技術領域
本發明涉及一種道路基層混合料，特別地，涉及采用專用土體穩定劑資源化處理鐵尾礦制造的道路基層混合。
背景技術：
現有筑路技術，構筑道路基層（上、下基層、底基層）都是以級配碎石（把原生的巖石，經破碎、篩分組成級配碎石）為主體材料，再按配合比摻入石灰，粉煤灰、水泥、制成“二灰碎石”或“水泥穩定級配碎石”，做為構筑道路基層的材料。這種技術的主要缺點，是破壞生態環境（炸山取石或挖河取石），大量消耗原生資源且造價過高。
技術實現要素：
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種專用土體穩定劑資源化處理鐵尾礦制造的道路基層混合料，所述道路基層混合料的制備材料由93-98重量份的鐵尾礦、2-7重量份的水泥以及0.01-0.1重量份的土體穩定劑組成，所述土體穩定劑由100重量份的水，1-15重量份的表面活性劑，0.1-10重量份的硼酸或硼酸鹽組成，所述制備材料還包括水，所述水的用量為比所述道路基層混合料最佳含水率多1-4%。
所述水泥為425#普通硅酸鹽水泥。
所述土體穩定劑的pH值被調整至8-10。
所述表面活性劑選自二辛基琥珀酸磺酸鈉、烷基醚羧酸鹽、丁基奈磺酸鹽中一種或幾種。
所述道路基層混合料的制備材料還包括0.01-3重量份的烯烴酸。
所述烯烴酸為戊烯二酸。
一種道路基層混合料的制備方法，包括以下步驟：
將2-7重量份的水泥、水與93-98重量份的鐵尾礦在第一混料倉中混合3-15分鐘，得到水泥鐵尾礦混料，所述水的用量為比所述道路基層混合料最佳含水率多1-4%；
將得到的水泥鐵尾礦混料與0.01-0.1重量份的土體穩定劑在第二混料倉中混合3-15分鐘，得到道路基層混合料。
現有筑路技術，構筑道路基層（上、下基層、底基層）都是以級配碎石（把原生的巖石，經破碎、篩分組成級配碎石）為主體材料，再按配合比摻入石灰，粉煤灰、水泥、制成“二灰碎石”或“水泥穩定級配碎石”，做為構筑道路基層的材料。本發明僅采用鐵尾礦作為道路基層混合料的主體材料，充分利用了鐵尾礦。資源化處置鐵尾礦制備得到的道路基層滿足國家標準的要求。
參考以下詳細說明更易于理解本申請的上述以及其他特征、方面和優點。
具體實施方式
除非另有限定，本文使用的所有技術以及科學術語具有與本發明所屬領域普通技術人員通常理解的相同的含義。當存在矛盾時，以本說明書中的定義為準。
本發明的最佳含水率是指在室內擊實試驗下，混合料達到最大干密度時所測得的含水量即為最佳含水率，由于有水泥的存在，最佳含水率可以采用填料最佳含水率換算。也可以通過實際試驗得到最佳含水率。
本發明的道路基層混合料，該道路基層混合料的制備材料包括93-98重量份的鐵尾礦、2-7重量份的水泥以及0.01-0.1重量份的土體穩定劑，所述土體穩定劑由100重量份的水，1-15重量份的表面活性劑，0.1-10重量份的硼酸或硼酸鹽組成，所述制備材料還包括水，所述水的用量為比所述道路基層混合料最佳含水率多1-4%。
本發明采用硼酸或硼酸鹽為主體的土體穩定劑，大大提高了鐵尾礦非活性成分的交聯活性，與少量的水泥配合，制備而成的道路基層混合料滿足國家的相關標準。
最為一種優選的技術方案，本發明所述水泥為425#普通硅酸鹽水泥。土體穩定劑的pH值被調整至8-10。所述表面活性劑選自二辛基琥珀酸磺酸鈉、烷基醚羧酸鹽、丁基奈磺酸鹽中一種或幾種。
作為一種優選的技術方案，所述道路基層混合料的制備材料還包括0.01-3重量份的烯烴二酸或烯烴酸酐。當鐵尾礦的硫元素含量較多時，制作而成的道路基層混合料的水穩定性較差，在20次的干濕循環中，強度和重量損失嚴重。本發明的道路基層混合料中加入0.01-3重量份的烯烴酸可以有效提高硫元素質量含量高于0.1%的鐵尾礦的水穩定性，尤其是高硫鐵尾礦。本發明所述的烯烴酸是指具有碳碳雙鍵和羧酸結構的有機物，可以選擇的烯烴酸包括丙烯酸、丁烯酸、戊烯酸、甲基丙烯酸、甲基丁烯酸、甲基戊烯酸。我們猜測，碳碳雙鍵和羧酸結構的有機物能夠與鐵尾礦顆粒表面的金屬離子產生吸附作用，吸附后的鐵尾礦顆粒具有更好的疏水性，同時，由于硫元素在長期的干濕循環過程中逐漸被氧化最終產生硫酸根離子，使得原有的化學交聯變弱，道路基層強度降低，但是具有雙鍵的烯烴酸能夠與氧氣發生反應進一步交聯，同時還阻止了硫元素的氧化。
