一種用渣土復合煤矸石粉的道路鋪筑材料及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及渣土與煤矸石粉復配制造的道路填筑材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設的進行，舊城改造、道路（地鐵）建設、基坑開 挖等每年產(chǎn)生的渣土數(shù)量非常巨大，且不易降解。往往一個城市的老舊城區(qū)改造、地鐵開挖 等產(chǎn)生的渣土可達到2500萬立方米。我國城市中舊城區(qū)的改造整治產(chǎn)生大量建筑渣土，有 資料表明，拆除Im 2建筑物產(chǎn)生0. 5-lm3建筑渣土，每1萬m2建筑施工過程會產(chǎn)生500-600t 建筑渣土。然而，大部分建筑垃圾未經(jīng)任何處理，就被運往郊外或城市周邊進行簡單填埋或 露天堆存，對環(huán)境保護造成了極大的不利影響。目前，我國包括渣土在內(nèi)的建筑垃圾90%以 上被非法處理，資源化利用率不到5%。建筑垃圾采用堆放和填埋的處理方式對環(huán)境產(chǎn)生了 很大有害影響。
[0003] 與其它城市垃圾相比，渣土具有低毒、無害、可資源化利用等特點，隨著城市建設 的迅猛發(fā)展，天然材料將日益枯竭，如果將渣土通過一定的技術(shù)進行有效再生利用，不僅可 以解決這個矛盾，還能消除垃圾對環(huán)境的危害，實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。中國對渣土循環(huán)利 用的研宄比較晚，目前雖取得了一定初步研宄成果，但仍缺乏較系統(tǒng)的研宄，缺少完善的再 生技術(shù)的標準和規(guī)程。在中國，建設各種道路需要大量的材料，如果能夠?qū)⒃劣糜诘缆饭?程中，則將會產(chǎn)生極大的經(jīng)濟價值。
[0004] 然而，現(xiàn)行技術(shù)標準和規(guī)范中缺少建筑渣土作為筑路填料相關方面的內(nèi)容，在城 市道路建設中建筑渣土利用無標準和規(guī)范可遵循，如何利用城市建筑渣土達到較好的工 程效果仍需要深入細致的研宄。另外，道路鋪筑材料日益嚴格的標準要求等因素，使得渣土 在道路鋪筑材料中的應用受到諸多限制，例如渣土利用率不高，道路鋪筑材料中渣土所占 的比例偏小。
[0005] 煤矸石是在煤礦建設、煤炭開采和加工過程中排放的一種含碳量較低、比煤堅硬 的黑灰色廢棄巖石，是我國排放量最大的工業(yè)廢渣之一，我國煤矸石產(chǎn)品約為原煤產(chǎn)量的 15 % -20 %，導致積存約30億噸，形成約1500座煤矸石山，目前正以年排放量約1. 5億噸的 速度增長，每年新增占地面積約10萬畝，我國煤矸石的利用率不高，遠遠低于國外水平。未 利用的煤矸石的堆放侵占了大量土地和農(nóng)田，對周圍環(huán)境造成了極大的污染。對煤矸石污 染和綜合利用，越來越受到人們的重視。
[0006] 目前對煤矸石的性質(zhì)還缺乏深入系統(tǒng)的研宄，煤矸石的化學成分隨產(chǎn)地變化而有 所不同，化學性能也有差異，而公路與道路建設規(guī)范要求比較高，煤矸石作為陸基填筑材料 的基本性能、各項檢測指標、檢測方法及施工要求都沒有相應的標準依據(jù)，現(xiàn)行規(guī)范及資料 查不到所必須的數(shù)據(jù)和做法，因此其應用受到很大的限制，在公路上、尤其是高速公路上用 作路基材料還沒得到有效推廣。煤矸石在道路工程路基填料的使用中存在著經(jīng)驗性和主觀 性，缺少系統(tǒng)的科學研宄和理論總結(jié)。
[0007] 在另一方面，渣土與其它城市垃圾相比，具有低毒、無害、可資源化利用等特點，隨 著城市建設的迅猛發(fā)展，天然材料將日益枯竭，如果將渣土通過一定的技術(shù)進行有效再生 利用，不僅可以解決這個矛盾，還能消除垃圾對環(huán)境的危害，實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。中國 對渣土循環(huán)利用的研宄比較晚，目前雖取得了一定研宄成果，但仍缺乏較系統(tǒng)的研宄，缺少 完善的再生技術(shù)的標準和規(guī)程。在中國，建設各種道路需要大量的材料，如果能夠?qū)⒃劣?于道路工程中，則將會產(chǎn)生極大的經(jīng)濟價值。
