CN104761216B - 一种用建筑垃圾复合电炉渣的道路铺筑材料及其制备方法 - Google Patents
一种用建筑垃圾复合电炉渣的道路铺筑材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104761216B CN104761216B CN201410550365.1A CN201410550365A CN104761216B CN 104761216 B CN104761216 B CN 104761216B CN 201410550365 A CN201410550365 A CN 201410550365A CN 104761216 B CN104761216 B CN 104761216B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weight
- building waste
- electroslag
- road
- exciting agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 108
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims abstract description 33
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 33
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 28
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 26
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 23
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 22
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 22
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 21
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 21
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 17
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 16
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 15
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 12
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 12
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 10
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 7
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical group C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 6
- 229960000913 crospovidone Drugs 0.000 claims description 6
- 229920000523 polyvinylpolypyrrolidone Polymers 0.000 claims description 6
- 235000013809 polyvinylpolypyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 3
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910020489 SiO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 claims description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims 2
- 150000004040 pyrrolidinones Chemical class 0.000 claims 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 20
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 20
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 9
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 8
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 8
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 5
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 3
- 238000005213 imbibition Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 3
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 3
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 108090000608 Phosphoric Monoester Hydrolases Proteins 0.000 description 2
- 102000004160 Phosphoric Monoester Hydrolases Human genes 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 239000004067 bulking agent Substances 0.000 description 2
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- OBSZRRSYVTXPNB-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus Chemical compound P12P3P1P32 OBSZRRSYVTXPNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 2
- WROUWQQRXUBECT-UHFFFAOYSA-N 2-ethylacrylic acid Chemical compound CCC(=C)C(O)=O WROUWQQRXUBECT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229920010126 Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) Polymers 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000012662 bulk polymerization Methods 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010430 carbonatite Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229940030341 copper arsenate Drugs 0.000 description 1
- 238000009867 copper metallurgy Methods 0.000 description 1
- RKYSWCFUYJGIQA-UHFFFAOYSA-H copper(ii) arsenate Chemical compound [Cu+2].[Cu+2].[Cu+2].[O-][As]([O-])([O-])=O.[O-][As]([O-])([O-])=O RKYSWCFUYJGIQA-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003467 diminishing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006353 environmental stress Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 239000011396 hydraulic cement Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 108010059345 keratinase Proteins 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001795 light effect Effects 0.000 description 1
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000006210 lotion Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004643 material aging Methods 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000010420 shell particle Substances 0.000 description 1
- 229910052604 silicate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007934 α,β-unsaturated carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了用建筑垃圾复合电炉渣制得的道路铺筑材料及其制备方法，基于该道路铺筑材料的总重量计，包含2‑18重量％由磷渣制得的具有活性的微粉，25‑40重量％电炉渣，40‑60重量％从建筑垃圾中分离得到的泥土材料，和0.02‑0.06重量％激发剂。本发明的道路铺筑材料在满足道路指标要求的同时，使建筑垃圾得到充分利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种用建筑垃圾复合电炉渣的道路铺筑材料及其制备方法。
背景技术
建筑垃圾主要指建设、施工单位或个人对各类构筑物、建筑物等进行建设、修缮、拆除及进行房屋装饰过程中产生的泥土、废渣、砂浆等各类废弃物。不同类型的建筑结构产生的建筑垃圾的基本组成一致，主要成分包括泥土、散落的砂浆、废渣，沥青混凝土碎块、打桩截断剩下的钢筋混凝土桩头，水泥混凝土、剔凿产生的砖石，各种废金属、木材、各类建材产品的包装材料，墙体保温板，装修过程产生的废料和其它废弃物。
电炉渣是采用电炉冶炼金属的过程中排出的固体废物，主要成分是钙、铁、铜、硅、镁、铝、锰、磷等氧化物。常见的有炼钢电炉渣和炼铜电炉渣。电炉渣的主要利用途径是在冶炼公司内部自行循环使用，可回炉作为冶炼原料，也可用于公路路基、铁路路基，以及用于生产水泥原料、改良土壤等。今年来，随着电路钢产量的增加，电炉渣的排放量也相应增加，如果电炉渣没有得到综合利用，则不仅占用越来越多的土地，还会对环境造成污染，因此电炉渣的综合利用对实现钢铁工业的可持续发展具有重要意义。
在另一方面，建筑垃圾与其它城市垃圾相比，具有低毒、无害、可资源化利用等特点，随着城市建设的迅猛发展，天然材料将日益枯竭，如果将建筑垃圾通过一定的技术进行有效再生利用，不仅可以解决这个矛盾，还能消除垃圾对环境的危害，实现经济的可持续发展。中国对建筑垃圾循环利用的研究比较晚，目前虽取得了一定研究成果，但仍缺乏较***的研究，缺少完善的再生技术的标准和规程。在中国，建设各种道路需要大量的材料，如果能够将建筑垃圾用于道路工程中，则将会产生极大的经济价值。
