寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料及其制备方法与流程

本发明涉及寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料及其制备方法，属于路基材料。

背景技术：

1、随着国家对可持续发展的绿色建筑行业要求不断提高，再生水泥稳定材料的应用前景广阔。在寒冷地区，水泥稳定碎石基层在冻融环境下服役达到设计使用年限从而报废拆除，产生的废弃骨料往往只是简单填埋处理，这不仅消耗了人力、物力，并且占用了大量土地资源，造成环境的污染。

2、废弃红砖骨料是一种常见的建筑拆除垃圾，其具有强度低、吸水率高、压碎值大的特点。合理地将废弃红砖骨料应用于水泥稳定材料中，一定程度上能够提升水稳材料的压实度，并且提高传力路径的可靠性。

3、粉煤灰是一种燃烧过程中产生的工业固体废弃物，具有细腻的粉末状态和多孔结构。粉煤灰可以通过填充细孔来改善水泥稳定材料的致密性和抗压强度，作为一种廉价的原料，将其取代一定量的水泥掺入水泥稳定材料中可以降低生产成本，促进废弃物的再利用，符合可持续发展理念。

4、橡胶粉是废弃轮胎、操场跑道等处理和回收过程中的产物，在自然界中无法快速降解，将废弃橡胶粉通过碱性溶液改性引入水泥稳定材料中，既解决了橡胶粉的处置问题，又能改善水泥稳定材料的开裂问题，有利提高水泥稳定材料长期的耐久性能。

5、使用再生砖混粗骨料代替部分天然粗骨料，并且使用粉煤灰代替部分水泥，将改性后的废弃橡胶粉引入制备而成的水泥稳定材料，其不仅具备良好的抗冻性能，而且节约了资源，有利于环境的保护，因此，有必要研究寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料，来应对现有技术的不足，以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题，本发明提出了寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料及其制备方法，该水泥稳定材料抗冻性能良好，且在经历5次冻融循环后残留抗压强度比大于70％，满足重冻区对无机混合料残留抗压强度比的要求；将其破碎得到的再生砖混粗骨料可以再次应用于水泥稳定材料，一定程度上解决了寒冷地区废弃水泥稳定材料不能循环使用的问题，同时，本发明使用了废弃红砖骨料、粉煤灰、橡胶粉等废弃材料，促进了废弃物的再利用，符合可持续发展理念。

2、本发明的技术解决方案是这样实现的：寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料，下包括以重量份的各组分：天然粗骨料24-49份、再生砖混粗骨料24-49份、再生砖混细骨料24-30份、水泥3.5-4.5份、粉煤灰0.5-1.5份、改性橡胶粉0.2份和水9.1-11.6份。

3、优选的，所述天然粗骨料为gb/t14685-2022规定的ⅱ类天然粗骨料或ⅲ类天然粗骨料，粒径为4.75-31.5mm。

4、优选的，所述再生砖混粗骨料为gb/t25177-2010规定的ⅱ类再生粗骨料或ⅲ类再生粗骨料，粒径为4.75-31.5mm。

5、优选的，所述再生砖混细骨料为gb/t25176-2010规定的ⅱ类再生细骨料或ⅲ类再生细骨料，细度模数为2.3-2.5。

6、优选的，所述天然粗骨料、再生砖混粗骨料、再生砖混细骨料混合后的合成级配满足：

7、通过筛孔尺寸为31.5mm的百分率为100％、通过筛孔尺寸为19mm的百分率为68-86％、通过筛孔尺寸为9.5mm的百分率为35-58％、通过筛孔尺寸为4.75mm的百分率为22-32％、通过筛孔尺寸为2.36mm的百分率为16-28％、通过筛孔尺寸为0.6mm的百分率为8-15％、通过筛孔尺寸为0.075mm的百分率为0-3％。

8、优选的，所述水泥为p·42.5级普通硅酸盐水泥。

9、优选的，所述再生砖混粗骨料中废弃红砖骨料的占比为20％。

10、优选的，所述再生砖混细骨料中废弃红砖骨料的占比为20％。

11、寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料的制备方法，包括以下步骤：

12、步骤一：将天然粗骨料、再生砖混粗骨料、再生砖混细骨料按重量计量后，均匀搅拌混合；

13、步骤二：加入45-55％水，均匀搅拌混合；

14、步骤三：将水泥、粉煤灰按重量计量后加入，均匀搅拌混合；

15、步骤四：加入剩余水，均匀搅拌混合，得到混合料；

16、步骤五：在混合料中加入橡胶粉，均匀搅拌混合，得到可在寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料。

