通過將渣土與石灰石粉復合制備的道路鋪筑材料及其方法
【專利摘要】公開了通過將渣土與石灰石粉復合制備的道路鋪筑材料及其方法，基于該道路鋪筑材料的總重量計，所述道路鋪筑材料包含1-10重量％由廢陶瓷制得的具有活性的微粉、40-70重量％的渣土、15-30重量％的石灰石粉和0.02-0.06重量％的激發(fā)劑。本發(fā)明的道路鋪筑材料在滿足道路指標要求的同時，使渣土和石灰石粉均得到充分利用。
【專利說明】通過將渣土與石灰石粉復合制備的道路鋪筑材料及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過將渣土與石灰石粉復合制備的道路鋪筑材料及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)的進行，舊城改造、道路（地鐵）建設(shè)、基坑開 挖等每年產(chǎn)生的渣土數(shù)量非常巨大，且不易降解。往往一個城市的老舊城區(qū)改造、地鐵開挖 等產(chǎn)生的渣土可達到2500萬立方米。我國城市中舊城區(qū)的改造整治產(chǎn)生大量建筑渣土，有 資料表明，拆除Im 2建筑物產(chǎn)生0. 5-lm3建筑渣土，每1萬m2建筑施工過程會產(chǎn)生500-600t 建筑渣土。然而，大部分建筑垃圾未經(jīng)任何處理，就被運往郊外或城市周邊進行簡單填埋或 露天堆存，對環(huán)境保護造成了極大的不利影響。
[0003] 目前，我國包括渣土在內(nèi)的建筑垃圾90%以上被非法處理，資源化利用率不到 5%。建筑垃圾采用堆放和填埋的處理方式對環(huán)境產(chǎn)生了很大有害影響。
[0004] 與其它城市垃圾相比，渣土具有低毒、無害、可資源化利用等特點，隨著城市建設(shè) 的迅猛發(fā)展，天然材料將日益枯竭，如果將渣土通過一定的技術(shù)進行有效再生利用，不僅可 以解決這個矛盾，還能消除垃圾對環(huán)境的危害，實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。中國對渣土循環(huán)利 用的研究比較晚，目前雖取得了一定初步研究成果，但仍缺乏較系統(tǒng)的研究，缺少完善的再 生技術(shù)的標準和規(guī)程。在中國，建設(shè)各種道路需要大量的材料，如果能夠?qū)⒃劣糜诘缆饭?程中，則將會產(chǎn)生極大的經(jīng)濟價值。
[0005] 然而，現(xiàn)行技術(shù)標準和規(guī)范中缺少建筑渣土作為筑路填料相關(guān)方面的內(nèi)容，在城 市道路建設(shè)中建筑渣土利用無標準和規(guī)范可遵循，如何利用城市建筑渣土達到較好的工程 效果仍需要深入細致的研究。另外，道路鋪筑材料日益嚴格的標準要求等因素，使得渣土在 道路鋪筑材料中的應(yīng)用受到諸多限制，例如渣土利用率不高，道路鋪筑材料中渣土所占的 比例偏小。
[0006] 石灰石資源在我國分布十分廣泛，利用天然廉價資源石灰石磨細后作為道路鋪筑 材料的摻合材料具有資源保證。石灰石粉主要成分是碳酸鈣（CaCO 3),石灰和石灰石大量用 做建筑材料，也是許多工業(yè)的重要原料。近年來，水利、交通、工民建等基礎(chǔ)和民用設(shè)施建設(shè) 的迅速發(fā)展，逐漸面臨粉煤灰緊缺的問題，尤其是西南地區(qū)這一情況更為突出，粉煤灰的遠 距離運輸將提高混凝土的生產(chǎn)成本。特別尋找一種可就近取材，本發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，石 灰石粉因易于粉磨、低反應(yīng)活性、低需水量比，將其與建筑垃圾組合可以使道路混凝土具有 良好工作性和后期強度，并且可提高混凝土的早期耐磨性。