作為一種優選的技術方案，本發明所述烯烴酸為戊烯二酸。戊烯二酸具有2個羧酸基團的烯烴酸具有更好的螯合性能，能夠更好地在礦物表面吸附、滲透，提高道路基層的力學強度。但是，當采用具有更多羧酸基團的烯烴酸，則無法獲得更好的水穩定性，可能的原因是隨著羧酸基團的含量增加，氧氣的滲透能力增強，反而無法提高道路基層的水穩定性。
本發明的道路基層混合料的成型方法可以采用其他現有技術常用的那些方法進行成型。本發明采用兩階段混合的方法，采用兩階段混合的方法能夠提高免燒磚的力學強度。與一起混合相比，可以提高道路基層10%-25%左右的抗壓強度。
在下文中，通過實施例對本發明進行更詳細地描述，但應理解，這些實施例僅僅是例示的而非限制性的。如果沒有其它說明，所用原料都是市售的。
下面參照幾個例子詳細描述本發明。
實施例1
本實施例的道路基層混合料的制備包括以下步驟：
將3重量份的水泥、97重量份的鐵尾礦加入第一混料倉中，以最佳水含量混合，并再加入2%的水混合15分鐘，得到水泥鐵尾礦混料；鐵尾礦來自山東淄博，硫含量0.01%
將得到的水泥鐵尾礦混料與0.01-0.1重量份的土體穩定劑在第二混料倉中混合15分鐘，得到道路基層混合料，土體穩定劑由100重量份的水，8重量份的表面活性劑，5重量份的硼酸或硼酸鹽組成，pH值調整至8。
將道路基層混合料成型，制成直徑與高均為150mm 的試件，測試道路基層混合料硬化體的水穩定性，測試試件在20次的干濕循環（4小時常溫浸水，4小時常溫晾干）下的強度損失及重量損失。
實施例2
本實施例的道路基層混合料的制備包括以下步驟：
將3重量份的水泥、97重量份的鐵尾礦加入第一混料倉中，以最佳水含量混合，并再加入2%的水混合15分鐘，得到水泥鐵尾礦混料；鐵尾礦來自內蒙古某公司，硫含量0.5%
將得到的水泥鐵尾礦混料與0.01-0.1重量份的土體穩定劑在第二混料倉中混合15分鐘，得到道路基層混合料，土體穩定劑由100重量份的水，8重量份的表面活性劑，5重量份的硼酸或硼酸鹽組成，pH值調整至8。
將道路基層混合料成型，制成直徑與高均為150mm 的試件，測試道路基層混合料硬化體的水穩定性，測試試件在20次的干濕循環（4小時常溫浸水，4小時常溫晾干）下的強度損失及重量損失。
實施例3
本實施例的道路基層混合料的制備包括以下步驟：
將3重量份的水泥、97重量份的鐵尾礦加入第一混料倉中，以最佳水含量混合，并再加入2%的水混合15分鐘，得到水泥鐵尾礦混料；鐵尾礦來自山東淄博，硫含量4.5%
將得到的水泥鐵尾礦混料與0.01-0.1重量份的土體穩定劑在第二混料倉中混合15分鐘，得到道路基層混合料，土體穩定劑由100重量份的水，8重量份的表面活性劑，5重量份的硼酸或硼酸鹽組成，pH值調整至8。
將道路基層混合料成型，制成直徑與高均為150mm 的試件，測試道路基層混合料硬化體的水穩定性，測試試件在20次的干濕循環（4小時常溫浸水，4小時常溫晾干）下的強度損失及重量損失。
實施例4-5
實施例4-5分別與前述實施例2-3相同，不同的是在混合第二階段加入0.2重量份的2-丁烯酸。
實施例6-7
實施例6-7分別與前述實施例2-3相同，不同的是在混合第二階段加入0.2重量份的戊烯二酸。
對比例1
與實施例2相同，不同的是在混合第二階段加入0.2重量份的2-丁烯酸乙酯。
通過上述的數據可以看出，采用了本發明的土體穩定劑可以大大提高鐵尾礦的水穩定性，與實施例1相同而不采用本發明的土體穩定劑制備得到的道路基層在20次的干濕循環（4小時常溫浸水，4小時常溫晾干）下的強度損失達到11.35%，制作成的道理基層也滿足國家相關的標準。但是在硫含量較高的鐵尾礦方面水穩定性稍差。可以看出，采用本發明的烯烴酸可以有效提高高硫含量鐵尾礦的水穩定性。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡是根據本發明內容所做的均等變化與修飾，均涵蓋在本發明的專利范圍內。