同时，建筑垃圾的多样性以及道路铺筑材料日益严格的标准要求等因素，使得建筑垃圾在道路铺筑材料中的应用受到诸多限制，例如建筑垃圾利用率不高，道路铺筑材料中建筑垃圾所占的比例较小，等等。
CN101343852A公开了一种利用废钢渣填筑公路路基的方法，其步骤是：(1)采用废钢渣填筑路基；(2)需控制钢渣填筑路基的填筑速率，保证路基的稳定性；(3)钢渣填筑路堤应采用振动压路机分层碾压，碾压时钢渣应处于最佳含水量范围内，采用试验路段试验的方法确定合适的碾压机具，采用最大干密度和最佳含水量作为钢渣填筑路基的压实度计算标准；(4)钢渣路堤的横断面设计，包括路堤高度、路堤边坡坡率、填筑层厚，顶封层、底封层、夹层，护坡及排水***。本发明方法易行，操作方便，减少了钢渣的堆放场地和环境污染，变废为宝，促进了环境保护，解决了公路工程填料不足问题，成本低，其填筑出的路基的质量可以满足高等级公路路基的施工要求。
CN1133269A开了一种用于道路工程及其它土建工程的胶凝材料及生产方法，其产品主要用于要求耐磨、耐腐蚀的工程及抗干缩要求较高、水化热较低的其它工程，其特征在于该产品(水泥)是由经预消解处理并磁选后的钢渣与矿渣、粉煤灰、硅酸盐熟料、含铝硫酸盐及硅酸盐矿物多种物质粉磨混合而成的。
CN101239804A公开了一种采用建筑垃圾制造建材的方法，其对城市建筑材料依次进行分拣、磁选、一次破碎和重力分选，将建筑垃圾分离为重物料、轻物料和矿物物料，并将所述的矿物物料经过二次破碎后用于制造建筑材料，所述建筑材料的原料包括：纤维物料5-10份、矿物物料40-60份、低水水泥20-30份和其他物料0-30份，所述建筑材料的生产过程为将纤维物料、矿物物料和其他物料混合均匀，再加入低水水泥混合均匀，加水搅拌成浆，置入模具中振动成型或加压成型，自然养护后形成建筑用板材产品。在该专利文献中，仅仅利用了建筑垃圾中的矿物物料，建筑垃圾总体利用率低，获得矿物物料的步骤繁琐，并且在建筑材料中矿物物料的比例不高，更为重要的时，该建筑垃圾是用于制备板材产品，而不是用于制备对强度、耐水性要求较高的道路铺筑材料。
CN101348343A公开了一种利用建筑垃圾生产的建材及其制备方法，要解决的技术问题是使材料配置简单、降低成本，其采用以下技术方案：一种利用建筑垃圾生产的建材，包括的重量比份数为：建筑垃圾85-97份、生石灰3-15份，所述建筑垃圾包括砖石和混凝土，所述生石灰中的有效CaO含量≥85％。该方法包括以下步骤：(1)对建筑垃圾进行初选；(2)粉碎原材料，将建筑垃圾原材料粉碎至粒度为大于0至4mm，将CaO含量≥85％的生石灰磨至小于100目；(3)原材料配合，将粉碎过的建筑垃圾和生石灰细粉按重量比建筑垃圾85-97份、生石灰3-15份混和均匀后运至消化仓，停留1-3小时；(4)成型，从消化仓出来的材料进入搅拌机，加入总干粉用量的5-8％水拌合后，输送至料仓，在压砖机上压制成各种形状的型材，使用的压力为200-1500吨，加压时间1-3秒钟；(5)压蒸养护，在温度为190-230℃，压力为7-10kg的条件下养护6-10小时，即为建材成品。在该专利文献中，主要是用于制造成型建材产品，不能够用作道路铺筑材料，例如强度远远不够。
WO2006033561A1公开了一种分离建筑废弃物的方法。在所述方法中，将粉碎成预定尺寸的建筑废弃物加入到沉淀槽的液体中，并根据比重在槽中将其分离成各种组分，其中，所述液体具有比回收组分的比重低但比剩余组分的比重高的参考比重，从而仅使要回收的组分通过沉淀到所述沉淀槽的底部而进行分离。根据所述方法，可以容易地将包含在建筑废弃物中的其它杂质与优质的可重复利用的混凝料分离。具体地，对分离液体的参考比重进行适当的调整，从而甚至可以容易地将比水重的各种杂质(瓦片、红砖、沥青混凝土、水泥浆块等)与可重复利用的混凝料分离。该文献主要关注的是建筑垃圾的分选。
JP2006257681A公开了一种利用建筑垃圾制造矿物材料的方法，该方法能够有效减少建筑垃圾在高温处理时产生的挥发性有机化合物的挥发，其通过将贝壳燃烧并粉碎产生的多孔性贝壳碎料与所述材料接触来吸附建筑垃圾高温处理时产生的挥发性有机化合物，从而使建筑垃圾的再利用更加绿色和安全。该方法成本比较高。
KR100938212B1公开了一种用于筑路的组合物，该组合物包含20-40重量％树脂、22-27重量％环保集料、22-27重量％再循环碎片材料、13-18重量填料、1.5-5重量颜料和和1.5-3重量％常见添加剂。该组合物成本含有大量树脂，成本比较高且不耐老化，另外由于缺少水泥组分，至少强度严重不足。
非专利文献“建筑垃圾再生微粉利用的试验研究”，马纯滔等，宁夏工程技术，第8卷第1期，2009年3月公开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、筛分等过程中，不可避免地会产生占再生骨料质量10％左右、粒径<0.16mm的细粉料，研磨获得微粉的最大比表面积仅为735.4m2/kg。
需要一种用建筑垃圾复合电炉渣的道路铺筑材料，使得建筑垃圾和电炉渣的利用率高且该道路铺筑材料的性能能够达到目前所用道路铺筑材料的性能。
发明内容
为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明人经过深入研究，提出了新的解决方案，使得道路铺筑材料的主要原料为建筑垃圾和电炉渣，并且能够使建筑垃圾和电炉渣得到综合利用、制备的道路铺筑材料性能完全可达标。本发明提供了如下技术方案：
在一方面，提供了一种道路铺筑材料，基于该道路铺筑材料的总重量计，其包含2-18重量％由磷渣制得的具有活性的微粉，25-40重量％电炉渣，40-60重量％从建筑垃圾中分离得到的泥土材料，和0.02-0.06重量％激发剂。
所述由磷渣制得的具有活性的微粉的含量优选为8-15重量％，更优选为10-12重量％。
所述电炉渣的含量优选为20-30重量％，更优选20-25重量％。
所述从建筑垃圾中分离得到的泥土材料的含量优选为40-55重量％，更优选40-50重量％。
所述激发剂的含量优选为0.02-0.06重量％，更优选0.03-0.05重量％。
所述道路铺筑材料优选不包含水泥、沥青或水泥混凝土。
所述具有活性的微粉可以通过将磷渣粉碎、研磨获得。所述磷渣可以是在用电炉法制取黄磷时，所得到的以硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷得到的磷渣。
