【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及路基材料，尤其涉及一种利用磷石膏制备的路基混合材料及施工工艺。
技术介绍
1、磷石膏是磷化工企业生产磷酸的主要副产品之一，即湿法磷酸生产过程中产生的工业固体废物，每生产1吨磷酸大约要产生5吨的磷石膏废料。堆积的磷石膏大多露天储存，除了占用大量土地外，有害的磷石膏杂质，包括可溶性磷、可溶性氟、重金属和放射性核素等，还会造成空气、水和土壤污染等环境问题。
2、目前，针对磷石膏的资源化利用主要集中在制备建筑材料、土壤调理剂、农业肥料等方面，但其消纳数量总体占比不高，不能实现磷石膏的大宗处置，而将磷石膏用于制备路基混合材料已成为一种大宗处理磷石膏的技术趋势。但由于磷石膏属于气硬性胶凝材料，呈弱酸性，且含有磷酸盐、氟化物等有害物质，将其直接用作路基混合材料存在成型后力学强度低、水稳性差、有害物质浸出浓度超标等问题，而且以水泥胶结磷石膏的常规方式制备路基混合材料，成型强度改善不明显，不能满足各级道路的选材要求，大大制约了磷石膏的减量化和资源化处置。因此，开发一种利用磷石膏制备的路基混合材料及配套的施工工艺，实现磷石膏的大宗资源化处置具有急迫的现实意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种利用磷石膏制备的路基混合材料及施工工艺，解决大掺量磷石膏路基材料强度低且水稳性差的实际工程应用问题，同时还能够有效避免磷石膏中可溶性氟和磷的溶出对环境的危害，实现了磷石膏的无害化、减量化和资源化处置。
2、本专利技术提供的利用磷石膏制备的路基混合材料，其特征在
3、所述磷石膏含固量不小于90％，ph不小于3，中值粒径为40μm～80μm，-200目颗粒占比40％～70％，-300目颗粒占比25％～50％。
4、所述胶凝材料由以下重量份组成：s95矿粉76％～81％，硫铝酸四钙11％～16％，轻烧氧化镁5％～8％，无水碳酸钠3％～5％。
5、所述疏水剂中kh792硅烷偶联剂、甲基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯的质量比为6:2.5～5:1～2。
6、所述聚丙烯纤维长10mm～12mm，短切束状，密度0.90g/cm3-0.92g/cm3。
7、优选的，所述磷石膏与胶凝材料的干基质量比为19:1～9:1。
8、优选的，所述疏水剂用量为磷石膏干基质量的0.1％～0.5％。
9、优选的，所述聚丙烯纤维用量为磷石膏干基质量的0.5％～0.8％。
10、本专利技术的另一目的是利用磷石膏制备的路基混合材料的施工工艺，包含以下步骤：
11、a.以高速搅拌的方式将疏水剂稀释至10倍～15倍，再用稀释后的疏水剂对路基垫层进行1～3次均匀喷涂处理，稀释后疏水剂的总用量为90g/m2～110g/m2。
12、b.将磷石膏进行高速搅拌，匀速加入定量疏水剂后持续搅拌10min～15min，静置均化0.5h～1h后依次加入聚丙烯纤维、胶凝材料，拌和均匀即为路基混合材料。
13、c.将现场配制的路基混合材料进行摊铺、压实成型，压实度不小于95％，再按照步骤a对成型面进行喷涂处理后保温保湿养护，完成路基混合材料的施工工艺。
14、本专利技术制备的路基混合材料由磷石膏、胶凝材料、疏水剂和聚丙烯纤维组成，其中胶凝材料包括s95矿粉、硫铝酸四钙、轻烧氧化镁和无水碳酸钠，疏水剂包括kh792硅烷偶联剂、甲基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯。s95矿粉中含有大量[sio4]4-四面体和[alo6]9-八面体玻璃体结构，能在碱性成分作用下溶解析出ca2+、al3+和sio44-，进而协同硫铝酸四钙(3cao·3al2o3·caso4)与磷石膏发生水化反应形成低钙硅比水化硅酸钙和钙矾石(3cao·al2o3·3caso4·32h2o)等水化产物。