專利名稱：再生利用路基工程材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及建筑材料技術領域，具體涉及一種再生利用路基工程材料及其制備方法。
背景技術：
道路工程材料包括路面材料和路基材料兩類。道路工程材料的路面材料主要材料是浙青混凝土，路基材料主要是采用水泥等材料穩(wěn)定碎石的半剛性混凝土。路基材料是需求量極大的材料。道路面積通常占城市面積的15%左右，城市越發(fā)達，道路面積占城市面積越大。據測算，我國每年公路、市政道路建設年需求10-15億噸穩(wěn)定碎石路基材料。 水泥是路基材料主要組成部分，降低水泥的使用量我國工業(yè)節(jié)能減排的主要內容。我國水泥產量年產20億噸，其中30%左右用于道路工程，對于低強度指標要求的路基材料盡量尋求具有膠凝性質的廢渣類粉體材料替代水泥，對水泥業(yè)節(jié)能減排意義巨大。美國廢舊混凝土再生材料50%用于道路鋪設，我國建筑垃圾在道路中應用有極大的發(fā)展?jié)摿?。實踐上，我國有用建筑垃圾鋪設道路的應用，就是把建筑垃圾破碎后摻水泥拌制水泥穩(wěn)定建筑垃圾。該種建筑垃圾道路鋪設應用技術屬于單摻再生材料技術和粗放利用技術范疇，即沒有實現建筑垃圾綜合利用。所謂建筑垃圾綜合利用就是充分發(fā)揮不同建筑垃圾材性作用，以實現物盡其用。廢舊燒結粘土磚磨細后具有火山灰活性，適宜作為水泥基建材摻合料使用，既有利于節(jié)約水泥降低成本，又能改善水泥基建材材料性能。如何以合適的比例制備適用于道路不同基層的材料，充分發(fā)揮不同建筑垃圾材性作用，節(jié)約水泥等基建材料是本領域技術人員需要解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的首要目的就在于克服現有建筑垃圾道路應用技術所存在的不足，從而提供一種再生利用路基工程材料。本發(fā)明的第二個目的在于提供所述再生利用路基工程材料的制備方法。本發(fā)明的一種再生利用路基工程材料，所述再生利用路基工程材料是以雙組份再生粉體作為摻合料制備而成。所述雙組份再生粉體包括活性材料和惰性材料。所述活性材料為粒徑< 80 U m的微集料。所述惰性材料為80 i! m <粒徑彡5000 u m的細集料。所述再生利用路基工程材料包括四種類型，分別為水泥再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料、水泥再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料、石灰再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料和石灰再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料。所述水泥再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料配方為水泥2-4% ;雙組份再生粉體15-21% ;混凝土再生骨料60-65% ;砂料10-20% ;膨脹類外加劑1_2% ;纖維1_2%，其余為水。
所述水泥再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料配方為水泥< 5% ;雙組份再生粉體10-20% ;建筑垃圾混合再生骨料80-85% ;砂料彡2% ;其余為水。所述石灰再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料配方為石灰2-4% ;雙組份再生粉體7-15% ;混凝土再生骨料60-70% ;砂料彡20% ;其余為水。所述石灰再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料配方為石灰< 15% ;雙組份再生粉體5-20% ;建筑垃圾混合再生骨料80-83% ;砂料< 2% ;其余為水。所述混凝土再生骨料是指由建筑垃圾中的廢棄混凝土生產的粒徑> 5mm的再生骨料。所述砂料為再生砂或者天然砂。所述再生砂是指由建筑垃圾生產的粒徑< 5mm的再生細骨料。
所述建筑垃圾混合再生骨料是指由建筑垃圾生產的再生骨料,所述建筑垃圾混合再生骨料包括混雜物和土。所述膨脹類外加劑為硫鋁酸鈣。所述纖維為短切纖維。本發(fā)明的一種再生利用路基工程材料制備方法，包括以下步驟第一步、水泥或石灰與雙組份再生粉體混合攪拌成對應的水泥膠凝混合漿料或者石灰膠凝混合漿料；第二步、所述水泥膠凝混合漿料或者石灰膠凝混合漿料、混凝土再生骨料和砂料攪拌成水泥再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料或石灰再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料；本發(fā)明的另一種再生利用路基工程材料制備方法，包括以下步驟第一步、水泥或石灰與雙組份再生粉體混合攪拌成對應的水泥膠凝混合漿料或者石灰膠凝混合漿料；第二步、所述水泥膠凝混合漿料或者石灰膠凝混合漿料、建筑垃圾混合再生骨料和砂料攪拌成水泥再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料或石灰再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料。本發(fā)明的有益效果在于I)本發(fā)明的再生利用路基工程材料滿足《公路路面基層施工技術規(guī)范》(JTJ034—2000)對道路用材料技術指標的如下要求水泥穩(wěn)定土中碎石或礫石的壓碎值應符合下列要求基層高速公路和一級公路不大于30%二級和二級以下公路不大于35%底基層高速公路和一級公路不大于30%二級和二級以下公路不大于40%石灰穩(wěn)定土中碎石或礫石的壓碎值應符合下列要求基層二級公路不大于30%二級以下公路不大于35%