所述具有活性的微粉的比表面积可以为650-2000m2/kg，优选1000-2000m2/kg，更优选1500-1800m2/kg。
所述泥土材料可以是从建筑垃圾中分离出来的土及土类杂质。
在本发明的道路铺筑材料中，激发剂可以为复合生物固化剂，也可以为碱类激发剂和/或盐类激发剂，或者为它们的组合。
本发明的电炉渣优选为经过处理的电炉渣，其中游离氧化钙的含量低于1重量％。所述处理过程可以为如下：
(1)使电炉渣熔渣落下，向落下的熔渣中注射高压气体，将熔渣分离为细小微滴，所述高压气体为用氮气、氩气和/或氦气，然后用周围的空气将细小微滴淬火，电炉渣的质量流量/注射高压气体的质量流量(g/s)的比率为0.6-1.2，冷却后的电炉渣的平均尺寸在1mm-4mm；
(2)将电炉渣研磨，直至比表面积大于1500m2/kg；和
(3)将研磨后的电炉渣在500-1000℃的温度下煅烧6-36，优选12-24小时，然后在自然条件下冷却至室温。
进一步优选地，将所述步骤(3)得到的煅烧后的电炉渣在含硅盐和/或含铝盐的水溶液中浸泡5天以上，优选10天以上，所述含硅盐或含铝盐的溶液可以是(NH4)2SiO3或NH4[Al(OH)4]的20-50重量％的水溶液。本发明人发现，其中NH4 +的存在可以增强电炉渣对Si和Al的吸收，从而进一步增强电炉渣的活性指数。
另外，在本发明中，通过研磨，可以使无定形的电炉渣转变为大部分呈结晶态，晶相主要是斜硅钙石和镁氧化物，从而可以显著降低游离CaO含量，从而降低电炉渣的不安定性。本发明人出乎意料地发现，通过使用所述经处理的电炉渣，可以使使用电炉渣铺筑的道路的寿命提高30-50％。
在现有的以建筑垃圾为原料的再生微粉制备中，其采用的原料基本上均是废混凝土制备骨料中产生的细颗粒物质，并且制备的微粉难以获得较大的比表面积。更需要指出的是，在现有的以建筑垃圾为原料的再生微粉制备中，为了使制得的建筑或道路铺筑材料满足要求，仅仅用再生微粉替代混凝土材料中部分水泥，而不能完全替代水泥。
本发明人出人意料的发现，通过将磷渣进行破碎、研磨，可以获得高表面积的性能非常优异的微粉，其在被本发明的激发剂激发后在某些性能方面超过了水泥，使得能够完全替代道路铺筑材料中通常所用的水泥，且同时能够达到道路铺筑所要求的性能指标。推测其原因，可能是因为建筑垃圾中的混凝土与磷渣相比，吸水性较大、强度较低、脆性较大，这些特点导致由再生废混凝土制备的微粉难以完全替代道路铺筑材料中的水泥。相比之下，磷渣粉用作道路铺筑材料在反应时，化学组成中的SiO2和Al2O3等活性组分与激发剂中的组分例如氢氧化钙反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙或水化硫铝酸钙等产物，从而形成水泥石强度。
本发明人还发现，具有活性的微粉的比表面积只有在650-2000m2/kg的范围内才能够有效发挥水泥的替代作用，使道路铺筑材料获得所需的抗压强度。当微粉的比表面积小于650m2/kg时，则该微粉的潜在活性不够，例如使道路的抗压强度、抗裂性能不足。而当比表面积大于2000m2/kg时，则性能提高不再显著并且制备成本增加。相比之下，当使用废弃混凝土进行微粉的研磨时，由于其吸水性大，易于导致潮湿，并且由于成分复杂，包含一定比例难以研磨的砂粒，即使通过研磨也难以获得500m2/kg以上的比表面积，再加之所述吸水性大、强度低等特点，导致在道路铺筑材料中仅仅能够替代有限部分的水泥。本发明中磷渣的研磨可以在研磨介质存在下进行，所述研磨介质优选为硅酸锆球和钇稳定氧化锆球的以4:1～6:1(重量比)的混合介质。
是在用电炉法制取黄磷时，所得到的以硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷，即为粒化电炉磷渣，简称磷渣，这些都为本发明微粉的制备提供了充足的来源。
关于建筑垃圾组分，从旧建筑物拆除垃圾的组分来看，混凝土所占比例高达50％以上，其次是泥土(约10％)、石块和碎石(约10％)等；从新建建筑物施工垃圾的组分来看，泥土比例约30％以上，其次是石块和碎石(约25％)、混凝土(约20％)等。这些为本发明道路铺筑材料中泥土材料提供了充足来源。
在本发明的道路铺筑材料中，激发剂可以为复合生物固化剂，也可以为碱类激发剂和/或盐类激发剂，或者可以为它们的组合，例如复合生物固化剂与碱类激发剂和/或盐类激发剂的重量比可以为(1～2):(3～5)。
所述复合生物固化剂优选为坚土酶、角蛋白酶和磷酸酶以(10～15):(1～2):(1～2)重量比的混合物。
通过所述3种酶的特定组合，可以使它们之间发挥相互促进作用，例如磷酸酶的使用可以增强坚土酶的水稳定性。在本发明中，当使用所述复合生物固化剂的道路铺筑材料用作基层材料时，特别有利有土类材料的稳定性，使得能够显著提高无侧限抗压强度、抗弯拉性能、抗压及抗弯拉模量，尤其能够使无侧限抗压强度相对于不添加所述复合生物固化剂或者使用单一生物激发剂(例如坚土酶)的道路铺筑材料，如在作为底基层材料时，能够提高至少约17％，这种协同效果是本领域技术人员根据现有知识所预料不到的。本发明的复合生物固化剂还可以增加铺筑材料的稳定性，延长了道路的寿命，并且能够对长期存在基层中，能够长期保持固化效果。
在本发明的道路铺筑材料中，关于所述碱类激发剂和/或盐类激发剂，优选为碱类激发剂和盐类激发剂的组合，即复合激发剂。碱激发主要是增加浆体的OH-浓度.提高液相碱度，使液相的pH值保持大约12左右，这有利于钙矾石的形成和C3S、C2S水化速度的提高，从而激发了道路铺筑材料中微粉的活性。
本发明人还发现，通过单一的碱激发剂可能难以使道路铺筑材料达到最理想要求，激发剂与其它材料的匹配性较差，且道路铺筑材料的稳定性不理想。本发明人经过大量研究和试验，寻求复合激发剂与所述微粉和泥土类原料的最佳匹配关系，最终发现通常还优选加入一定量的盐类激发剂。
所述复合激发剂为碱类激发剂A和盐类激发剂B的组合物，激发剂A与B的重量比为2:1-6:1；碱类激发剂A为基于碱类激发剂A的总重量计20-30重量％Ca(OH)2、10-20重量％NaOH、20-40重量％Na2CO3和20-30重量％Na2SiO3·9H2O的混合物；盐类激发剂B为基于盐类激发剂B的总重量计20-40重量％Na2SO4、20-30重量％CaSO4·2H2O、10-20重量％CaCl2和20-30重量％CaSO4的混合物。
