一种砂岩弃渣水稳料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及了水稳料的制备领域，具体涉及了一种砂岩弃渣水稳料及其制备方法。

背景技术：

1、公路路面结构一般由面层、基层、底基层及垫层组成，其中水稳料基层是道路建设中必不可少的一个结构层。水泥稳定土中的水泥稳定碎石因其具有良好的透水性及强度特性被广泛应用。由于水泥稳定碎石的主要原料是砂石骨料，致使公路修建过程中的砂石消耗量巨大；加之各种大型水利水电工程、铁路、矿山等工程中用量庞大的混凝土也将消耗大量砂石，使我国成为世界上的最大砂石消费国。据不完全统计，我国每年的砂石年消耗量约200亿t，是全球最大的矿产品、原材料和大宗商品，砂石年产量和消费量跃居世界首位。

2、砂石的来源主要有两种，一种是天然砂石，另一种是机制砂。天然砂石主要是河砂，而机制砂则是指矿山开采后经岩石破碎所获取的不同粒径的人工砂。河砂的过度开采不仅会破坏河道，影响行洪安全；同时还会引起水土流失，破坏地表水及地下水生态环境；甚至会导致河道既有建筑基础下陷，进而被河水冲塌，危及人民群众生命财产安全。同样，通过矿山开采获得机制砂也会引起砂石矿山附近的植被破坏和水土流失，严重破坏生态环境。

3、某工程设计为双向4车道，线路波澜起伏桥隧比57.4％，路基填挖比49.7％，多以挖方路基、桥梁、隧道工程为主。其中隧道和路基工程施工中，会产生大量弃方。全线主线占用土地8796.65亩，其中弃土和弃渣场占地2425亩，占比27.6％。路基弃方和隧道弃渣堆放会占用大量农、林、水利用地，由此发生的环境、管控、征地拆迁等难度比较大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对现有技术存在天然砂石或机制砂用量大，成本高，环保性差以及隧道弃渣无法得到资源化利用，占地大的问题，提供一种砂岩弃渣水稳料及其制备方法，本发明利用工程建设过程中产生的弃渣来替代部分天然砂石骨料，不仅部分解决了地材缺乏等问题，同时也部分解决了渣场占地等环保问题，具有较大的意义。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种砂岩弃渣水稳料，包括粗集料、细集料和水泥组成；所述粗集料为粒径为4.75～9.5mm的连续级配碎石、粒径为9.5～19.0mm的连续级配碎石以及粒径为19～26.5mm连续级配的碎石的混合物料；所述细集料为粒径为0～4.75mm的砂岩弃渣；所述粗集料和细集料中，各个物料具体的重量百分占比如下：粒径为4.75～9.5mm的连续级配碎石占比为15％～17％；粒径为9.5～19.0mm的连续级配碎石占比为33％～35％；粒径为19～26.5mm连续级配的碎石占比为23％～25％；0～4.75mm的细集料占比为25％～27％；水泥的添加量占粗集料和细集料合计重量的3.5％～6％；砂岩弃渣水稳料的含水重量为4.9％～5.9％；干密度为2.35％～2.42％。

4、本发明提供了一种砂岩弃渣水稳料，包括粗集料、细集料和水泥组成；其中所述粗集料为4.75～31.5mm连续级配碎石；所述细集料为粒径为0～4.75mm的砂岩弃渣，所述粗集料和细集料中，各个物料具体的重量百分占比如下：粒径为4.75～9.5mm的连续级配碎石占比为15％～17％；粒径为9.5～19.0mm的连续级配碎石占比为33％～35％；粒径为19～26.5mm连续级配的碎石占比为23％～25％；0～4.75mm的细集料占比为25％～27％。其中所述细集料为粒径为0～4.75mm的砂岩弃渣。利用工程建设过程中产生的弃渣来替代部分天然砂石骨料，通过针对性物料占比的调整，使得水泥水稳料性能达到规范标准，不仅部分解决了地材缺乏等问题，同时也部分解决了渣场占地等环保问题，具有较大的意义。

5、进一步的，细集料的性能指标为：塑性指数b≤17；有机质含量＜2％；硫酸盐含量≤10％。

6、优选地，所述粗集料和细集料中，各个物料具体的重量百分占比如下：粒径为4.75～9.5mm的连续级配碎石占比为16％；粒径为9.5～19.0mm的连续级配碎石占比为34％；粒径为19～26.5mm连续级配的碎石占比为24％；0～4.75mm的细集料占比为26％。