[0007] CN101386504A公開了一種余泥渣土提煉工藝，其包括以下步驟：收集余泥渣土； 從余泥渣土中分揀出所需要的建筑原料及可再生原料；在密閉的鍋爐內(nèi)燃燒分揀出的建筑 原料，并利用燃燒氣體發(fā)電；粉碎燃燒產(chǎn)物，形成顆?；蚍勰?；將粉碎形成的顆?；蚍勰┡c 水泥按照預定配比進行混合，然后將混合物制成所需的制品。本發(fā)明還提供經(jīng)過上述提煉 后的余泥渣土與水泥混合制品。該余泥渣土提煉工藝充分利用廢棄的余泥渣土，解決城市 建設(shè)過程中日益增多的余泥渣土，并將其變廢為寶，回收利用制成環(huán)保型水泥制品。
[0008] CN103769312A公開了一種泥水盾構(gòu)渣土處理回收利用的施工方法，其特征在于： 其包括以下步驟，1)、循環(huán)泥漿由泵送入預篩器上的進漿槽，經(jīng)過預篩器的兩層粗篩振動篩 選后，將粒徑在2mm以上的渣料分離出來；2)、篩余的泥漿進入預篩下面的儲漿槽，由一級 泵送至一級旋流器組，泥漿經(jīng)一級旋流器組中的一級除砂單元凈化處理后清除絕大部分 74 以上的砂質(zhì)顆粒，一級處理后的漿液進入一級溢流排漿泥漿箱；3)、二級泵把一級溢 流排漿泥漿里的漿液送至二級旋流器組，二級旋流器組中的二級旋流除泥器可清除泥漿中 20 y m以上的泥質(zhì)顆粒，二級處理后的漿液進入二級溢流排漿泥漿箱；4)、一級旋流器組和 二級旋流器組共用同一個脫水篩進行脫水處理；5)、二級處理后的漿液進入泥漿池，經(jīng)調(diào)配 后泵送回井下，進入盾構(gòu)環(huán)流系統(tǒng)重復使用。
[0009] CN101239804A公開了一種采用建筑垃圾制造建材的方法，其對城市建筑材料依次 進行分揀、磁選、一次破碎和重力分選，將建筑垃圾分離為重物料、輕物料和礦物物料，并將 所述的礦物物料經(jīng)過二次破碎后用于制造建筑材料，所述建筑材料的原料包括：纖維物料 5-10份、礦物物料40-60份、低水水泥20-30份和其他物料0-30份，所述建筑材料的生產(chǎn) 過程為將纖維物料、礦物物料和其他物料混合均勻，再加入低水水泥混合均勻，加水攪拌成 漿，置入模具中振動成型或加壓成型，自然養(yǎng)護后形成建筑用板材產(chǎn)品。在該專利文獻中， 僅僅利用了建筑垃圾中的礦物物料，建筑垃圾總體利用率低，獲得礦物物料的步驟繁瑣，并 且在建筑材料中礦物物料的比例不高，更為重要的時，該建筑垃圾是用于制備板材產(chǎn)品，而 不是用于制備對強度、耐水性要求較高的道路鋪筑材料。
[0010] W02006033561A1公開了一種分離建筑廢棄物的方法。在所述方法中，將粉碎成 預定尺寸的建筑廢棄物加入到沉淀槽的液體中，并根據(jù)比重在槽中將其分離成各種組分， 其中，所述液體具有比回收組分的比重低但比剩余組分的比重高的參考比重，從而僅使要 回收的組分通過沉淀到所述沉淀槽的底部而進行分離。根據(jù)所述方法，可以容易地將包含 在建筑廢棄物中的其它雜質(zhì)與優(yōu)質(zhì)的可重復利用的混凝料分離。具體地，對分離液體的參 考比重進行適當?shù)恼{(diào)整，從而甚至可以容易地將比水重的各種雜質(zhì)（瓦片、紅磚、浙青混凝 土、水泥漿塊等）與可重復利用的混凝料分離。該文獻主要關(guān)注的是建筑垃圾的分選。
[0011] JP2006257681A公開了一種利用建筑垃圾制造礦物材料的方法，該方法能夠有效 減少建筑垃圾在高溫處理時產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化合物的揮發(fā)，其通過將貝殼燃燒并粉碎產(chǎn) 生的多孔性貝殼碎料與所述材料接觸來吸附建筑垃圾高溫處理時產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化合 物，從而使建筑垃圾的再利用更加綠色和安全。該方法成本比較高。
[0012] KR100938212B1公開了一種用于筑路的組合物，該組合物包含20-40重量％樹脂、 22-27重量％環(huán)保集料、22-27重量％再循環(huán)碎片材料、13-18重量填料、1. 5-5重量顏料和 和1. 5-3重量％常見添加劑。該組合物成本含有大量樹脂，成本比較高且不耐老化，另外由 于缺少水泥組分，至少強度嚴重不足。
