[发明专利]脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料

说明书

技术领域

本发明涉及路面基层材料，特别是一种脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料。

背景技术

近年来国家加大了对各大燃煤企业SO₂排放的治理力度，对SO₂排放控制提出了越来越高的要求，但在大多数企业SO₂排放量得到控制的同时又带来了脱硫灰的排放量日益增加的新问题。脱硫灰的主要来源是燃煤火电厂或钢厂，经干法或半干法钙基脱硫剂利用不同脱硫工艺对烟气进行脱硫而得的工业废弃物，目前缺乏较为合理的利用途径，大多数仍然处露天堆放状态，不仅占用了大量的土地资源，还严重制约了经济的增长和环境的协调。对于脱硫灰日产量高达数百吨的燃煤火电厂及钢厂而言，若不能采取有效合理的脱硫灰处理方法，不仅会造成电厂钢厂以及周边生态环境的破坏，同时还会给社会带来巨大的经济及社会负担，严重制约行业的发展。因此，探索开拓脱硫灰有效资源化利用的技术途径，对于社会、环境和经济都具有十分重大的意义。

由于脱硫灰具有较高的CaSO₃·0.5H₂O含量，而其又并非硫酸盐的最稳定形式，随着存放环境的变化可能会发生不同的化学反应，易引起系统成分的变化，加之含有其他微量元素(如氯)，严重影响水泥的凝结和硬化，进而制约了其在建筑材料领域的高效综合利用，但脱硫灰的自身特点决定了其在路面基层材料中具有较好的应用前景。为了更加有效地大量地利用脱硫灰，拓宽其利用途径，本专利开发出脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，对提高脱硫灰工业固体废弃物利用率、循环利用技术水平以及改善生态环境具有十分重大的实用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种节能环保和低成本的无水泥脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层，以及适于该基层的施工方法。

本发明提供了利用脱硫灰中的自身含有的碱性成分(还可利用生石灰的碱性激发)、以及脱硫灰的硫酸盐进行自主激发粉煤灰的火山灰活性，水化形成C-S-H、C-S-A-H、AFt及氢氧化钙等水化产物，进而构成路面基层强度的设计理念，即提出了自激活型路面基层的思路和方法。本发明提供了按该设计思路设计的基层材料的组分范围、该发明设计思路为采用脱硫灰、生石灰、粉煤灰作为混合料，经碾压之后各原料之间的相互嵌挤形成初始强度。同时利用脱硫灰中的自身含有的碱性成分(还可利用生石灰的碱性激发)和硫酸盐激发来激发粉煤灰的火山灰活性，形成C-S-H、C-S-A-H、AFt及氢氧化钙等水化产物，构成路面基层初期强度，并保证后期强度的持续增长，从而设计出满足各等级公路用的半刚性基层和底基层。该半刚性基层实现了大量利用脱硫灰的目的。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是该材料由脱硫灰和粉煤灰组成，按质量百分比计，各种原料的配合比范围为：脱硫灰为88～97％、粉煤灰为3～12％。

本发明可用为0～8％的生石灰来替代脱硫灰；添加生石灰后，配制脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料时各种原料的配合比范围为：脱硫灰为80～97％、生石灰0～8％、粉煤灰为3～12％，均为质量百分比。

所述的生石灰的主要化学成份按质量百分比计为：CaO72.70％，SO₃1.15％，MgO5.27％，SiO₂5.01％，Fe₂O₃1.05％，Al₂O₃0.54％，TiO₂0.14％。

本发明提供的上述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其组成可由以下原料替换：脱硫灰为80％、生石灰为8％、粉煤灰为12％，均为质量百分比。

本发明提供的上述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其组成还可以由以下原料替换：脱硫灰为97％、粉煤灰为3％，均为质量百分比。

所述的脱硫灰的主要化学成份按质量百分比计为：CaO52.40％，SO₃24.96％，MgO1.23％，Cl^-1.05％，SiO₂0.36％，Fe₂O₃0.35％，Al₂O₃0.11％。