该道路铺筑材料还可以包含1-5重量％来自建筑垃圾的改性和增强的木材纤维材料，其中所述改性和增强的木材纤维材料通过如下方法制得：
(1)将建筑垃圾中的废木材短切成最大直径为0.5-2cm的片段材料；
(2)将短切的片段材料置于搅拌罐内，加入表面改性剂的水溶液，搅匀，片段材料与表面改性剂的质量比为200:1-500:1，所述表面改性剂为聚乙烯聚吡咯烷酮，溶液中聚乙烯聚吡咯烷酮的浓度为20-30重量％；
(3)向表面改性后的片段材料中加入聚乙烯粉末、聚丙烯粉末或其混合物，混合均匀，使片段材料的表面附着聚乙烯粉末、聚丙烯粉末或其混合物，所述片段材料与聚乙烯、聚丙烯或其混合物的质量比为10:1-100:1；
(4)将步骤(3)得到的混合料在110℃-220℃，优选120℃-180℃，更优选130-170℃的条件下热处理30-60分钟，冷却至室温后得到改性和增强的木材纤维材料。
所述木材片段材料与聚乙烯粉末、聚丙烯粉末或其混合物的合适质量比，使得在热处理后，热熔的聚乙烯和/或聚丙烯恰好能够基本上完全包覆木材片段的表面，如果所述聚合物材料用量较少，则不能够完全覆盖木材片段的表面，使木材片段材料在作为路基材料使用过程中易于降解例如腐烂，而如果所述聚合物材料用量过大，则在成本方面不是有效的，并且使木材本身的性能例如韧性和一定强度难以发挥出来。
如前文所述，在目前的建筑垃圾回收利用中，建筑垃圾中的废旧木材没有得到有效利用，例如装修垃圾中包含相当比例的木材类建筑垃圾，都没有得到充分利用，往往是被焚烧掉，不仅没有有效利用其价值，还造成严重环境污染。针对该问题，本发明人经过研究发现，通过按照上述方法对木材进行改性和增强，可以特别有利地将其用作道路的水稳层、基层等中。以前的普遍认识是，木材易于腐烂，特别是在有水存在着的环境中，难以用在道路铺筑材料中，更难以用在水稳层中。在本发明中，通过对其进行改性和增强处理，使其具有足够的耐水性，同时即使其在道路铺筑中用在水稳层、基层等中，也不会由于光的作用而导致改性材料老化。
所述聚乙烯、聚丙烯或其混合物优选来自垃圾中的废塑料。优选聚乙烯，更优选线性低密度聚乙烯(LLDPE)。本领域已知，垃圾例如建筑垃圾中的废塑料(如各种废塑料瓶)主要是线性低密度聚乙烯(LLDPE)，其具有强度高、韧性好、刚性强、耐热、耐寒、化学稳定性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂、耐撕裂强度等性能，并且可耐酸、碱、有机溶剂等。本发明人经过深入研究发现，所述这些性能与路基材料中所要求的材料性能非常吻合，因此优选使用来自垃圾中的废塑料的聚乙烯对木材纤维材料进行增强。通过本发明方法获得的木材纤维材料不仅进一步增强了木材纤维本身的韧性，还提供了高强度、高刚性、高耐热、高耐寒、高化学稳定性这样的所需性能。将建筑垃圾中的聚乙烯材质的废塑料粉碎成粉末即可用在所述方法中。
与此形成鲜明对比的是，一直以来，即使对废木材进行再利用，也通常是对木材进行防腐处理，然而这需要使用防腐剂，防腐剂通常是铬酸盐、硼酸盐、砷酸铜等盐，如果用在道路铺筑材料的，会造成非常严重的环境污染，例如土壤污染。
此外，在本发明的木材纤维改性过程中，针对木材的表面物理和化学结构，从大量其它领域中使用的界面增容剂中筛选出聚乙烯聚吡咯烷酮作为界面增容剂，聚乙烯聚吡咯烷酮具有极性的侧基和疏水的主链，可以分别与木材和聚乙烯(或聚丙烯)接触，起到降低界面张力的增容作用，这种高分子增容剂的使用，避免了增容剂在使用过程中的迁移，有利于发挥出稳定的增容效果，同时有利于确保复合材料的性能稳定性。将聚乙烯聚吡咯烷酮配制成溶液，优选含水溶液使用，方法简便，不使用有机溶剂，进而还具有很好的环保性。
本发明还涉及上述道路铺筑材料的制备方法，该方法包括将2-18重量％由磷渣制得的具有活性的微粉，25-40重量％电炉渣，40-60重量％从建筑垃圾中分离得到的泥土材料，和0.02-0.06重量％激发剂混合，充分搅拌至均匀。
优选地，所述方法包括以下步骤：
将2-18重量％由磷渣制得的具有活性的微粉，25-40重量％电炉渣，40-60重量％从建筑垃圾中分离得到的泥土材料，和0.02-0.06重量％激发剂，以及可选的1-5重量％来自建筑垃圾的改性和增强的木材纤维材料和可选的0.01-2重量％的外加剂混合均匀，其混合顺序如下：
(1)将2-18重量％由磷渣制得的具有活性的微粉、25-40重量％电炉渣和0.02-0.06重量％激发剂混合，充分搅拌至均匀；
(2)任选将步骤(1)得到的混合物与可选的1-5重量％来自建筑垃圾的改性和增强的木材纤维材料和0.01-2重量％的外加剂混合；和
(3)将步骤(2)得到的混合物与40-60重量％从建筑垃圾中分离得到的泥土材料混合，充分搅拌至均匀。
本发明人发现，与现有技术中常见的同时加料和混合的方法相比，激发剂更能够激发微粉的活性，其原因主要在于，如果在初始混合步骤中将比例非常低的激发剂与比例非常大的泥土材料混合，则容易被泥土材料包裹，从而使其难以和微粉材料接触；另外，电炉渣一般粒度较细且致密，可以在初始步骤中与活性微粉和激发剂混合。
在一个优选实施方案中，建筑垃圾分拣步骤过程中分拣出的木材可以作为改性和增强的木材纤维材料的原料，由所述木材制备改性和增强的木材纤维材料的方法包括以下步骤：
(1)将建筑垃圾中的废木材短切成最大直径为0.5-2cm的片段材料；
(2)将短切的片段材料置于搅拌罐内，加入表面改性剂的水溶液，搅匀，片段材料与表面改性剂的质量比为200:1-500:1，所述表面改性剂为聚乙烯聚吡咯烷酮，溶液中聚乙烯聚吡咯烷酮的浓度为20-30重量％；
(3)向表面改性后的片段材料中加入聚乙烯粉末、聚丙烯粉末或其混合物，混合均匀，使片段材料的表面附着聚乙烯粉末、聚丙烯粉末或其混合物，所述片段材料与聚乙烯、聚丙烯或其混合物的质量比为10:1-100:1；
(4)将步骤(3)得到的混合料在110℃-220℃，优选120℃-180℃，更优选130-170℃的条件下热处理30-60分钟，冷却至室温后得到改性和增强的木材纤维材料。
当然，本领域技术人员可以意识到的是，如果建筑垃圾中的木材、废塑料得到的聚乙烯粉末的量不能够满足配料的需求，也任选可以从其它废物处理领域获取。
在另一个优选实施方案中，本发明的道路铺筑材料中还可以包含0.01-5重量％，优选0.05-2重量％的混凝土外加剂。
