專利名稱：一種使用拜耳法赤泥生產(chǎn)的道路材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種使用拜耳法赤泥生產(chǎn)的道路 材料。
背景技術(shù)：
赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中排放的固體廢渣，按照氧化鋁生產(chǎn)方法的不同， 分為燒結(jié)法、拜耳法和混聯(lián)法赤泥。據(jù)不完全估計，我國每年排放赤泥一千多 萬噸，赤泥累計堆存量高達數(shù)千萬噸，主要以筑壩濕法堆存為主，其利用率僅
為10%左右，隨著鋁工業(yè)的發(fā)展和鋁礦石品位的降低，赤泥排放量將越來越大，
其所產(chǎn)生的環(huán)境問題已成為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大制約因素。
無論燒結(jié)法赤泥還是拜耳法赤泥，其共同的特性都含堿，由于堿的存在， 導(dǎo)致赤泥的利用難度很大，這是赤泥利用率低的主要原因。但從赤泥的主要組 成不難看出，其具有在道路行業(yè)應(yīng)用的資源潛力。
專利申請200610165797.6， 200510045153.9及文獻赤泥^故道^各基層材料 的試驗研究(齊建召，楊家寬，王梅等.公路交通科技.2005,Vo1.22 (6) :30-33 ), 固化赤泥制備高等級道路材料技術(shù)試驗研究(付毅.有色金 屬，2001,Vol.53(2):10-13),赤泥道路基層材料配制與成型工藝研究(謝源，付 毅，冷杰彬等.礦冶.2002,Vol.ll(l):4-7.)，赤泥高等級路面基層材料的工程應(yīng)用 (楊家寬，陳凡，侯健，中國市政工程,2006,(5):7-9)等論述了用燒結(jié)法赤泥與 粉煤灰、廢石膏、石灰生產(chǎn)道路基層材料的4支術(shù)。未涉及拜耳法赤泥的道路應(yīng) 用問題。
工業(yè)廢渣制備低溫陶瓷復(fù)合材料已有所報道如中國專利文獻公開的200610010688.7 ,200510010946.7 ,200710137584.7 ,03135919.1 ， 200810058211.5等。上述低溫陶瓷復(fù)合材料所采用的膠凝材料是用工業(yè)廢渣為 主要原料經(jīng)過粉磨后與堿及堿金屬的硅酸鹽、硫酸鹽、聚合物乳液、減水劑復(fù) 配而成，其中所涉及到的赤泥是經(jīng)過低溫煅燒活化處理過的。未涉及低溫陶覺
綜合已有的文獻，不難看出，用燒結(jié)法赤泥與粉煤灰、石灰、石膏、水泥、 骨料生產(chǎn)道路基層材料已是公知技術(shù)，用經(jīng)過低溫煅燒處理的赤泥與礦渣、粉 煤灰配合，添加堿激發(fā)材料生產(chǎn)低溫陶瓷復(fù)合材料已是公知技術(shù)。
采用工業(yè)廢渣為主要原料的低溫陶瓷固化劑與未經(jīng)預(yù)處理的拜耳法赤泥
生產(chǎn)道路材料的方法尚未見文獻報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用拜耳法赤泥生產(chǎn)的道路材料，為拜耳法赤 泥在道路工程中的應(yīng)用提供技術(shù)依據(jù)，在資源節(jié)約和環(huán)境保護方面具有積極意 義。
本發(fā)明的所述的一種使用拜耳法赤泥生產(chǎn)的道路材料，包括道路基層、道 路水穩(wěn)層和道路面層，其中，所述道路基層由以下重量百分比的原料制成低 溫陶資固化劑4一25%、赤泥45—96。/。和骨料0—30%，所述道^^水穩(wěn)層由以 下重量百分比的原料制成低溫陶瓷固化劑8—20%,赤泥10—20%和骨料60 —82%，所述道路面層由以下重量百分比的原料制成低溫陶瓷固化劑10— 30%,赤泥2—10%和骨料60—88%;所述赤泥是含水率為10—60%的拜耳法 赤泥；所述骨料包括爐渣、砂、碎石、粉煤灰和粉^砂、土中的一種或幾種；所述 低溫陶瓷固化劑由鋁硅酸鹽廢渣、工業(yè)副產(chǎn)石膏、激發(fā)材料和添加劑經(jīng)混合粉 磨而成的粉體材料，其細(xì)度為0.08mm ,".