[0008] 同時，渣土的多樣性以及道路填筑材料日益嚴格的標準要求等因素，使得渣土在 道路填筑材料中的應用受到諸多限制，例如渣土利用率不高，道路填筑材料中渣土所占的 比例較小，等等。
[0009] CN1133269A開了一種用于道路工程及其它土建工程的膠凝材料及生產(chǎn)方法，其產(chǎn) 品主要用于要求耐磨、耐腐蝕的工程及抗干縮要求較高、水化熱較低的其它工程，其特征在 于該產(chǎn)品（水泥）是由經(jīng)預消解處理并磁選后的鋼渣與礦渣、粉煤灰、硅酸鹽熟料、含鋁硫 酸鹽及硅酸鹽礦物多種物質(zhì)粉磨混合而成的。
[0010] CN101348343A公開了一種利用建筑垃圾生產(chǎn)的建材及其制備方法，要解決的技術(shù) 問題是使材料配置簡單、降低成本，其采用以下技術(shù)方案：一種利用建筑垃圾生產(chǎn)的建材， 包括的重量比份數(shù)為：建筑垃圾85-97份、生石灰3-15份，所述建筑垃圾包括磚石和混凝 土，所述生石灰中的有效CaO含量多85%。該方法包括以下步驟：（1)對建筑垃圾進行初 選；（2)粉碎原材料，將建筑垃圾原材料粉碎至粒度為大于0至4mm，將CaO含量彡85 %的 生石灰磨至小于100目；（3)原材料配合，將粉碎過的建筑垃圾和生石灰細粉按重量比建筑 垃圾85-97份、生石灰3-15份混和均勻后運至消化倉，停留1-3小時；(4)成型，從消化倉 出來的材料進入攪拌機，加入總干粉用量的5-8%水拌合后，輸送至料倉，在壓磚機上壓制 成各種形狀的型材，使用的壓力為200-1500噸，加壓時間1-3秒鐘；（5)壓蒸養(yǎng)護，在溫度 為190-230°C，壓力為7-10kg的條件下養(yǎng)護6-10小時，即為建材成品。在該專利文獻中，主 要是用于制造成型建材產(chǎn)品，不能夠用作道路填筑材料，例如強度遠遠不夠。
[0011] W02006033561A1公開了一種分離建筑廢棄物的方法。在所述方法中，將粉碎成預 定尺寸的建筑廢棄物加入到沉淀槽的液體中，并根據(jù)比重在槽中將其分離成各種組分，其 中，所述液體具有比回收組分的比重低但比剩余組分的比重高的參考比重，從而僅使要回 收的組分通過沉淀到所述沉淀槽的底部而進行分離。根據(jù)所述方法，可以容易地將包含在 建筑廢棄物中的其它雜質(zhì)與優(yōu)質(zhì)的可重復利用的混凝料分離。具體地，對分離液體的參考 比重進行適當?shù)恼{(diào)整，從而甚至可以容易地將比水重的各種雜質(zhì)（瓦片、紅磚、瀝青混凝 土、水泥漿塊等）與可重復利用的混凝料分離。該文獻主要關注的是建筑垃圾的分選。
[0012] JP2006257681A公開了一種利用建筑垃圾制造礦物材料的方法，該方法能夠有效 減少建筑垃圾在高溫處理時產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化合物的揮發(fā)，其通過將貝殼燃燒并粉碎產(chǎn) 生的多孔性貝殼碎料與所述材料接觸來吸附建筑垃圾高溫處理時產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化合 物，從而使建筑垃圾的再利用更加綠色和安全。該方法成本比較高。
[0013] KR100938212B1公開了一種用于筑路的組合物，該組合物包含10-30重量％樹脂、 22-27重量％環(huán)保集料、22-27重量％再循環(huán)碎片材料、13-18重量填料、1. 5-5重量顏料和 和1. 5-3重量％常見添加劑。該組合物成本含有大量樹脂，成本比較高且不耐老化，另外由 于缺少水泥組分，至少強度嚴重不足。
[0014] 非專利文獻"建筑垃圾再生微粉利用的試驗研宄"，馬純滔等，寧夏工程技術(shù)，第8 卷第1期，2009年3月公開了建筑垃圾再生微粉的制造和使用方法，其中再生微粉的原料是 在混凝土再生骨料破碎、篩分等過程中，不可避免地會產(chǎn)生占再生骨料質(zhì)量10 %左右、粒徑 < 0. 16mm的細粉料，研磨獲得微粉的最大比表面積僅為735. 4m2/kg。
[0015] 需要一種用渣土復合煤矸石粉的道路填筑材料，使