一种工业固废路基填料及其制备方法与流程

本发明涉及道路路基工程与环境保护，具体为一种工业固废路基填料及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，全球环境污染问题日趋突出，气候变暖带来的极端天气事件频发、多发，使得世界各国不得不慎重对待温室气体排放问题。而在工程领域，如何减少水泥消耗(即减少碳排放)、并在工程建设中实现负碳、固碳，对于实现双碳发展目标意义重大。现代工业、城市发展产生了大量钢渣、粉煤灰和煤矸石等工业固体废弃物(简称工业固废)和建筑固体废弃物(简称建筑固废)，不仅占用了大量土地，而且会持续地造成环境污染、“垃圾围城”等社会问题。与此同时，交通基础设施建设每年消耗大量砂石资源，正面临生态环境破坏和资源枯竭问题，且由于近年来对天然土石资源开采限制不断收紧，有限的砂石资源已难以满足道路改建、新建需求，给工程建设带来了诸多困难。工业固废的大量产生、天然砂石的限制开采与工程材料庞大的市场需求间的矛盾已呈日益增长趋势。幸运的是，工业固废成分中含有极为丰富的硅、铝、钙等元素，可用于再生负碳凝胶材料，建筑固废90％以上为废(旧)弃混凝土、碎石、砖等无污染的无机物，对其再生处理可再利用于工程建设。

2、经检索，中国专利公开了一种用废弃电石渣改良膨胀土路基填料的方法(cn102162241a)，但该方法对填料强度提升和抗剪强度并不显著，为此本领域技术人员提出一种工业固废路基填料及其制备方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种工业固废路基填料及其制备方法，解决了现有技术中填料强度提升和抗剪强度较差的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种工业固废路基填料，包括以下重量份数的原料：砖混再生骨料14～26份，熟石灰24～41份，橡胶粉13～22份，rap料41～88份，水66～88份，废弃砖块和瓦片24～41份，废弃沥青和沥青混合料41～55份，废弃塑料5～15份，废弃金属15～23份，粉煤灰15～23份，固结剂hec15～23份。

3、优选的，所述砖混再生骨料为建设与拆迁等过程产生的以黏土砖与混凝土为主要成分的建筑固废经破碎得到。

4、优选的，所述熟石灰和粉煤灰均为固结材料。

5、优选的，所述固结剂hec包括以下制备步骤：

6、a1、将一定量的溶剂加入适当大小的容器中，并加热至适宜的温度，然后，将羟乙基纤维素粉末逐渐加入溶剂中，同时搅拌以确保均匀混合；

7、a2、使用搅拌器将溶剂和羟乙基纤维素粉末充分混合和搅拌，以促进溶解过程；

8、a3、根据需要，添加ph调节剂来调整溶液的酸碱度；

9、a4、使用过滤设备将溶液进行过滤和精制，以获得纯净的hec溶液。

10、一种工业固废路基填料的制备方法，包括以下步骤：

11、s1、原料准备，准备所需的原料，包括砖混再生骨料、熟石灰、橡胶粉、rap料、废弃砖块和瓦片、废弃沥青和沥青混合料、废弃塑料、废弃金属、粉煤灰以及固结剂hec；

12、s2、混合，按照给定的重量比例，将砖混再生骨料、熟石灰、橡胶粉、rap料、废弃砖块和瓦片、废弃沥青和沥青混合料、废弃塑料、废弃金属和粉煤灰放入混合设备中；

13、s3、搅拌，使用搅拌设备对原料进行充分搅拌，以确保各种原料均匀混合；

14、s4、固结剂添加，根据给定的重量比例，在搅拌过程中逐渐加入固结剂hec，同时继续搅拌，使固结剂均匀分散在混合物中；

15、s5、根据给定的重量比例，逐渐加入水来调整混合物的湿度，搅拌过程中继续添加水，直到混合物达到所需的湿度和可塑性；

16、s6、使用ph调节剂对混合物的ph值进行调整，以确保最佳的固结效果；

17、s7、筛选和分级，将制备好的填料经过筛选设备进行筛分和分级，以去除较大或较小的颗粒，并获得所需的颗粒大小范围；

18、s8、将制备好的工业固废路基填料进行包装，并储存在适当的容器中，以便后续的使用和运输。

19、优选的，所述搅拌设备为搅拌机，所述搅拌机的搅拌速度为90～155r/min，湿度调节为35～40％，温度控制在125～155℃。

20、优选的，所述ph调节剂为碳酸氢钠、盐酸的一种或两种组合。

21、优选的，所述s7的具体步骤如下：

22、s501、根据所需的颗粒大小要求，确定筛孔尺寸，使用不同大小的筛网或筛板来控制颗粒通过的尺寸；

23、s502、将制备好的填料装填到筛分设备中，确保填料均匀分布在筛面上；

24、s503、启动筛分设备，使填料在筛面上进行振动或旋转，通过筛孔进行分离，根据筛孔尺寸的设置，收集通过筛孔的颗粒和被筛除的颗粒，将通过不同筛孔尺寸的细料进行进一步的分级处理。