底基層高速公路和一級公路不大于30%
二級和二級以下公路不大于35%級配碎石或級配碎礫石所用石料的壓碎值應滿足下列規(guī)定基層高速公路和一級公路不大于26%二級公路不大于30%二級以下公路不大于35%底基層高速公路和一級公路不大于30%二級公路不大于35%二級以下公路不大于40%2)本發(fā)明的再生利用路基工程材料性能好，雙組份再生粉體的活性材料部分起到膠凝作用，雙組份再生粉體的惰性材料部分起到填充作用，起到密實水穩(wěn)作用，從而提高水穩(wěn)抗?jié)B性能作用。本發(fā)明的再生利用路基工程材料可以根據施工道路的特殊需要加入膨脹類外加劑和短切纖維，以達到抗裂和抗?jié)B的效果。3)本發(fā)明的再生利用路基工程材料采用雙摻，能夠節(jié)約資源。第一、摻入雙組份再生粉體，該再生粉體具有膠凝性質的廢渣類粉體材料，該再生粉體代替水泥,對水泥業(yè)節(jié)能減排意義巨大。據初步測算，我國年需求10噸水泥穩(wěn)定碎石，大約需要4億噸水泥，采用本發(fā)明的技術方案，可以節(jié)約50%水泥用量，全國推廣可以節(jié)約2億噸水泥。第二、摻入混凝土再生骨料或者建筑垃圾混合再生骨料代替天然材料，可以大量節(jié)約天然石材的開采。4)本發(fā)明能夠降低工程成本，如果某工廠年產100萬噸水穩(wěn)類材料，利用本發(fā)明技術可節(jié)約水泥2萬噸/年，約降低成本600-800萬元。5)本發(fā)明的再生利用路基工程材料適用面廣，適用于道路路基、底基層和基層的使用。
具體實施例方式以下結合具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的一種再生利用路基工程材料，所述再生利用路基工程材料是以雙組份再生粉體作為摻合料制備而成。所述雙組份再生粉體，就是環(huán)境友好粉體材料，是指用建筑垃圾專用磨粉設備研磨生產的粒徑< 5000 u m的再生骨料，該雙組份再生粉體包括活性材料和惰性材料。 所述活性材料為粒徑< 80 U m的微集料。所述惰性材料為80 ii m <粒徑彡5000 U m的細集料。所述混凝土再生骨料是指由建筑垃圾中的廢棄混凝土生產的粒徑> 5mm的再生骨料。所述砂料為再生砂或者天然砂。所述再生砂是指由建筑垃圾生產的粒徑< 5mm的再生細骨料。
所述建筑垃圾混合再生骨料是指由建筑垃圾生產的再生骨料,所述建筑垃圾混合再生骨料包括混雜物和土。所述再生利用路基工程材料包括四種類型，分別為水泥再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料、水泥再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料、石灰再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料和石灰再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料。實施例I、雙組份再牛粉體的制備按照以下步驟制備本發(fā)明的雙組份再生粉體A、通過預處理設備處置建筑垃圾,得到5mm <粒徑< 50mm的物料；具體地，首先將建筑垃圾粗破，采用擠壓破碎設備或沖擊破碎設備等將建筑垃圾粗破碎至粒徑100_左右物料；接著將建筑垃圾中塑料、織物、木頭之類輕質可燃物采用人 工或機械的方式分揀去除；然后采用沖擊破碎設備(反擊破或粗錘破)實現建筑垃圾粗物料中破；同時，由于建筑垃圾中泥土強度較低，在高速旋轉的破碎設備里，通過擊、打、磨、搓等工藝，泥土迅速變成粉末，采用篩分機將不同粒徑的物料分開以作不同方式處置，其中把粒徑< 5_含土量較大的物料剝離，粒徑< 5_含土量較大的物料篩分后直接輸出作為路基材料等使用；回收5mm；^粒徑< 50mm的物料作為下一道工序材料,粒徑> 50mm物料返回中破的破碎設備中再破碎，其中粗破、中破、篩分過程后還包括磁選去除金屬雜質的步驟。B、將步驟A所得物料進一步制粉，得到粒徑< 1000 u m的粉體材料具體地，采用粉磨設備(輥壓機、錘磨機、沖擊磨或立磨等)對建筑垃圾預處理獲得的5_ <粒徑< 50_物料進行研磨，經粉磨后的物料采用收塵設備(氣箱脈沖收集器)收集粒徑< 1000 Ii m的粉體材料,粒徑> 1000 V- m的物料可返回粉磨設備進一步研磨或者單獨收集以作他用。實施例2、水泥再牛粉體穩(wěn)定混凝土再牛骨料的配制按表I所示配方，將各組分按比例重量比(％)混合攪拌均勻，得到水泥再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料。表I