本发明的混凝土外加剂优选包含或者是通过使如下单体(I)和单体(II)共聚获得的共聚物：
(I)
其中R1为C1-C6的烷基，例如乙基，R2为C2-C6的烷氧基，例如乙氧基，n为2-10的整数；和
(II)α,β-不饱和羧酸或其盐；
其中单体(I)和(II)的重量比为50-95:5-50，所述共聚物的重均分子量为500-2000。
在所述结构中，重复乙氧基单元的存在进一步增强了铺筑混凝土的减水性能。
最优选地，所述α,β-不饱和羧酸具有如下化学结构式：
发现通过在苯环对位用F取代，可以进一步增强共聚物的减水性能，从而可以在道路铺筑材料中加入低至0.01重量％的所述外加剂就可以实现所需减水性能。
本发明的这种具有优异减水性能的外加剂聚合物或其类似物尚未有报导。
聚合方法可以采用本领域常规的聚合方法来进行，例如本体聚合、溶液聚合、乳液聚合法或悬浮聚合。
本发明人经过研究发现，通过加入这样的外加剂，可以提供优异的减水性能，防止道路铺筑材料的流动性随着时间降低，非常有利于在道路铺筑中进行施工，并且使得能够有效避免水泥的使用，道路强度高。
具体实施方式
通过以下具体实施例和对比例，进一步描述本发明，但是实施例仅用于说明，并不能限制本发明的范围。
在本发明中，各项性能测试可以参照下列标准进行：1、GB/T 1346《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》；2、GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》；3、混凝土减水剂质量标准和试验方法JGJ 56-84；4、GB 8076-2008；5、JTGE51-2009公路无机结合料稳定材料试验规程；和6、交通部颁发的《公路路面基层施工技术规范》。
实施例1
制备3吨重的道路铺筑材料，基于该道路铺筑材料的总重量计，其包含约15重量％由磷渣制得的具有活性的微粉，约24.95重量％电炉渣，约60重量％从建筑垃圾中分离得到的泥土材料，和约0.05重量％激发剂。其中，所述具有活性的微粉通过在颚式粉碎机和研磨机中将磷渣破碎、研磨获得；获得的微粉的比表面积为1700m2/kg，所述泥土材料是从建筑垃圾中分离出来的土，主要是工程施工产生的泥土；所述电炉渣为上海五洋厂生产的电炉钢渣；激发剂为碱类激发剂A和盐类激发剂B的组合物，激发剂A与B的重量比为5:1；碱类激发剂A为基于碱类激发剂A的总重量计30重量％Ca(OH)2、10重量％NaOH、30重量％Na2CO3和30重量％Na2SiO3·9H2O的混合物；盐类激发剂B为基于盐类激发剂B的总重量计30重量％Na2SO4、25重量％CaSO4·2H2O、15重量％CaCl2和30重量％CaSO4的混合物。在所述道路铺筑材料制备过程中，先将激发剂与微粉在搅拌器中充分混合，再与泥土材料混合。按照标准公路设计规范，将所述材料作为公路基层进行铺筑，测试其7d抗压强度。经测量，其7d抗压强度为3.56MPa，完全符合高速公路对基层的7d抗压强度为3～4Mpa的要求。
对比例1
按照与实施例1相同的操作程序制备3吨重的道路铺筑材料，其与实施例1的不同之处仅在于所述微粉用等重量的比表面积为约500m2/kg的建筑垃圾混凝土破碎、研磨获得的微粉替代。按照标准公路设计规范，将所述材料作为公路基层进行铺筑，测试其7d抗压强度。按照与实施例1相同的测量方法，测得7d抗压强度为1.96MPa，不符合高速公路对基层的7d抗压强度为3～4Mpa的要求，也不符合一级公路对交通基层材料的要求。
对比例2
按照与实施例1相同的操作程序制备3吨重的道路铺筑材料，其与实施例1的不同之处仅在于微粉的比表面积为450m2/kg。按照标准公路设计规范，将所述材料作为公路基层进行铺筑，测试其7d抗压强度。按照与实施例1相同的测量方法，测得7d抗压强度为2.79MPa，不符合高速公路对基层的7d抗压强度为3～4Mpa的要求，但是符合普通公路例如一级公路对交通基层材料的要求。
对比例3
按照与实施例1相同的操作程序制备3吨重的道路铺筑材料，其与实施例1的不同之处仅在于不使用盐类激发剂B，其用等重量的碱类激发剂A替代。按照标准公路设计规范，将所述材料作为公路基层进行铺筑，测试其7d抗压强度。按照与实施例1相同的测量方法，测得7d抗压强度为3.02MPa，仅仅勉强符合高速公路对基层的7d抗压强度为3～4Mpa的要求。
实施例2
改性和增强的木材纤维材料的制备
(1)将建筑垃圾中的废木材短切成最大直径为0.5-2cm不等的片段材料；
(2)将短切的片段材料置于搅拌罐内，加入25重量％的聚乙烯聚吡咯烷酮水溶液，用搅拌器搅拌均匀，片段材料与表面改性剂的质量比为300:1；
(3)向表面改性后的片段材料中加入聚乙烯粉末，充分混合，使其均匀，使片段材料的表面附着聚乙烯粉末，所述片段材料与聚乙烯的质量比为80:1；
(4)将步骤(3)得到的混合料在135℃的条件下热处理45分钟，冷却至室温后得到改性和增强的木材纤维材料。
实施例3
按照与实施例1相同的操作程序制备3吨重的道路铺筑材料，其与实施例1的不同之处仅在于在实施例1的道路铺筑材料的基础上加入为实施例1的道路铺筑材料总重量的3重量％的实施例2制得的改性和增强的木材纤维材料。按照标准公路设计规范，将所述材料作为公路基层进行铺筑，测试其7d抗压强度。按照与实施例1相同的测量方法，测得7d抗压强度为3.97MPa，符合高速公路对基层的7d抗压强度为3～4Mpa的要求，并且强度比实施例1的道路铺筑材料提高约11％。
实施例4：外加剂的制备
单体(I)的化学结构式为：
其中R1为乙基，R2乙氧基，n为5，该单体可以通过将聚乙二醇和乙基丙烯酸按照常规酯化方法进行酯化、然后将酯化产物与乙氧基氯按照常规消除反应制得，或者可以直接商购自Sigma-Aldrich公司；
单体(II)的化学结构式为：
该单体可商购自上海化学试剂公司；
采用乳液聚合法，向500mL带有机械搅拌装置的圆底烧瓶中加入80g单体(I)和10g单体(II)以及200mL去离子水，搅拌下通氮气，然后加入0.1g过硫酸铵作为引发剂，升温至聚合温度，聚合温度为80℃，保持反应4小时，结束反应后回收聚合产物，经测量所得共聚物的重均分子量为约1500。
实施例5：
按照与实施例1相同的操作程序制备3吨重的道路铺筑材料R’，其与实施例1的不同之处仅在于在实施例1的道路铺筑材料的基础上加入为该道路铺筑材料总重量的0.2重量％的实施例4制得的外加剂。按照标准公路设计规范，将所述材料作为公路基层进行铺筑，测试减水性和减水剂收缩率比。
