一种粉煤灰基路用岩化剂、制备方法及应用

    专利查询2026-03-02  12


    本发明属于工业固废综合利用和道路工程材料,具体涉及一种粉煤灰基路用岩化剂、制备方法及应用。


    背景技术:

    1、随着国家经济的快速发展,工程建设进度也在逐渐加快。基层土体作为建筑工程的重要组成,其性能对工程质量及进度起到重要作用。目前在公路工程建设领域,对土体进行改良处治的一般做法是在土体中掺入水泥、石灰等固化材料,以提高土体的工程性能。根据多年的工程实践证明,传统改良剂仍然存在许多不足,常因为干缩出现裂缝,导致水分易进入缝隙并破坏土体的内部结构。并且水泥、石灰的生产需要开采大量的黏土、石灰岩等,不仅要消耗大量的能源,造成水土流失与生态失衡,还可加剧自然环境的恶化,严重有悖于国家提倡的生态环境保护理念。因此,现有改良剂存在着易干缩出现裂缝并导致水分易进入缝隙破坏土体的内部结构的缺陷。

    2、粉煤灰是燃煤电厂中磨细煤粉在经燃煤锅炉高温燃烧,并发生一系列物理化学变化后从烟道排出、被收尘器收集下来的以玻璃相为主的细粒灰尘。目前我国粉煤灰年排放已达2亿吨。由于粉煤灰降解能力差,导致大量粉煤灰堆积,占用土地,对环境造成污染。矿渣,又称高炉矿渣,是高炉冶炼生铁产生的副产品,作为高炉炼铁得到的熔融物,对水源、土壤和空气都会产生危害和影响。因此,制备一种满足基层的各项技术指标,又可以充分开拓原材料渠道,以替代水泥、石灰等应用于路基工程,已成为固废综合利用领域重点研究的方向。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是解决现有改良剂存在的干缩性能差、易出现裂缝,进而导致水分进入缝隙破坏土体的内部结构的技术问题,提供一种粉煤灰基路用岩化剂、制备方法及应用。

    2、为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

    3、一种粉煤灰基路用岩化剂,其由下述干质量重量份的原料制成:粉煤灰55~70份、矿渣粉15~20份和激发剂15~25份。

    4、进一步地,所述激发剂为片粉状碱。

    5、一种所述的粉煤灰基路用岩化剂的制备方法,其包括如下步骤:

    6、s1、检测岩化剂各原料的含水率,按照粉煤灰、矿渣和激发剂的干质量配比,计算出各原料的湿重比例,经电子称称量,下漏至传送皮带,一同进入烘干设备中,搅拌烘干制成含水率低于1%的混配料;

    7、s2、将混配料送入粉磨机并掺入助磨剂进行粉磨,将混配料研磨至粒径<100目,制得粉煤灰基路用岩化剂;

    8、s3、将岩化剂装入密封包装袋,在常温下储存。

    9、进一步地,所述步骤s2中助磨剂的掺量为混配料重量的0.05%,粉磨时间为25~30min。

    10、一种所述的粉煤灰基路用岩化剂的应用,其具体步骤为:

    11、s1、按照基层施工用土性质进行室内试验,确定岩化剂最优的掺量参数;

    12、s2、按照确定的岩化剂掺量将所述岩化剂与土混合搅拌;

    13、s3、预反应7天后加水拌合用于现场施工。

    14、本发明的有益效果是:

    15、本发明以解聚和缩聚理论为基础,基于地质成岩原理和地球化学工程学设计方法,即原材料中硅氧键和铝氧键在碱性催化剂作用下断裂后再重组反应过程为基本原理,通过充分激活粉煤灰活性,研发品质优良的路用岩化剂,以全面提升道路使用性能。

    16、本发明的路用岩化剂高效利用粉煤灰、矿渣等工业废弃物,采用固体碱性激发剂,能够消除碱性激发剂对环境的影响;同时能够根据细粒土的性质,通过改变细粒土固有的化学性质,促进其物理结构的改善和力学性能的大幅度提高,达到工程力学强度高、稳定性好的效果;可替代水泥、石灰应用于路基稳定处理,降低生产成本,便于施工,同时适用于路拌法和厂拌法施工,适合大批量生产。

    17、本发明的路用岩化剂具有微膨胀性能,可补偿收缩,防止干缩而造成的开裂;大幅提高基层材料强度,显著增强基层抗疲劳特性和耐久性(抗温干缩、抗冻融、抗冲刷等);减小对砂石集料的依赖性,明显降低工程造价;利用岩化剂的强化效应,与煤矸石、建筑垃圾等固废协同利用生产路面基层混合料,实现以废治废。

    18、在路基稳定处理中,采用粉煤灰基路用岩化剂每代替1万吨水泥、石灰的用量,将减少5200~8000吨co2气体的排放量,节约经济成本30~40万元。同时,可延长路面使用寿命,提高道路交通安全性。

    19、本发明的路用岩化剂解决了现有改良剂存在着易干缩出现裂缝并导致水分易进入缝隙破坏土体的内部结构的技术问题。与背景技术相比,本发明具有节约成本、以废治废、便于施工和路面使用寿命长等优点。



    技术特征:

    1.一种粉煤灰基路用岩化剂,其特征在于,由下述干质量重量份的原料制成:粉煤灰55~70份、矿渣粉15~20份和激发剂15~25份。

    2.根据权利要求1所述的一种粉煤灰基路用岩化剂,其特征在于:所述激发剂为片粉状碱。

    3.一种权利要求1所述的粉煤灰基路用岩化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

    4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述步骤s2中助磨剂的掺量为混配料重量的0.05%,粉磨时间为25~30min。

    5.一种权利要求1所述的粉煤灰基路用岩化剂的应用,其特征在于,具体步骤为:


    技术总结
    本发明涉及一种粉煤灰基路用岩化剂、制备方法及应用。主要解决现有改良剂存在的干缩性能差、易出现裂缝,进而导致水分进入缝隙破坏土体的内部结构的技术问题。本发明采用的技术方案是:一种粉煤灰基路用岩化剂,其由下述干质量重量份的原料制成:粉煤灰55~70份、矿渣粉15~20份和激发剂15~25份。制备方法包括如下步骤:S1、检测岩化剂各原料的含水率,按照粉煤灰、矿渣和激发剂的干质量配比,计算出各原料的湿重比例,经电子称称量,进入烘干设备中,制成含水率低于1%的混配料;S2、将混配料送入粉磨机并掺入助磨剂进行粉磨,将混配料研磨至粒径<100目,制得粉煤灰基路用岩化剂;S3、将岩化剂装入密封包装袋储存。本岩化剂应用于路基土体改良。

    技术研发人员:杨晶,王永锋,牛玺荣,石夏阳,高福龙,宋帅,温志恒
    受保护的技术使用者:山西大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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