使用建筑垃圾和煤矸石制造的道路填筑材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及使用建筑垃圾和煤桿石制造的道路填筑材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 建筑垃圾主要指建設(shè)、施工單位或個人對各類構(gòu)筑物、建筑物等進行建設(shè)、修縷、 拆除及進行房屋裝飾過程中產(chǎn)生的泥±、廢渣、砂漿等各類廢棄物。不同類型的建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn) 生的建筑垃圾的基本組成一致，主要成分包括泥±、散落的砂漿、廢渣，漸青混凝±碎塊、打 粧截斷剩下的鋼筋混凝±粧頭，水泥混凝±、剔鑿產(chǎn)生的磚石，各種廢金屬、木材、各類建材 產(chǎn)品的包裝材料，墻體保溫板，裝修過程產(chǎn)生的廢料和其它廢棄物。
[0003] 煤桿石是在煤礦建設(shè)、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，我國煤桿石產(chǎn)品約為原煤產(chǎn)量的 15 % -20 %，導(dǎo)致積存約30億噸，形成約1500座煤桿石山，目前正W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，我國煤桿石的利用率不高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外水平。未 利用的煤桿石的堆放侵占了大量±地和農(nóng)田，對周圍環(huán)境造成了極大的污染。對煤桿石污 染和綜合利用，越來越受到人們的重視。
[0004] 目前對煤桿石的性質(zhì)還缺乏深入系統(tǒng)的研究，煤桿石的化學(xué)成分隨產(chǎn)地變化而有 所不同，化學(xué)性能也有差異，而公路與道路建設(shè)規(guī)范要求比較高，煤桿石作為陸基填筑材料 的基本性能、各項檢測指標(biāo)、檢測方法及施工要求都沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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。煤桿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(xué)研究和理論總結(jié)。
[0005] 在另一方面，建筑垃圾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(shè)的迅猛發(fā)展，天然材料將日益枯竭，如果將建筑垃圾通過一定的技術(shù)進行 有效再生利用，不僅可W解決該個矛盾，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。中國對建筑垃圾循環(huán)利用的研究比較晚，目前雖取得了一定研究成果，但仍缺乏較系統(tǒng) 的研究，缺少完善的再生技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程。在中國，建設(shè)各種道路需要大量的材料，如果 能夠?qū)⒔ㄖ糜诘缆饭こ讨?，則將會產(chǎn)生極大的經(jīng)濟價值。
[0006] 同時，建筑垃圾的多樣性W及道路填筑材料日益嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求等因素，使得建 筑垃圾在道路填筑材料中的應(yīng)用受到諸多限制，例如建筑垃圾利用率不高，道路填筑材料 中建筑垃圾所占的比例較小，等等。
[0007] CN1133269A開了一種用于道路工程及其它±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(yù)消解處理并磁選后的鋼渣與礦渣、粉煤灰、娃酸鹽熟料、含侶硫 酸鹽及娃酸鹽礦物多種物質(zhì)粉磨混合而成的。
[0008] CN101239804A公開了一種采用建筑垃圾制造建材的方法，其對城市建筑材料依次 進行分煉、磁選、一次破碎和重力分選，將建筑垃圾分離為重物料、輕物料和礦物物料，并將 所述的礦物物料經(jīng)過二次破碎后用于制造建筑材料，所述建筑材料的原料包括：纖維物料 5-10份、礦物物料40-60份、低水水泥20-30份和其他物料0-30份，所述建筑材料的生產(chǎn) 過程為將纖維物料、礦物物料和其他物料混合均勻，再加入低水水泥混合均勻，加水?dāng)埌璩?漿，置入模具中振動成型或加壓成型，自然養(yǎng)護后形成建筑用板材產(chǎn)品。在該專利文獻中， 僅僅利用了建筑垃圾中的礦物物料，建筑垃圾總體利用率低，獲得礦物物料的步驟繁瑣，并 且在建筑材料中礦物物料的比例不高，更為重要的時，該建筑垃圾是用于制備板材產(chǎn)品，而 不是用于制備對強度、耐水性要求較高的道路填筑材料。
[0009] 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W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 ±，所述生石灰中的有效CaO含量>85%。該方法包括W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> 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(xì)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 出來的材料進入攬拌機，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-lOkg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(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
[0010] 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(yù)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W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(fù)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(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而甚至可W容易地將比水重的各種雜質(zhì)（瓦片、紅磚、漸青混凝 ±、水泥漿塊等）與可重復(fù)利用的混凝料分離。該文獻主要關(guān)注的是建筑垃圾的分選。
[0011] 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。
[0012] 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(yán)重不足。
[0013] 非專利文獻"建筑垃圾再生微粉利用的試驗研究"，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 在混凝上再生骨料破碎、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(xì)粉料，研磨獲得微粉的最大比表面積僅為735. 4mVkg。
[0014] 需要一種用建筑垃圾復(fù)合煤桿石的道路填筑材料，使得建筑垃圾和煤桿石的利用 率高，且該道路填筑材料的性能能夠達到目前所用道路填筑材料的性能，進一步地，可W使 道路混凝±具有良好工作性和后期強度，并且可提高混凝±的早期耐磨性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明人經(jīng)過深入研究，提出了一種新的 解決方案，使得道路填筑材料的主要原料為建筑垃圾和煤桿石，并且能夠使建筑垃圾和煤 桿石得到綜合利用、制備的道路填筑材料性能完全可達標(biāo)。本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
[0016] 在一方面，提供了一種道路填筑材料，基于該道路填筑材料的總重量計，其包含 1-15重量％具有活性的微粉，10-30重量％煤桿石，40-60重量％從建筑垃圾中分離得到的 泥±材料，和0. 02-0. 06重量％的激發(fā)劑。
[0017] 所述具有活性的微粉的含量優(yōu)選為5-10重量％，更優(yōu)選8-10重量％。
[0018] 所述煤桿石的含量優(yōu)選為15-30重量％，更優(yōu)選20-25重量％。
[0019] 所述從建筑垃圾中分離得到的泥±材料的含量優(yōu)選為40-55重量％，更優(yōu)選 40-50 重量％。
[0020] 所述激發(fā)劑的含量優(yōu)選為0. 02-0. 06重量％，更優(yōu)選0. 03-0. 05重量％。
[0021] 所述道路填筑材料優(yōu)選不包含水泥、漸青或水泥混凝±。
[0022] 所述具有活性的微粉可W為如下兩種微粉（1)和（2) W 1:5-5:1的重量比例混合 制得的混合物；（1)通過將建筑垃圾中的紅磚、青磚、瓦和/或碎玻璃破碎、研磨至比表面積 為 750-2200mVkg，優(yōu)選 1000-2200mVkg，更優(yōu)選 1500-