对比例4：
按照与实施例1相同的操作程序制备3吨重的道路铺筑材料R”，其与实施例1的不同之处仅在于在实施例1的道路铺筑材料的基础上加入为该道路铺筑材料总重量的0.3重量％的市售TH-928聚羧酸系高性能减水剂。TH-928聚羧酸系高性能减水剂是目前所认为性能较好的减水剂。按照标准公路设计规范，将所述材料作为公路基层进行铺筑，测试减水性和减水剂收缩率比。
表1：不同外加剂的性能对比
与常规减水剂相比，本发明的减水剂使减水性提高8％，并且收率率降低14％，这反映在用量非常大的道路铺筑材料中，能够减少水的用量、大大提高道路铺筑材料的强度，通过所述减水性能的增强，可以获得高强道路铺筑材料，避免水泥的使用。同时，所述减水剂的优异性能可以延长道路铺筑材料的寿命可多达一倍以上，从而极大地延长道路的使用寿命。
实施例6
按照与实施例1相同的操作程序制备3吨重的道路铺筑材料，其与实施例1的不同之处仅在于电炉渣按如下方法进行了活化处理：将电炉渣熔渣高压吹气后获得的经淬火的细小颗粒在研磨机中研磨至比表面积为约1800m2/kg，然后将研磨后的电炉渣在600℃的温度下煅烧12小时，然后在自然条件下冷却至室温。按照标准公路设计规范，将所述材料作为公路基层进行铺筑，测试其7d抗压强度。按照与实施例1相同的测量方法，测得7d抗压强度为4.02MPa，完全符合高速公路对基层的7d抗压强度为3～4Mpa的要求，甚至高于其标准。这比实施例1中道路铺筑材料的7d抗压强度提高约12％之多。
最后应说明的是，显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (1)
1.一种道路铺筑材料的制备方法，该方法包括以下步骤：将10-18重量％由磷渣制得的具有活性的微粉，25-30重量％电炉渣，50-60重量％从建筑垃圾中分离得到的泥土材料，0.03-0.05重量％激发剂，1-5重量％来自建筑垃圾的改性和增强的木材纤维材料，和0.05-2重量％的混凝土外加剂混合均匀，其混合顺序如下：
(1)将10-18重量％由磷渣制得的具有活性的微粉、25-30重量％电炉渣和0.03-0.05重量％激发剂混合，充分搅拌至均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合物与1-5重量％来自建筑垃圾的改性和增强的木材纤维材料和0.05-2重量％的外加剂混合；和
(3)将步骤(2)得到的混合物与50-60重量％从建筑垃圾中分离得到的泥土材料混合，充分搅拌至均匀；所述电炉渣为经过处理的电炉渣，其中游离氧化钙的含量低于1重量％，所述处理过程如下：
(1)使电炉渣熔渣落下，向落下的熔渣中注射高压气体，将熔渣分离为细小微滴，所述高压气体为用氮气、氩气和/或氦气，然后用周围的空气将细小微滴淬火，电炉渣的质量流量/注射高压气体的质量流量(g/s)的比率为0.6-1.2，冷却后的电炉渣的平均尺寸在1mm-4mm；
(2)将电炉渣研磨，直至比表面积大于1500m2/kg；和
(3)将研磨后的电炉渣在500-1000℃的温度下煅烧6-36小时，然后在自然条件下冷却至室温；
(4)将所述步骤(3)得到的煅烧后的电炉渣在含硅盐和/或含铝盐的水溶液中浸泡5天以上，所述含硅盐或含铝盐的溶液是(NH4)2SiO3和NH4[Al(OH)4]二者的总计20-50重量％的水溶液；
其中该道路铺筑材料不包含水泥、沥青或水泥混凝土；
其中所述具有活性的微粉通过将磷渣粉碎、研磨获得；
其中所述具有活性的微粉的比表面积为1500-1800m2/kg；
所述泥土材料是从建筑垃圾中分离出来的土及土类杂质；
磷渣的研磨在研磨介质存在下进行，所述研磨介质为硅酸锆球和钇稳定氧化锆球的以4∶1～6∶1重量比的混合介质；
在道路铺筑材料中，激发剂为复合激发剂，
所述复合激发剂为碱类激发剂A和盐类激发剂B的组合物，激发剂A与B的重量比为2∶1-6∶1；碱类激发剂A为基于碱类激发剂A的总重量计20-30重量％Ca(OH)2、10-20重量％NaOH、20-40重量％Na2CO3和20-30重量％Na2SiO3·9H2O的混合物；盐类激发剂B为基于盐类激发剂B的总重量计20-40重量％Na2SO4、20-30重量％CaSO4·2H2O、10-20重量％CaCl2和20-30重量％CaSO4的混合物；
所述道路铺筑材料还包含1-5重量％来自建筑垃圾的改性和增强的木材纤维材料，其中所述改性和增强的木材纤维材料通过如下方法制得：
(1)将建筑垃圾中的废木材短切成最大直径为0.5-2cm的片段材料；
(2)将短切的片段材料置于搅拌罐内，加入表面改性剂的水溶液，搅匀，片段材料与表面改性剂的质量比为200∶1-500∶1，所述表面改性剂为聚乙烯聚吡咯烷酮，溶液中聚乙烯聚吡咯烷酮的浓度为20-30重量％；
(3)向表面改性后的片段材料中加入聚乙烯粉末、聚丙烯粉末或其混合物，混合均匀，使片段材料的表面附着聚乙烯粉末、聚丙烯粉末或其混合物，所述片段材料与聚乙烯、聚丙烯或其混合物的质量比为10∶1-100∶1；
(4)将步骤(3)得到的混合料在130-170℃的条件下热处理30-60分钟，冷却至室温后得到改性和增强的木材纤维材料；
所述道路铺筑材料中还包含0.05-2重量％的混凝土外加剂；
混凝土外加剂是通过使如下单体(I)和单体(II)共聚获得的共聚物：
(I)
其中R1为C1-C6的烷基，R2为C2-C6的烷氧基，n为2-10的整数；和
(II)α，β-不饱和羧酸或其盐；
其中单体(I)和(II)的重量比为50-95∶5-50，所述共聚物的重均分子量为500-2000；在所述结构中，重复乙氧基单元的存在进一步增强了铺筑混凝土的减水性能；
所述α，β-不饱和羧酸具有如下化学结构式：
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410550365.1A CN104761216B (zh) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | 一种用建筑垃圾复合电炉渣的道路铺筑材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410550365.1A CN104761216B (zh) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | 一种用建筑垃圾复合电炉渣的道路铺筑材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104761216A CN104761216A (zh) | 2015-07-08 |
