一种磷石膏公路基层材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磷石膏公路基层材料及其制备方法，由以下重量份的原料组成：浮选磷石膏15～20份，碎石集料80～85份，固化剂5～7份，固化促进剂1～2份，胶粘剂0.4～1份，减水剂0.3～0.6份；所述固化剂由水泥、粉煤灰、生石灰组成；所述固化促进剂由三乙醇胺和水玻璃组成。本发明专利技术在保证对环境无污染的情况下，大幅度提高了对堆存磷石膏的消耗，且提高了公路基层的强度和稳定性。层的强度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种磷石膏公路基层材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于公路施工材料
，具体涉及一种磷石膏公路基层材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国磷资源储量丰富，磷化工产业发展很快，但随之而来的产业副产物磷石膏的处理问题一直未能得到完善的解决。国内外的处理方法以堆存磷石膏为主，既浪费了土地、人力资源，磷石膏中的酸、氟及其他有害成分又会对环境产生不可逆的污染。目前对于消耗磷石膏储量的方法主要有转化碳酸钙、制备农业用肥料、用于水泥及其缓凝剂、生产建筑石膏粉、砌块、自流平等。这些方法对于磷石膏的消耗很低，成本相对高且有对环境污染的风险。近年来，磷石膏在道路建设方面得到了广泛运用，由于道路建设点多、线长、面广，磷石膏消耗量极大。传统方法中磷石膏掺量普遍偏低，例如：将磷石膏与水泥、粉煤灰、石灰等直接研磨、拌合制备无机结合料，再将其与级配碎石混合压制；或者直接将磷石膏作为细集料取代部分级配碎石。这两种方法中磷石膏掺量普遍为5％～10％。由于磷石膏中主要成分为二水硫酸钙，本身微溶于水，遇水则变软，又几乎不与水泥发生反应，并且其中有机质等杂质对基层结构影响较大，使基层强度形成缓慢；磷石膏中可溶性磷、氟及重金属并未进行处理，只是固封在道路基层之中，长期使用过程中会不可避免地对环境造成污染，道路品质难以得到保证。如CN102690098A公开了一种道路路基填料及其制备方法，由石灰、粉煤灰、磷石膏和稳定剂原料制备而成；石灰、粉煤灰和磷石膏中各原料所占重量百分数为：石灰4～15％，粉煤灰30～50％，磷石膏35～60％，各原料所占重量百分数之和为100％；稳定剂为水玻璃或NaAlO2，水玻璃的添加量为石灰、粉煤灰和磷石膏总质量的2～6％，NaAlO2的添加量为石灰、粉煤灰和磷石膏总质量的0.5～2％；其存在早期强度低的问题，其7天和28天无侧限抗压强度仅能达到1.68Mpa和1.91Mpa。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种绿色环保型磷石膏公路基层材料及其制备方法，在保证对环境无污染的情况下，大幅度提高对堆存磷石膏的消耗，且提高公路基层的强度和稳定性。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]本专利技术提供的一种磷石膏公路基层材料，由以下重量份的原料组成：浮选磷石膏15～20份，碎石集料80～85份，固化剂5～7份，固化促进剂1～2份，胶粘剂0.4～1份，减水剂0.3～0.6份；所述固化剂由水泥、粉煤灰、生石灰组成；所述固化促进剂由三乙醇胺和水玻璃组成。
[0006]进一步的，所述浮选磷石膏中二水石膏含量≥90％，有机质含量≤0.5％，总磷含量≤0.69％，可溶性磷含量≤0.07％，总氟含量≤0.11％，可溶性氟含量≤0.03％。
[0007]进一步的，所述碎石集料由0～5mm、5～10mm、10～20mm与20～30mm四种粒级的碎
石按重量比10～15:20～25:15～20:30～40级配而成。
[0008]进一步的，所述固化剂由水泥、粉煤灰、生石灰按重量比2～3:2～3:1复配而成；其制备方法为先将生石灰加水搅拌均匀后焖料18～30h，烘干，再加入水泥、粉煤灰，搅拌均匀，即得。
[0009]进一步的，所述粉煤灰为燃煤电厂锅炉烟道所收集的F类或C类粉煤灰，其硅铝比为1:1.5～2。
[0010]进一步的，所述水泥为普通PO42.5硅酸盐水泥。
[0011]进一步的，所述固化促进剂中，三乙醇胺与水玻璃的质量比为1:9～3:7，所述水玻璃模数为1.2，pH为11～12。
[0012]进一步的，所述胶粘剂为硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570、KH792、DL602中的一种或多种。
[0013]进一步的，所述减水剂为萘系减水剂、多环芳香族减水剂、木质素减水剂、三聚氰胺类减水剂中的一种。
[0014]本专利技术还提供上述磷石膏公路基层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1.将固化促进剂、胶粘剂、减水剂加入4～7份水中，搅拌均匀备用；