25、本发明提供了一种工业固废路基填料及其制备方法。具备以下有益效果：

26、1、本发明通过利用废弃物料和再生材料，将工业固废转化为有用的填料，实现了资源的有效利用，减少了对原始材料的需求，且将废弃物料进行回收和利用，减少了对环境的负面影响，同时通过混合、搅拌、筛选和分级等工艺步骤，可以使填料达到所需的颗粒大小范围和物理性能要求，提高了填料的可用性和适应性，且发明将废旧轮胎橡胶粉与rap旧料“双废”综合利用以促进白银地区循环经济进一步发展。

27、2、本发明通过在工业固废路基填料中增设了固结剂hec，使得固结剂hec，可以与填料中的颗粒和水分发生化学反应，形成胶凝物质，从而提高填料的内聚力和稳定性。这有助于减少填料的变形、沉降和离析，增加填料的抗压强度和抗剪强度。

28、3、本发明通过合理的制备方法将多种工业固废原料(包括废弃砖块、瓦片、废弃沥青、废弃塑料、废弃金属等)进行了综合利用，通过合理配比和处理，将这些废弃物转化为高性能的路基填料，实现了对工业固废资源的再利用和再生，同时减少对自然资源的开采和对环境的影响，符合可持续发展的理念，同时有助于降低对土地的占用和污染物的排放。

技术特征：

1.一种工业固废路基填料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：砖混再生骨料14～26份，熟石灰24～41份，橡胶粉13～22份，rap料41～88份，水66～88份，废弃砖块和瓦片24～41份，废弃沥青和沥青混合料41～55份，废弃塑料5～15份，废弃金属15～23份，粉煤灰15～23份，固结剂hec15～23份。

2.根据权利要求1所述的一种工业固废路基填料，其特征在于，所述砖混再生骨料为建设与拆迁等过程产生的以黏土砖与混凝土为主要成分的建筑固废经破碎得到。

3.根据权利要求1所述的一种工业固废路基填料，其特征在于，所述熟石灰和粉煤灰均为固结材料。

4.根据权利要求1所述的一种工业固废路基填料，其特征在于，所述固结剂hec包括以下制备步骤：

5.一种工业固废路基填料的制备方法，依据权利要求1-4任一项所述的一种工业固废路基填料，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种工业固废路基填料的制备方法，其特征在于，所述搅拌设备为搅拌机，所述搅拌机的搅拌速度为90～155r/min，湿度调节为35～40％，温度控制在125～155℃。

7.根据权利要求5所述的一种工业固废路基填料的制备方法，其特征在于，所述ph调节剂为碳酸氢钠、盐酸的一种或两种组合。

8.根据权利要求5所述的一种工业固废路基填料的制备方法，其特征在于，所述s7的具体步骤如下：

技术总结本发明涉及道路路基工程与环境保护技术领域，公开了一种工业固废路基填料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：砖混再生骨料14～26份，熟石灰24～41份，橡胶粉13～22份，RAP料41～88份，水66～88份，废弃砖块和瓦片24～41份，废弃沥青和沥青混合料41～55份，废弃塑料5～15份，废弃金属15～23份，粉煤灰15～23份，固结剂HEC15～23份，所述砖混再生骨料为建设与拆迁等过程产生的以黏土砖与混凝土为主要成分的建筑固废经破碎得到。通过在工业固废路基填料中增设了固结剂HEC，使得固结剂HEC，可以与填料中的颗粒和水分发生化学反应，形成胶凝物质，从而提高填料的内聚力和稳定性。这有助于减少填料的变形、沉降和离析，增加填料的抗压强度和抗剪强度。技术研发人员：吴平,朱武权,蒲北辰,马国纲,童景盛,刘海茹,黄宝涛,谢超,郭文礼,张雅慧,关甫洋,张艺多,曹苏陇,胡蝶受保护的技术使用者：中国市政工程西北设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5