| CN104761216B true CN104761216B (zh) | 2018-08-14 |
Family
ID=53643378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410550365.1A Expired - Fee Related CN104761216B (zh) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | 一种用建筑垃圾复合电炉渣的道路铺筑材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104761216B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106746809A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-05-31 | 贵州贵鑫科技环保建材有限公司 | 一种复合矿粉及其制备方法 |
| CN106746771A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-05-31 | 贵州贵鑫科技环保建材有限公司 | 一种磷渣粉及其制备方法和应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104086131A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-10-08 | 衣大明 | 将建筑垃圾与石灰石粉复合制得的道路铺筑材料及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090193849A1 (en) * | 2006-06-14 | 2009-08-06 | Ecomaister Co., Ltd. | Method for stabilizing slag and novel materials produced thereby |
-
2014
- 2014-10-17 CN CN201410550365.1A patent/CN104761216B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104086131A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-10-08 | 衣大明 | 将建筑垃圾与石灰石粉复合制得的道路铺筑材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 碱激发废渣制备道路胶凝材料的力学性能试验研究;殷志峰 等;《中国水泥》;20091231(第3期);60-62 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104761216A (zh) | 2015-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104119043B (zh) | 一种用建筑垃圾为主要原料的道路铺筑材料及其制备方法 | |
| CN104086131B (zh) | 将建筑垃圾与石灰石粉复合制得的道路铺筑材料及其制备方法 | |
| CN104402369B (zh) | 将渣土与粉煤灰复合制造的道路填筑材料及其制备方法 | |
| CN104402370B (zh) | 用渣土和电炉渣制造的道路填筑材料及其制备方法 | |
| CN107265937A (zh) | 用于超高性能混凝土的地质聚合物复合材料 | |
| KR101795570B1 (ko) | 실리콘 망간 슬래그를 사용한 친환경 도로 긴급 보수재 및 이를 이용한 보수공법 | |
| CN105837096B (zh) | 一种混凝土生产工艺 | |
| CN105801029B (zh) | 一种混凝土新生产方法 | |
| CN104355574B (zh) | 用建筑垃圾和粉煤灰制造的道路铺筑材料及其制造方法 | |
| CN114702294B (zh) | 一种固废基超缓凝胶凝材料及其制备方法和应用 | |
| CN109809774A (zh) | 一种混杂纤维矿渣代砂混凝土及其制备方法 | |
| JP4665259B2 (ja) | 建設汚泥の有効利用方法 | |
| CN111056808A (zh) | 一种用于重载路面的全粒度钢渣路面基层材料 | |
| CN104671720B (zh) | 使用建筑垃圾和煤矸石制造的道路填筑材料及其制备方法 | |
| CN113754331A (zh) | 一种赤泥基胶凝材料及其制备方法和应用 | |
| CN104402371B (zh) | 一种用建筑垃圾复合铁尾矿的道路铺筑材料及其制备方法 | |
| CN112062507A (zh) | 一种包含再生废砖细骨料的混凝土 | |
| CN100364918C (zh) | 无机再生混凝土混合料及其制备方法 | |
| CN104692770A (zh) | 用建筑垃圾复合钢渣制得的道路铺筑材料及其制备方法 | |
| CN104692771B (zh) | 用建筑垃圾复合淤泥制得的道路铺筑材料及其制备方法 | |
| CN104278610B (zh) | 一种以渣土为主要原料的道路铺筑材料及其制备方法 | |
| CN104761216B (zh) | 一种用建筑垃圾复合电炉渣的道路铺筑材料及其制备方法 | |
| CN1332905C (zh) | 一种利用废混凝土生产蒸压硅酸盐制品的方法 | |
| CN104278609B (zh) | 通过将渣土与钢渣复合制备的道路铺筑材料及其方法 | |
| CN104773977B (zh) | 一种用渣土复合煤矸石粉的道路铺筑材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180814 |