[0016]S2.将浮选磷石膏、碎石集料、固化剂混合，搅拌均匀后加入步骤S1的混合物中，继续搅拌混合均匀；
[0017]S3.将步骤S2的混合物料压制成型，即得磷石膏公路基层材料。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0019]本专利技术采用对磷石膏进行低成本浮选处理后的浮选磷石膏，降低了其中可溶性磷、可溶性氟等对环境有害杂质的含量，再加上固化剂与磷、氟作用后会生成磷酸钙、氟化钙，做到了对环境无污染；浮选磷石膏既能代替部分集料，也能参与固化剂中的反应，提高了磷石膏的消耗比例；固化剂在浮选磷石膏表面反应后形成一层保护层，提高了材料的防水性；通过加入固化促进剂、胶粘剂提高了材料的早期强度，可满足甚至高于路用性能要求；主要原料都是工业废弃物，大幅度降低了成本，具有较高的经济效益。
具体实施方式
[0020]以下结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本专利技术。所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。在本专利技术实施例中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品；若未具体指明，所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0021]本专利技术实施例提供的一种磷石膏公路基层材料，由以下重量份的原料组成：浮选磷石膏15～20份，碎石集料80～85份，固化剂5～7份，固化促进剂1～2份，胶粘剂0.4～1份，减水剂0.3～0.6份；固化剂由水泥、粉煤灰、生石灰组成；固化促进剂由三乙醇胺和水玻璃组成。
[0022]在一些实施方式中，浮选磷石膏中二水石膏含量≥90％，有机质含量≤0.5％，总磷含量≤0.69％，可溶性磷含量≤0.07％，总氟含量≤0.11％，可溶性氟含量≤0.03％。
[0023]在一些实施方式中，碎石集料由0～5mm、5～10mm、10～20mm与20～30mm四种粒级的碎石按重量比10～15:20～25:15～20:30～40级配而成。
[0024]在一些实施方式中，固化剂由水泥、粉煤灰、生石灰按重量比2～3:2～3:1复配而成；其制备方法为先将生石灰加水搅拌均匀后焖料18～30h，烘干，再加入水泥、粉煤灰，搅拌均匀，即得。
[0025]在一些实施方式中，粉煤灰为燃煤电厂锅炉烟道所收集的F类或C类粉煤灰，其硅铝比为1:1.5～2。
[0026]在一些实施方式中，水泥为普通PO42.5硅酸盐水泥。
[0027]在一些实施方式中，固化促进剂中，三乙醇胺与水玻璃的质量比为1:9～3:7，水玻璃模数为1.2，pH为11～12。
[0028]在一些实施方式中，胶粘剂为硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570、KH792、DL602中的一种或多种。
[0029]在一些实施方式中，减水剂为萘系减水剂、多环芳香族减水剂、木质素减水剂、三聚氰胺类减水剂中的一种。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷石膏公路基层材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：浮选磷石膏15～20份，碎石集料80～85份，固化剂5～7份，固化促进剂1～2份，胶粘剂0.4～1份，减水剂0.3～0.6份；所述固化剂由水泥、粉煤灰、生石灰组成；所述固化促进剂由三乙醇胺和水玻璃组成。2.根据权利要求1所述的磷石膏公路基层材料，其特征在于，所述浮选磷石膏中二水石膏含量≥90％，有机质含量≤0.5％，总磷含量≤0.69％，可溶性磷含量≤0.07％，总氟含量≤0.11％，可溶性氟含量≤0.03％。3.根据权利要求1所述的磷石膏公路基层材料，其特征在于，所述碎石集料由0～5mm、5～10mm、10～20mm与20～30mm四种粒级的碎石按重量比10～15:20～25:15～20:30～40级配而成。4.根据权利要求1所述的磷石膏公路基层材料，其特征在于，所述固化剂由水泥、粉煤灰、生石灰按重量比2～3:2～3:1复配而成；其制备方法为先将生石灰加水搅拌均匀后焖料18～30h，烘干，再加入水泥、粉煤灰，搅拌均匀，即得。5.根据权利要求4所述的磷石膏公路基层材料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐江来，潘志权，李谋玉，李永海，樊晨阳，
申请(专利权)人：湖北省长江资源循环利用及装备创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：