[发明专利]赤泥基高速公路基层材料及其制备方法

说明书

本发明公开了赤泥基高速公路基层材料及其制备方法。这种赤泥基高速公路基层材料包括以下组分：活性赤泥粉、粉煤灰、石灰和激发剂；其中，活性赤泥粉是由赤泥经煅烧处理后制得；激发剂包括碱金属盐、苯丙乳液和纳米铝溶胶。本发明提供了一种赤泥基高速公路基层材料，具有良好的抗压强度和缓凝性能，冻稳性好，不但可以大量地利用堆积的赤泥，同时也有利于减少工程中水泥的应用，达到保护环境和节省工程成本的目的。

技术领域

本发明涉及道路工程建设技术领域，特别涉及赤泥基高速公路基层材料及其制备方法。

背景技术

氧化铝生产工艺过程中，产出大量的固体废弃物，俗称赤泥。赤泥是用铝矾土矿提取氧化铝过程中产生的废弃物。

据统计，生产1吨铝大约需要2吨氧化铝，而生产1吨氧化铝要产生1～1.8吨赤泥。大量赤泥不但要占用良田土地，而且游离碱和其它有害成份污染环境。氧化铝厂一般采用平地筑台，河谷拦坝，凹地填充等方法堆存赤泥。由于没有采取防护措施，赤泥液污染地下水源200～700米深，使该地水源永久碱化，破坏生态系统。赤泥问题如不及时解决，将带来严重的环境问题，并污染地下水源。同时，还因为固废的堆放存在着晴天产生大量扬尘、污染环境，雨天会产生溃坝的安全隐患。

我国赤泥的综合利用率不到4％，而世界平均水平也只有15％，所以，急需研究开发赤泥新的解决办法。目前，赤泥大部分都是设置堆场堆放，这样既浪费良田又污染环境。如何利用赤泥这种固体废弃物进行资源化利用，变废为宝，成为了行业工作者需要解决的技术难题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种赤泥基高速公路基层材料，本发明的目的之二在于提供这种赤泥基高速公路基层材料的制备方法。

本发明是基于发明人以下的认识和发现作出的：固体废弃物是放错了位置的资源，如能将大量堆弃无用的工业废渣制备成高价值的道路材料，使之满足道路设计所要求的标准，则能将固废资源变废为宝。赤泥就是一种具有应用于道路前景的固废资源，其应用难点在于研究和采用相适应的固化技术与筑路工艺。本发明人经过大量试验研究，研究出将赤泥应用于制备高速公路基层材料的技术方案，实现环保与基础建设的完美结合，将使赤泥综合利用达到一个新的阶段。

赤泥的主要化学组分为占总量55％以上的氧化钙和二氧化硅，20％左右的铁铝氧化物，少量的TiO₂、MgO、Na₂O、K₂O和几十种微量稀散元素。同时赤泥中含有的矿物主要来自于熟料高温反应形成的不溶性矿物和溶出过程水化、水解产生的衍生物，水合物以及二次副反应形成的新生矿物。如能在赤泥中添加适量的活性Al₂O₃、CaO及SiO₂，使其达到最佳的比例，在一定的pH条件下(碱性环境中)，通过各种途径的一系列化学反应和离子交换作用，使混合料中的矿物成分在微颗粒周围形成晶体结构的多种水化物。这种以微颗粒和水化物组成的胶体粒子在分子力作用下，凝聚成网状结构，在吸收化学反应过程中放出的热量、外界压力(碾压)、温度(气温)的作用下而硬化，形成以化学键相结合的结晶体网状结构骨架而形成强度，生成密实而坚硬的满足高速公路基层要求的材料。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一方面提供一种赤泥基高速公路基层材料，包括以下组分：活性赤泥粉、粉煤灰、石灰和激发剂；其中，活性赤泥粉是由赤泥经煅烧处理后制得；激发剂包括碱金属盐、苯丙乳液和纳米铝溶胶。

优选的，这种赤泥基高速公路基层材料包括以下质量份的组分：45～70份活性赤泥粉，7～20份粉煤灰，7～20份石灰，2～10份碱金属盐，3～8份苯丙乳液，5～13份纳米铝溶胶；进一步优选的，这种赤泥基高速公路基层材料包括以下质量份的组分：48～67份活性赤泥粉，8～16份粉煤灰，8～17份石灰，4～8份碱金属盐，3～7份苯丙乳液，5～13份纳米铝溶胶。