篩余<10%,所述低溫陶資固化劑由下述重量份數(shù)的原材料制成鋁硅酸鹽廢渣100份，工業(yè)副產(chǎn)石膏20—150份， 激發(fā)材料50—200,減水劑0 ~ 3.0份，絮凝劑0 ~ 5.0份以及緩凝劑0 ~ 5.0份； 其中，所述鋁硅酸鹽廢渣包括金屬冶煉渣、黃磷渣、粉煤灰、煅燒尾礦、煅燒 赤泥和煅燒煤研石中的一種或幾種，所述工業(yè)副產(chǎn)石膏包括煙氣脫硫石膏、磷 石膏、鈥石膏、'氟石膏、檸檬酸石膏、濕法錳渣和鉛鋅渣中的一種或幾種，所 述激發(fā)材料，包括石灰、電石渣和水泥窯灰中的一種或幾種，所述添加劑包 括減水劑、絮凝劑和緩凝劑；所述減水劑為木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、萘 磺酸鹽、腐植酸鈉和聚羧酸的一種或幾種；所述絮凝劑為聚丙烯酰胺、聚合硫 酸鋁、聚合物硫酸鐵、三氯化鐵的一種或幾種；所述緩凝劑為硼砂、磷酸鈉、 氟化鈉、硝酸《丐的 一種或幾種。
括以下步驟
1 )原料處理，包括
拜耳法赤泥處理采用碾壓、破碎、捏合、濕磨處理成為粒度小于5mm 占90%以上的均勻顆粒或漿體，含水率控制在10—60% (相當(dāng)于干物料的質(zhì) 量％);以及
骨料處理將骨料破碎、篩分或自然分級為三級，粒度〈lmm占90。/o以上 的為細(xì)粒級，如粉煤灰和粉砂土，粒度1 —10mm占90%以上為中粒級，如爐 渣、砂和公分碎石，粒度10—50醒占90。/。以上為粗粒級，如碎石，骨料含 水率控制在<15%;
2)混合料制備，包括
道路基層材料制備按照配方計量赤泥、低溫陶資固化劑和細(xì)粒級骨料的 質(zhì)量，強制混合3 5min,調(diào)整水分為16—30% (相當(dāng)于干物料的質(zhì)量％ )，使呈半干性物料，自然陳化2 4h使用；
道路水穩(wěn)層材料制備按照配方計量赤泥、低溫陶乾固化劑和中粒級骨料 的質(zhì)量，強制混合3 5min，調(diào)整水分為15—20% (相當(dāng)于干物料的質(zhì)量％ ), 使呈半干性物料，自然陳化2 4h使用；
道路面層材料制備按照配方計量赤泥、低溫陶瓷固化劑和中、粗粒級骨 料的質(zhì)量，強制混合3 ~ 5min，調(diào)整水分為10—40%(相當(dāng)于干物料的質(zhì)量％ )， 使呈流動態(tài)的物料，需在lh內(nèi)使用完畢；
3)道路施工
道路基層材料施工將攪拌好的道路基層材料拉運到施工現(xiàn)場，攤鋪，碾 壓平整，保養(yǎng)時間不少于3天；
道路水穩(wěn)層材料施工將攪拌好的道路水穩(wěn)層材料拉運到施工現(xiàn)場，攤鋪 在基層材料上，碾壓平整，保養(yǎng)時間不少于3天；
道路面層材料施工將攪拌好的道路面層材料拉運到施工現(xiàn)場，攤鋪在水 穩(wěn)層材料上，振動密實，抹平，保養(yǎng)時間不少于28天。
本發(fā)明有益效果把對環(huán)境有污染的拜耳法赤泥變成了道路材料，節(jié)省了 道路修建過程中大量使用的天然資源，節(jié)省了道路工程成本。


圖1為本發(fā)明具體實施例所述一種配制使用拜耳法赤泥生產(chǎn)的道路材料 的方法的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的具體實施方式
。
實施例1:
一種使用拜耳法赤泥生產(chǎn)的道路材料，包括道路基層、道路水穩(wěn)層和道路面層，其中，所述道路基層由以下重量份數(shù)的原材料制成低溫陶資固化劑4 份、赤泥96份，水30份，所述道路水穩(wěn)層由以下重量份數(shù)的原材料制成低 溫陶乾固化劑8份，赤泥20份，爐渣36份，公分碎石36份，水20份，所述
道路面層由以下重量份數(shù)的原材料制成低溫陶瓷固化劑30份，赤泥2份， 砂、32份，碎石34^分，水4(H分。
如圖l所示，對拜耳法赤泥生產(chǎn)道路材料進行配制
