是公路在建设和运营过程中，沿线范围内可以被利用的可获得经济与社会效益的一切资源统称，包括各类工业固废、建筑固废与工程渣土。公路建设沿线有着丰富的路域物质资源，来源多样，成分复杂，而这部分路域资源若不能被及时消纳利用，占用土地的同时对周边环境造成严重污染。现有的路域物质在公路建设中的应用技术，能够消纳的路域物质的种类单一，添加比例低，难以充分消纳公路建设沿线的多源路域物质。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种基于多源路域物质的胶凝材料及其制备方法与应用。该胶凝材料可替代硅酸盐水泥广泛应用于路基路面和作为不良路基处置用的注浆材料，减少水泥消耗，减少路域物质造成的环境污染。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]第一方面，一种基于多源路域物质的胶凝材料，包括以下重量份的组分：高钙型固废0
‑
60份、高铝型固废0
‑
60份、高硅型固废0
‑
60份、激发剂5份、污染因子固化剂5份，高钙型固废、高铝型固废、高硅型固废三者总量为100份，且其中某一种固废可以为0份。
[0008]所述污染因子固化剂，包括物理吸附型固化剂、化学键合型固化剂中的一种或几种。
[0009]所述物理吸附型固化剂包括坡缕石、腐殖酸钠，硅藻土，海泡石，磷酸氢二铵中的一种或几种。
[0010]所述化学键合型固化剂包括壳聚糖、磷酸钙玻璃、羟基磷灰石、732H型阳离子交换树脂、5A沸石中的一种或几种。
[0011]其中，所述激发剂，为碱性激发剂、酸性激发剂、盐激发剂和有机类激发剂中的其中一种。
[0012]所述高钙型固废，包括建筑固废、高炉矿渣、钢渣、电石渣、脱硫石膏、镁渣中的一种或几种。
[0013]所述高铝型固废，包括粉煤灰、赤泥、铝灰中的一种或几种。
[0014]所述高硅型固废，包括工程弃渣、硅灰、煤矸石、煤气化渣、锰渣、锯泥、黄金尾矿中的一种或几种。
[0015]体系内Na、Si、Al、Ca的摩尔比值始终保持在Na：Al＝0.5
‑
2.25，且Si：Al＝1
‑
4，且Ca：Si＝0
‑
0.8的最佳比值范围，获得较强的性能，能够完全取代水泥。
[0016]所述体系内Na的来源包括：路域物质资源中的钠盐和/或Na2O；激发剂与固化剂中的Na，如C9H8Na2O4、Na2SO3、NaOH等。
[0017]第二方面，一种上述基于多源路域物质的胶凝材料的制备方法，包括以下步骤。
[0018](1)将高钙型固废、高铝型固废、高硅型固废按比例混合后，置于密封容器中进行预处理。
[0019](2)将预处理后的路域物质混合料粉磨至200目，获得混合料。
[0020](3)向混合料中按比例加入激发剂和污染因子固化剂和水，混合均匀，得到固废基公路用胶凝材料。
[0021]其中，所述预处理方式为：在300
‑
600℃的密闭容器中加热40
‑
60min。
[0022]第三方面，一种含有基于多源路域物质的胶凝材料在路基路面中的应用。包括：含有基于多源路域物质的胶凝材料的无机结合料稳定材料在稳定碎石基层中的应用。
[0023]含有基于多源路域物质的胶凝材料的路基稳定材料在路基稳定土中的应用。
[0024]含有基于多源路域物质的胶凝材料的注浆材料在不良路基处置中的应用。
[0025]本专利技术的有益效果为：
[0026](1)本专利技术采用多类路域物质资源，可针对不同工程所在地路域物质资源情况，根据固废活性组分进行灵活科学复配。固废添加比例高，能够大量消耗固废，实现多源固废的高值化利用。
[0027](2)本专利技术应用于路基路面和作为不良路基处置用的注浆材料，路用性能可媲美相同掺量水泥，替代率可达100％，能够完全取消水泥的使用，消除水泥生产带来的环境压力，具有显著的环保效益和经济效益。
[0028](3)本专利技术采用污染因子固化剂提高了As、Pb、Cr、Cd、Zn等重金属元素与碱性组分的固化率，实现路域多源物质污染组分的无害绿色化控制，是一种生态友好型绿色路用胶凝材料。
具体实施方式
[0029]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0030]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0031]第一方面，本专利技术提供了一种基于多源路域物质的胶凝材料，包括以下重量份的组分：高钙型固废0
‑
60份、高铝型固废0
‑
60份、高硅型固废0
‑
60份、激发剂4
‑
6份、污染因子固化剂4
‑
6份；高钙型固废、高铝型固废、高硅型固废三者总量为100份；且其中某一种固废
可以为0份。
[0032]所述污染因子固化剂，包括物理吸附型固化剂、化学键合型固化剂中的一种或几种。
[0033]物理吸附型固化剂包括坡缕石、腐殖酸钠，硅藻土，海泡石，磷酸氢二铵中的一种或几种，其具有很大的比表面积和吸附能力，能够吸附固废中的有毒有害物质，防止次生污染。
[0034]优选地，化学键合型固化剂包括壳聚糖、磷酸钙玻璃、羟基磷灰石、732H型阳离子交换树脂、5A沸石中的一种或几种，其能够通过表面原子或分子发生电子的转移、交换或共有，形成吸附化学键，使固废中的有毒有害重金属在化学键的作用下固定在固化剂上，防止其以可溶性盐的形式产生二次污染。
[0035]其中，激发剂，为碱性激发剂、酸性激发剂、盐激发剂和有机类激发剂中的其中一种。
[0036]所述高钙型固废，其作用是提供地聚物反应所需的钙质组分等，包括建筑固废、高炉矿渣、钢渣、电石渣、脱硫石膏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多源路域物质的胶凝材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：高钙型固废0
‑
60份、高铝型固废0
‑
60份、高硅型固废0
‑
60份、激发剂5份、污染因子固化剂5份；高钙型固废、高铝型固废、高硅型固废三者总量为100份，其中某一种固废可以为0份；所述污染因子固化剂，包括物理吸附型固化剂、化学键合型固化剂中的一种或几种；所述物理吸附型固化剂包括坡缕石、腐殖酸钠，硅藻土，海泡石，磷酸氢二铵中的一种或几种；所述化学键合型固化剂包括壳聚糖、磷酸钙玻璃、羟基磷灰石、732H型阳离子交换树脂、5A沸石中的一种或几种；所述胶凝材料体系内Na、Si、Al、Ca的摩尔比为Na：Al＝0.5
‑
2.25，且Si：Al＝1
‑
4，且Ca：Si＝0
‑
0.8；体系内Na的来源包括：路域物质中的钠盐和/或Na2O；激发剂与固化剂中的Na。2.如权利要求1所述的基于多源路域物质的胶凝材料，其特征在于，体系内Na的来源包括：激发剂与固化剂中的C9H8Na2O4、Na2SO3、NaOH。3.如权利要求1所述的基于多源路域物质的胶凝材料，其特征在于，所述高钙型固废，包括建筑固废、高炉矿渣、钢渣、电石渣、脱硫石膏、镁渣中的一种或几种。4.如权利要求1所述的基于多源路域物质的胶凝材料，其特征在于，所述高铝型固废，包括粉煤灰、赤泥、铝灰中的一种或几种。5.如权利要求1所述的基于多源路域物质的胶凝材料，其特征在于，所述高硅型固废，包括工程弃渣、硅灰、煤矸石、煤气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李召峰，童彧斐，张健，林春金，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：