本发明涉及固废掺料制备,具体涉及一种水泥稳定磷石膏-石屑混合料及制备方法。
背景技术:
1、磷石膏和石屑是工业生产中常见的固体废弃物,大量堆积不仅占用土地,而且可能对环境造成污染。因此,如何有效利用这些废弃物,实现其资源化利用,是当前建筑材料技术领域的重要课题。
2、水泥稳定材料作为一种常见的建筑材料,其性能稳定、施工方便,广泛应用于道路、桥梁、建筑等工程领域。然而,传统的水泥稳定材料制备过程中,原材料成本较高,且对环境的影响较大。所以向水泥稳定材料中添加磷石膏和石屑这一类固废材料来减少原料成本并且降低污染和浪费是现阶段建筑施工材料研发的一大方向。在此基础上,固废材料的添加还需保证最终材料的力学性能。
技术实现思路
1、针对现有技术不足,本发明提供一种水泥稳定磷石膏-石屑混合料及制备方法,能够对工业废弃物进行资源化利用并且降低建筑材料生产成本,同时有效保证建筑材料的力学性能。
2、为实现以上目的,本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现:
3、一种水泥稳定磷石膏-石屑混合料,其特征在于,所述混合料由以下重量份物质组成:磷石膏40-80份、石屑40-80份、水泥3-7份、分级粒径粉煤灰5-15份、改性钢渣微粉5-15份、矿粉5-20份、氢氧化钠1-3份、复合改性纤维1-3份、水6-10份;
4、所述改性钢渣微粉为将钢渣微粉酸洗后混合偶联剂进行表面处理制得,且改性钢渣微粉的制备方法包括以下步骤:
5、s1-1、将钢渣微粉加入清水中分散,后调节ph至4.5-5,进行酸浸处理30-40min,后再调节ph至中性,后过滤干燥,得预处理钢渣微粉备用;
6、s1-2、将上述预处理钢渣微粉置于水中再加入硅烷偶联剂搅拌混合均匀,再过滤干燥,后混合铝酸酯偶联剂一起置于高混机中混合搅拌,得改性钢渣微粉,所述硅烷偶联剂的添加量为预处理钢渣微粉总质量的0.3%-0.5%,铝酸酯偶联剂的添加量为预处理钢渣微粉总质量的0.5%-0.8%;
7、所述复合改性纤维为将植物纤维改性后与聚丙烯纤维共混得到,且所述复合改性纤维的制备方法包括以下步骤:
8、s2-1、将植物纤维于ph为4-4.5的溶液中浸泡处理20min,后清水冲淋3-5次,再进行汽爆处理,得改性植物纤维备用,所述汽爆处理的方式为在121℃高温蒸汽下汽爆处理20-30s;
9、s2-2、将改性植物纤维与聚丙烯纤维等质量混合,得复合改性纤维。
10、优选的,所述水泥为p·0 42.5、p·f 32.5、p·f 42.5、p·c 32.5、p·c 42.5中的任意一种。
11、优选的,所述分级粒径粉煤灰中粒径分布在200-300μm的粉煤灰占总量的15%-30%,粒径在80-150μm的粉煤灰占总量的40%-50%,其余粉煤灰粒径范围<45μm。
12、水泥稳定磷石膏-石屑混合料的制备方法包括以下步骤:
13、(1)按照配比称取按照配比称取磷石膏、石屑、水泥、分级粒径粉煤灰、改性钢渣微粉、矿粉、氢氧化钠和复合改性纤维;
14、(2)将改性钢渣微粉和复合改性纤维机械搅拌混合后再加入磷石膏、石屑、水泥、分级粒径粉煤灰、矿粉继续机械搅拌均匀得混合料备用;
15、(3)将氢氧化钠放入量好水的容器中搅拌溶解均匀,得氢氧化钠溶液备用;
16、(4)将氢氧化钠溶液倒入上述混合料中,再次充分搅拌得水泥稳定磷石膏-石屑混合料。
17、优选的,所述步骤(1)中改性钢渣微粉和复合改性纤维机械搅拌混合的转速为800-1000r/min,搅拌时间为10-15min,且后续加入磷石膏、石屑、水泥、分级粒径粉煤灰、矿粉继续机械搅拌的转速为200-400r/min,搅拌时间为40-60min。
18、本发明提供一种水泥稳定磷石膏-石屑混合料及其制备方法,与现有技术相比优点在于:
19、(1)本发明制备的混合料满足现行规范对高等级公路半刚性基层材料强度要求,兼顾了材料较好的抗裂效果,为建筑、道路等工程领域提供高性能且经济可行的解决方案;
20、(2)本发明不仅关注混合料的性能提升,还致力于工业固废的资源化利用,磷石膏、石屑、分级粒径粉煤灰和改性钢渣微粉等组分均来源于工业副产品,通过直接使用或者处理后使用,再进行科学合理的配比和制备,这些固废得以转化为水泥稳定磷石膏-石屑混合料,不仅减少了工业固废对环境的破坏,还实现了资源的循环利用,为环境保护和可持续发展做出了积极贡献;
21、(3)本发明的制备的混合料具有较好的力学性能和收缩性,能够在道路领域上进行应用,有效提升路面的抗裂性能,延长道路的使用寿命,并且该混合料也可以应用于桥梁、建筑等其他工程领域,达到良好的应用效果。
1.一种水泥稳定磷石膏-石屑混合料,其特征在于,所述混合料由以下重量份物质组成:磷石膏40-80份、石屑40-80份、水泥3-7份、分级粒径粉煤灰5-15份、改性钢渣微粉5-15份、矿粉5-20份、氢氧化钠1-3份、复合改性纤维1-3份、水6-10份;
2.根据权利要求1所述的一种水泥稳定磷石膏-石屑混合料,其特征在于:所述水泥为p·0 42.5、p·f 32.5、p·f 42.5、p·c 32.5、p·c 42.5中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种水泥稳定磷石膏-石屑混合料,其特征在于:所述分级粒径粉煤灰中粒径分布在200-300μm的粉煤灰占总量的15%-30%,粒径在80-150μm的粉煤灰占总量的40%-50%,其余粉煤灰粒径范围<45μm。
4.一种如权利要求1-3任一所述水泥稳定磷石膏-石屑混合料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中改性钢渣微粉和复合改性纤维机械搅拌混合的转速为800-1000r/min,搅拌时间为10-15min,且后续加入磷石膏、石屑、水泥、分级粒径粉煤灰、矿粉继续机械搅拌的转速为200-400r/min,搅拌时间为40-60min。