7、进一步的，水泥的添加量占粗集料和细集料合计量的4％～6％。

8、进一步的，水泥的添加量占粗集料和细集料合计量的5％～6％。

9、进一步的，水稳料7天无侧限抗压强度为3～6mpa。

10、本发明的另一目的是为了提供上述砂岩弃渣水稳料的制备方法。

11、上述的砂岩弃渣水稳料的制备方法，包括以下步骤：

12、步骤1、将粗集料、细集料和部分水进行混合，闷料浸润；

13、步骤2、向浸润后的混合料中加入水泥以及余量水，拌和均匀，立即压实制样；

14、步骤3、最终压实至少2h后进行脱模，养护。

15、本发明提供的砂岩弃渣水稳料，制备过程简单，便于操作。

16、进一步的，所述步骤1中，闷料的时间为3-5h。

17、进一步的，所述步骤3中，最终压实2-3h后进行脱模。

18、本发明的又一目的是提供上述砂岩弃渣水稳料的应用。

19、上述的砂岩弃渣水稳料在公路路面中的应用。

20、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

21、1、本发明提供了一种砂岩弃渣水稳料，包括粗集料、细集料和水泥组成；其中所述粗集料为4.75～31.5mm连续级配碎石；所述细集料为粒径为0～4.75mm的砂岩弃渣，所述粗集料和细集料中，各个物料具体的重量百分占比如下：粒径为4.75～9.5mm的连续级配碎石占比为15％～17％；粒径为9.5～19.0mm的连续级配碎石占比为33％～35％；粒径为19～26.5mm连续级配的碎石占比为23％～25％；0～4.75mm的细集料占比为25％～27％。其中所述细集料为粒径为0～4.75mm的砂岩弃渣。利用工程建设过程中产生的弃渣来替代部分天然砂石骨料，通过针对性物料占比的调整，使得水泥水稳料性能达到规范标准，不仅部分解决了地材缺乏等问题，同时也部分解决了渣场占地等环保问题，具有较大的意义。

22、2、本发明提供了一种砂岩弃渣水稳料的制备过程，包括以下步骤：步骤1、将粗集料、细集料和部分水进行混合，闷料浸润；步骤2、向浸润后的混合料中加入水泥以及余量水，拌和均匀，立即压实制样；步骤3、最终压实至少2h后进行脱模，养护。制备过程简单，便于操作。

23、3、本发明提供了砂岩弃渣水稳料在公路路面中的应用。

技术特征：

1.一种砂岩弃渣水稳料，其特征在于，包括粗集料、细集料和水泥组成；

2.根据权利要求1所述的砂岩弃渣水稳料，其特征在于，细集料的性能指标为：塑性指数b≤17；有机质含量＜2%；硫酸盐含量≤10%。

3.根据权利要求1所述的砂岩弃渣水稳料，其特征在于，所述粗集料和细集料中，各个物料具体的重量百分占比如下：粒径为4.75～9.5mm的连续级配碎石占比为16%；粒径为9.5～19.0mm的连续级配碎石占比为34%；粒径为19～26.5mm连续级配的碎石占比为24%；0～4.75mm的细集料占比为26%。

4.根据权利要求1所述的砂岩弃渣水稳料，其特征在于，水泥的添加量占粗集料和细集料合计量的4%～6%。

5.根据权利要求4所述的砂岩弃渣水稳料，其特征在于，水泥的添加量占粗集料和细集料合计量的5%～6%。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的砂岩弃渣水稳料，其特征在于，水稳料7天无侧限抗压强度为3～6 mpa。

7.如权利要求1-6任意一项所述的砂岩弃渣水稳料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将粗集料、细集料和部分水进行混合，闷料浸润；

8.根据权利要求7所述的砂岩弃渣水稳料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，闷料的时间为3-5h。

9.根据权利要求7所述的砂岩弃渣水稳料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，最终压实2-3h后进行脱模。

10.如权利要求1-6任意一项所述的砂岩弃渣水稳料在公路路面中的应用。

技术总结本发明提供了一种砂岩弃渣水稳料及其制备方法和应用，包括粗集料、细集料和水泥组成；其中所述粗集料为4.75～31.5mm连续级配碎石；所述细集料为粒径为0～4.75mm的砂岩弃渣，所述粗集料和细集料中，各个物料具体的重量百分占比如下：粒径为4.75～9.5mm的连续级配碎石占比为15%～17%；粒径为9.5～19.0mm的连续级配碎石占比为33%～35%；粒径为19～26.5mm连续级配的碎石占比为23%～25%；0～4.75mm的细集料占比为25%～27%。利用工程建设过程中产生的弃渣来替代部分天然砂石骨料，通过针对性物料占比的调整，使得水泥水稳料性能达到规范标准，不仅部分解决了地材缺乏等问题，同时也部分解决了渣场占地等环保问题。技术研发人员：张洪波,王义春,黄河,张星,聂健行受保护的技术使用者：中铁二十三局集团第一工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27