~TT# ~1^2# ~FM ~i~4# ~I~5#
雙組份再生粉體1518211222
混凝土再生粗骨料6060656158
再生砂或者天然砂2014101515
水泥34222
硫鋁酸鈣等膨脹類外加劑 I2III
短切纖維I2III按表I所示的配方，將各組分按比例混合攪拌均勻，作為基層使用，基層厚度20cm，采用路拌法施工，松鋪系數采用I. 25-1. 4，壓路機壓實。
根據《公路土工試驗規(guī)程》(JTG E40-2007)以及《公路路基路面現場測試規(guī)程》(JTJ059-95)對表I配方基層進行測試，結果如表2所示表 權利要求
1.一種再生利用路基工程材料，其特征在于，所述再生利用路基工程材料是以雙組份再生粉體作為摻合料制備而成； 所述雙組份再生粉體包括活性材料和惰性材料； 所述活性材料為粒徑< 80 u m的微集料； 所述惰性材料為80 ii m <粒徑< 5000 u m的細集料。
2.如權利要求I所述的再生利用路基工程材料，其特征在于，所述再生利用路基工程材料包括四種類型，分別為水泥再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料、水泥再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料、石灰再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料和石灰再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料。
3.如權利要求2所述的再生利用路基工程材料，其特征在于，所述水泥再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料配方為水泥2-4% ;雙組份再生粉體15-21% ;混凝土再生骨料60-65% ;砂料10-20% ;膨脹類外加劑1-2% ;纖維1-2%，其余為水； 所述石灰再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料配方為石灰2-4% ;雙組份再生粉體7-15% ;混凝土再生骨料60-70% ;砂料彡20% ;其余為水。
4.如權利要求2所述的再生利用路基工程材料，其特征在于，所述水泥再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料配方為水泥< 5% ;雙組份再生粉體10-20% ;建筑垃圾混合再生骨料80-85% ;砂料< 2% ;其余為水； 所述石灰再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料配方為石灰彡15%;雙組份再生粉體5-20% ;建筑垃圾混合再生骨料80-83% ;砂料彡2% ;其余為水。
5.如權利要求3所述的再生利用路基工程材料，所述混凝土再生骨料是指由建筑垃圾中的廢棄混凝土生產的粒徑> 5_的再生骨料。
6.如權利要求3或4所述的再生利用路基工程材料，其特征在于，所述砂料為再生砂或者天然砂； 所述再生砂是指由建筑垃圾生產的粒徑< 5mm的再生細骨料。
7.如權利要求4所述的再生利用路基工程材料，其特征在于，所述建筑垃圾混合再生骨料是指由建筑垃圾生產的再生骨料，所述建筑垃圾混合再生骨料包括混雜物和土。
8.—種如權利要求I至7任一所述的再生利用路基工程材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步、水泥或石灰與雙組份再生粉體混合攪拌成對應的水泥膠凝混合漿料或者石灰膠凝混合漿料； 第二步、所述水泥膠凝混合漿料或者石灰膠凝混合漿料、混凝土再生骨料和砂料攪拌成水泥再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料或石灰再生粉體穩(wěn)定混凝土再生骨料。
9.一種如權利要求I至7任一所述的再生利用路基工程材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步、水泥或石灰與雙組份再生粉體混合攪拌成對應的水泥膠凝混合漿料或者石灰膠凝混合漿料； 第二步、所述水泥膠凝混合漿料或者石灰膠凝混合漿料、建筑垃圾混合再生骨料和砂料攪拌成水泥再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料或石灰再生粉體穩(wěn)定建筑垃圾混合再生骨料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種涉及建筑材料技術領域的再生利用路基工程材料及其制備方法，所述再生利用路基工程材料是以雙組份再生粉體作為摻合料制備而成。本發(fā)明還公開了所述的再生利用路基工程材料的制備方法。本發(fā)明的再生利用路基工程材料能夠滿足對道路用材料技術指標的要求，性能好，采用雙摻，能夠節(jié)約資源，降低工程成本且適用面廣。
文檔編號C04B28/00GK102731029SQ20121020566
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權日2012年6月20日
發(fā)明者劉瓊, 張平, 楊德志, 王曉波, 陸沈磊 申請人:上海德濱環(huán)保科技有限公司