按照配方計量道^各基層各物質(zhì)的量，強制攪拌5min,自然陳化4小時； 把混合料均勻攤鋪，反復(fù)碾壓密實，自然養(yǎng)護3天；
按照配方計量道路水穩(wěn)層各物質(zhì)的量，強制攪拌3min,自然陳化2小時； 把混合料均勻攤鋪到已經(jīng)養(yǎng)護3天的基層上，4難鋪均勻，反復(fù)碾壓密實，自然 養(yǎng)護3天；
按照配方計量道路面層各物質(zhì)的量，強制攪拌4min;把混合料均勻攤鋪 到已經(jīng)養(yǎng)護3天的水穩(wěn)層上，振動充填密實，表面抹平，保濕自然養(yǎng)護28天。
按照上述配比與方法制得的道路材料，其性能如下道路基層7天無側(cè)限 抗壓強度1.3MPa，水穩(wěn)層7天無側(cè)限抗壓強度8.9MPa,面層28天抗壓強度 36.8Mpa。
實施例2:
一種使用拜耳法赤泥生產(chǎn)的道路材料，包括道路基層、道路水穩(wěn)層和道路 面層，其中，所述道路基層由以下重量份數(shù)的原材料制成低溫陶資固化劑 25份、赤泥45份，粉砂土 30份，水16份；所述道路水穩(wěn)層由以下重量份數(shù) 的原材料制成低溫陶瓷固化劑20份，赤泥20份，公分碎石60份，水15 份；所述生產(chǎn)道路面層由以下重量份數(shù)的原材料制成低溫陶乾固化劑10份， 赤泥10份，砂、30份，石卒石50份，水10份。如圖1所示，對拜耳法赤泥生產(chǎn)道路材料進行配制
按照配方計量道3各基層各物質(zhì)的量，強制攪拌3min,自然陳化2小時； 把混合料均勻攤鋪，反復(fù)碾壓密實，自然養(yǎng)護7天；
按照配方計量道路水穩(wěn)層各物質(zhì)的量，強制攪拌5min,自然陳化4小時； 把混合料均勻攤鋪到已經(jīng)養(yǎng)護7天的基層上，攤鋪均勻，反復(fù)碾壓密實，自然 養(yǎng)護7天；
按照配方計量道路面層各物質(zhì)的量，強制攪拌3min;把混合料均勻攤鋪 到已經(jīng)養(yǎng)護7天的水穩(wěn)層上，振動充填密實，表面抹平，保濕自然養(yǎng)護28天。
按照上述配比與方法制得的道路材料，其性能如下道路基層7天無側(cè)限 抗壓強度2.5MPa，水穩(wěn)層7天無側(cè)限抗壓強度12.3MPa,面層28天抗壓強度 32.8Mpa。
實施例3:
一種使用拜耳法赤泥生產(chǎn)的道路材料，包括道路基層、道路水穩(wěn)層和道路 面層，其中，所述道路基層由以下重量份數(shù)的原材料制成低溫陶資固化劑8 份、赤泥62份，粉煤灰30份，水25份；所述道路水穩(wěn)層由以下重量份數(shù)的 原材料制成低溫陶瓷固化劑14份，赤泥15份，砂71份，水17份；所述生 產(chǎn)道路面層由以下重量份數(shù)的原材料制成低溫陶資固化劑20份，赤泥6份， 砂26 4分，石卒石48 ^分，水25份。
按照上述配比與方法制得的道路材料，其性能如下道路基層7天無側(cè)限 抗壓強度1.4MPa，水穩(wěn)層7天無側(cè)限抗壓強度10.5MPa,面層28天抗壓強度 42,6MPa。
權(quán)利要求
1、一種使用拜耳法赤泥生產(chǎn)的道路材料，包括道路基層、道路水穩(wěn)層和道路面層，其特征在于所述道路基層由以下重量百分比的原料制成低溫陶瓷固化劑4-25％、赤泥45-96％和骨料0-30％，所述道路水穩(wěn)層由以下重量百分比的原料制成低溫陶瓷固化劑8-20％，赤泥10-20％和骨料60-82％，所述道路面層由以下重量百分比的原料制成低溫陶瓷固化劑10-30％，赤泥2-10％和骨料60-88％；其中，所述赤泥是含水率為10-60％的拜耳法赤泥；所述骨料包括爐渣、砂、碎石、粉煤灰和粉砂土中的一種或幾種；所述低溫陶瓷固化劑由鋁硅酸鹽廢渣、工業(yè)副產(chǎn)石膏、激發(fā)材料和添加劑經(jīng)混合粉磨而成的粉體材料，其細(xì)度為0.08mm， id="icf0001" file="A2009101628760002C1.tif" wi="4" he="5" top= "114" left = "107" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>篩余＜10％。