17、优选的，所述步骤一中，搅拌时间为60-90s；

18、所述步骤二中，搅拌时间为60-90s；

19、所述步骤三中，搅拌时间为30-60s；

20、所述步骤四中，搅拌时间为120-150s。

21、由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

22、1、在第一代水泥稳定材料中使用再生砖混骨料取代部分天然骨料，使用粉煤灰取代部分水泥，并且使用废弃橡胶粉作为外掺剂引入水泥稳定材料中，第一代水泥稳定材料具有良好的力学性能与抗冻性能，符合相关规范要求；经历5次冻融循环后，残留抗压强度比大于70％，质量损失率小于3％。破碎后作为再生粗骨料引入第二代水泥稳定材料中，第二代水泥稳定材料经过5次冻融循环后，残留抗压强度比大于65％，质量损失率小于5％。解决了寒冷地区废弃水泥稳定材料的处置问题，符合可持续发展观念。

23、2、使用再生砖混骨料取代部分天然骨料，能够有效填充水泥稳定材料的空隙，从而提高水泥稳定材料的密实度，同时解决了再生砖混骨料的处置问题，有利于环境的保护。

24、3、使用粉煤灰取代部分水泥，能够改善水泥稳定材料的干燥收缩变形性能，并且作为常见的工业固体废物，一定程度上减少了水泥稳定材料中水泥的使用量，降低了水泥稳定材料的成本，兼顾了经济效益与环保理念。

25、4、使用改性橡胶粉作为外掺剂，不仅能够改善水泥稳定材料的抗裂性能，并且缓解了废弃橡胶的处置问题，有利于环境的环境的保护。

技术特征：

1.寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料，其特征在于：包括以下重量份的各组分：天然粗骨料24-49份、再生砖混粗骨料24-49份、再生砖混细骨料24-30份、水泥3.5-4.5份、粉煤灰0.5-1.5份、改性橡胶粉0.2份和水9.1-11.6份。

2.根据权利要求1所述的寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料，其特征在于：所述天然粗骨料为gb/t14685-2022规定的ⅱ类天然粗骨料或ⅲ类天然粗骨料，粒径为4.75-31.5mm。

3.根据权利要求1所述的寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料，其特征在于：所述再生砖混粗骨料为gb/t25177-2010规定的ⅱ类再生粗骨料或ⅲ类再生粗骨料，粒径为4.75-31.5mm。

4.根据权利要求1所述的寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料，其特征在于：所述再生砖混细骨料为gb/t25176-2010规定的ⅱ类再生细骨料或ⅲ类再生细骨料，细度模数为2.3-2.5。

5.根据权利要求1所述的寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料，其特征在于：所述天然粗骨料、再生砖混粗骨料、再生砖混细骨料混合后的合成级配满足：

6.根据权利要求1所述的寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料，其特征在于：所述水泥为p42.5级普通硅酸盐水泥。

7.根据权利要求1所述的寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料，其特征在于：所述再生砖混粗骨料中废弃红砖骨料的占比为20％。

8.根据权利要求1所述的寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料，其特征在于：所述再生砖混细骨料中废弃红砖骨料的占比为20％。

9.寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料的制备方法，其特征在于：

技术总结本发明公开了寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料及其制备方法，包括以下重量份的各组分：天然粗骨料24‑49份、再生砖混粗骨料24‑49份、再生砖混细骨料24‑30份、水泥3.5‑4.5份、粉煤灰0.5‑1.5份、改性橡胶粉0.2份和水9.1‑11.6份，本发明提供的可在寒冷地区循环使用的水泥稳定碎石混合料强度高、抗冻性能好，经过5次冻融循环后破碎得到的第二代再生粗骨料满足第Ⅱ类再生粗骨料物理性能要求，使用其制备而成的第二代水泥稳定碎石混合料同样具备良好的抗冻性能，可以在寒冷地区循环使用，解决了再生砖混骨料和废弃橡胶粉的再利用问题，同时具备可观的经济效益与环保价值。技术研发人员：吕娜,吴峰,谢建昌,汪洪涛,朱平华,杭天成,王新杰受保护的技术使用者：苏州市建筑材料再生资源利用有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19