轻烧氧化镁(mgo)和碳酸钠(na2co3)作为碱性成分亦可中和磷石膏中的酸性物质，并与矿粉协同形成水滑石类物质(mg6al2(oh)16co3·4h2o)并促进水化硅酸钙形成，为体系提供强度支撑；kh792硅烷偶联剂的烷氧基会水解生成活泼的硅羟基，此硅羟基会与磷石膏表面的羟基进行缩合反应而形成化学键合，而另一端的氨基则能与甲基三乙氧基硅烷发生水解缩聚，使磷石膏颗粒表面形成甲基疏水层；与此同时，正硅酸乙酯在碱性环境下发生水解和缩合反应，与kh792和甲基三乙氧基硅烷发生交联作用形成一种空间开放的骨架结构，可固结磷石膏，而聚丙烯纤维则能够穿插在上述骨架结构中，并协同胶凝材料的胶结性能，进而增加磷石膏体系的整体性。在上述以整体混掺法利用磷石膏制备路基混合材料的基础上，再配合表面喷涂处理法施工工艺，进一步保证路基混合材料的力学性能和水稳定性。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
16、本专利技术在利用磷石膏制备路基混合材料及施工工艺中，胶凝材料水化形成水化硅酸钙、钙矾石和水滑石等产物，除提供强度外，其层状结构还能对磷石膏中的磷、氟、重金属等杂质产生固化与稳定化作用；疏水剂通过氨基型kh792硅烷偶联剂将磷石膏与有机组分进行联结并形成空间骨架，降低磷石膏的松散性并提高其疏水性，再配合聚丙烯纤维在空间骨架中的穿插连接，进一步提高体系的整体性，进而改善利用磷石膏制备的路基混合材料的耐水性。通过胶凝材料的水化胶结性能和疏水剂的疏水交联功能，以及聚丙烯纤维的填充连接作用，再结合表面喷涂处理法施工工艺，解决了利用磷石膏制备路基混合材料存在的力学强度低且水稳定性差的实际工程应用问题，实现了大宗磷石膏的无害化、减量化和资源化处置，具有较好的环保和经济效益。
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1.一种利用磷石膏制备的路基混合材料及施工工艺，其特征在于，由磷石膏、胶凝材料、疏水剂和聚丙烯纤维组成，其中磷石膏与胶凝材料的干基质量比为19:1～9:1，疏水剂用量为磷石膏干基质量的0.1％～0.5％，聚丙烯纤维用量为磷石膏干基质量的0.5％～0.8％。
2.根据权利要求1所述利用磷石膏制备的路基混合材料，其特征在于，所述磷石膏含固量不小于90％，pH不小于3，中值粒径为40μm～80μm，-200目颗粒占比40％～70％，-300目颗粒占比25％～50％。
3.根据权利要求1所述利用磷石膏制备的路基混合材料，其特征在于，所述胶凝材料由以下重量份组成：S95矿粉76％～81％，硫铝酸四钙11％～16％，轻烧氧化镁5％～8％，无水碳酸钠3％～5％。
4.根据权利要求1所述利用磷石膏制备的路基混合材料，其特征在于，所述疏水剂中KH792硅烷偶联剂、甲基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯的质量比为6:2.5～5:1～2。
5.根据权利要求1所述利用磷石膏制备的路基混合材料，其特征在于，所述聚丙烯纤维长10mm～12mm，短切束状，密度0.90g/
6.一种权利要求1～5任一所述利用磷石膏制备的路基混合材料的施工工艺，其特征在于，包含以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种利用磷石膏制备的路基混合材料及施工工艺，其特征在于，由磷石膏、胶凝材料、疏水剂和聚丙烯纤维组成，其中磷石膏与胶凝材料的干基质量比为19:1～9:1，疏水剂用量为磷石膏干基质量的0.1％～0.5％，聚丙烯纤维用量为磷石膏干基质量的0.5％～0.8％。
2.根据权利要求1所述利用磷石膏制备的路基混合材料，其特征在于，所述磷石膏含固量不小于90％，ph不小于3，中值粒径为40μm～80μm，-200目颗粒占比40％～70％，-300目颗粒占比25％～50％。
3.根据权利要求1所述利用磷石膏制备的路基混合材料，其特征在于，所述胶凝材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：李德高，沈君，马航，程寅，念志伟，宋心彤，黄迪，邹东博，万邦隆，马新蕊，
申请(专利权)人：云南云天化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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