2、 如權(quán)利要求1所述的使用拜耳法赤泥生產(chǎn)的道路材料，其特征在于所述低溫陶瓷固化劑由下述重量份數(shù)的原材料制成鋁硅酸鹽廢渣100份、工業(yè)副產(chǎn)石膏20—150份、激發(fā)材料50—200、減水劑0 3.0份、絮凝劑0 ~ 5.0份以及緩凝劑0~5.0份，其中所述鋁硅酸鹽廢渣包括金屬冶煉渣、黃磷渣、粉煤灰、煅燒尾礦、煅燒赤泥和煅燒煤石f石中的一種或幾種，所述工業(yè)副產(chǎn)石膏包括煙氣脫硫石膏、磷石膏、鈦石膏、氟石膏、檸檬酸石膏、濕法錳渣和鉛鋅渣中的一種或幾種，所述激發(fā)材料包括石灰、電石渣和水泥窯灰中的一種或幾種，所述添加劑包括減水劑、絮凝劑和緩凝劑。
3、 如權(quán)利要求2所述的使用拜耳法赤泥生產(chǎn)的道路材料，其特征在于所述減水劑為木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、萘磺酸鹽、腐植酸鈉和聚羧酸的一種或幾種；所述絮凝劑為聚丙烯酰胺、聚合硫酸鋁、聚合物硫酸鐵、三氯化鐵的一種或幾種；所述緩凝劑為硼砂、磷酸鈉、氟化鈉、硝酸4丐的一種或幾種。
4、 一種配制權(quán)利要求1-3任一項所述的使用拜耳法赤泥生產(chǎn)的道路材料的方法，其特征在于，包括以下步驟1)原料處理，包括拜耳法赤泥處理采用碾壓、破碎、捏合、濕磨處理成為粒度小于5mm占90%以上的均勻顆粒或漿體，含水率控制在10—60 /。；以及骨料處理將骨料破碎、篩分或自然分級為三級，粒度〈lmm占90。/。以上的為細(xì)粒級，粒度1 —10mm占90%以上為中粒級，粒度10—50mm占卯％以上為粗粒級，骨料含水率控制在<15%;2)混合料制備，包括道路基層材料制備按照配方計量赤泥、低溫陶覺固化劑和細(xì)粒級骨料的質(zhì)量，強制混合3 5min，調(diào)整水分為16—30%,使呈半干性物料，自然陳化2 - 4 h使用；道路水穩(wěn)層材料制備按照配方計量赤泥、低溫陶瓷固化劑和中粒級骨料的質(zhì)量，強制混合3 5min,調(diào)整水分為15—20%，使呈半干性物料，自然陳化2 ~ 4h使用；道路面層材料制備按照配方計量赤泥、低溫陶資固化劑和中、粗粒級骨料的質(zhì)量，強制混合3-5min，調(diào)整水分為10—40%,使呈流動態(tài)的物料，需在lh內(nèi)使用完畢；3)道路施工，包括道路基層材料施工將攪拌好的道路基層材料^立運到施工現(xiàn)場，4難鋪，碾壓平整，保養(yǎng)時間不少于3天；道路水穩(wěn)層材料施工將攪拌好的道路水穩(wěn)層材料拉運到施工現(xiàn)場，攤鋪在基層材料上，碾壓平整，保養(yǎng)時間不少于3天；道路面層材料施工將攪拌好的道路面層材料拉運到施工現(xiàn)場，攤鋪在水穩(wěn)層材料上，振動密實，抹平，保養(yǎng)時間不少于28天。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使用拜耳法赤泥生產(chǎn)的道路材料，包括道路基層、道路水穩(wěn)層和道路面層，其中所述道路基層由以下重量百分比的原料制成低溫陶瓷固化劑4-25％、赤泥45-96％和骨料0-30％，所述道路水穩(wěn)層由以下重量百分比的原料制成低溫陶瓷固化劑8-20％，赤泥10-20％和骨料60-82％，所述道路面層由以下重量百分比的原料制成低溫陶瓷固化劑10-30％，赤泥2-10％和骨料60-88％。本發(fā)明的有益效果把對環(huán)境有污染的拜耳法赤泥變成了道路材料，節(jié)省了道路修建過程中大量使用的天然資源，節(jié)省了道路工程成本。
文檔編號E01C7/00GK101671986SQ20091016287
公開日2010年3月17日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者夏舉佩, 張召述, 蘇俊哲, 陳惠康, 馬海平, 馬秀麟 申請人:山西鑫秀工礦廢渣利用有限公司;昆明理工大學(xué)