[0013] 非專利文獻"建筑垃圾模壓制品力學性能的研究"，陳日高等，混凝土，2011年第8 期（總第262期），125-127,以成型壓力、建筑垃圾摻入量、粉煤灰取代水泥量為主要影響因 素，對建筑垃圾模壓制品（MPBW)的力學性能進行深入研究，試驗表明：以廢棄混凝土加工 處理成細集料，加入水泥為膠凝材料模壓制成的建材制品具有良好的力學性能，通過控制 成型壓力、改變建筑垃圾摻入量或粉煤灰取代水泥量，利用建筑垃圾可以生產(chǎn)出具有良好 力學性能的板材、塊材、構(gòu)件等建材制品。該文獻主要針對的是成型制品，并且垃圾原料摻 入比例較低。
[0014] 非專利文獻"建筑垃圾再生微粉利用的試驗研究"，馬純滔等，寧夏工程技術(shù)，第8 卷第1期，2009年3月公開了建筑垃圾再生微粉的制造和使用方法，其中再生微粉的原料是 在混凝土再生骨料破碎、篩分等過程中，不可避免地會產(chǎn)生占再生骨料質(zhì)量10%左右、粒徑 < 0. 16mm的細粉料，研磨獲得微粉的最大比表面積僅為735. 4m2/kg。
[0015] 需要一種將渣土和石灰石粉復合制備的道路鋪筑材料，其可以用在道路鋪筑的道 路底基層、基材和/或水穩(wěn)層中，使得渣土和石灰石粉能夠得到有效利用并且該道路鋪筑 材料的性能能夠達到道路鋪筑的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明人經(jīng)過深入研究，提出了一種新的 解決方案，選擇將渣土和石灰石粉復合來制備道路鋪筑材料，能夠使渣土和石灰石粉相互 補充，協(xié)同發(fā)揮作用，使得它們既能夠得到綜合利用，還能夠使制備的道路鋪筑材料性能完 全可達標。本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
[0017] 在一方面，提供了一種道路鋪筑材料，基于該道路鋪筑材料的總重量計，其包含 1-10重量％由廢陶瓷制得的具有活性的微粉、40-70重量％的渣土、15-30重量％的石灰石 粉和0. 02-0. 06重量％的激發(fā)劑。
[0018] 所述由廢陶瓷制得的具有活性的微粉的含量優(yōu)選為2-10重量％，更優(yōu)選為5-8重 量％。
[0019] 所述漁土的含量優(yōu)選為35-60重量％，更優(yōu)選40-50重量％。
[0020] 所述石灰石粉的含量優(yōu)選為15-25重量％,更優(yōu)選15-20重量％。
[0021] 所述激發(fā)劑的含量優(yōu)選為0. 02-0. 06重量％，更優(yōu)選為0. 03-0. 05重量％。
[0022] 渣土在建筑材料方面屬于軟質(zhì)材料，建筑渣土在碾壓過程中會發(fā)生比較嚴重的顆 粒破碎并產(chǎn)生細顆粒，從而影響道路的鋪筑施工以及路基填料CBR值。通常人們都認為石 灰石粉是惰性粉料，只認識到它的填充效應(yīng)，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，石灰石粉在渣土中充當了水 化硅酸鈣（C-Si-H)的成核基體，降低了成核位魚，加速了渣土的水化，從而可以大大提高 渣土的密實性，進而提高CBR值，使得可以提高道路的體積穩(wěn)定性，保證耐久性。另外應(yīng)指 出的是，現(xiàn)有技術(shù)中一般集中研究的是摻合石灰石粉的水泥基材的性能改善，研究其二者 之間的相互作用。關(guān)于渣土和石灰石粉二者之間相互作用的研究尚未見報導。
[0023] 本發(fā)明的渣土優(yōu)選為改性建筑渣土，所述改性方法可以包括以下步驟：
[0024] (1)將建筑漁土進行風干，然后粉碎，過6mm篩，收集粒徑大于6mm且小于30mm的 建筑漁土作為粗料，粒徑小于6mm的建筑漁土作為細料；
[0025] (2)將所述細料與石灰粉混合均勻，然后在自然條件下放置1-3天，制得第一混合 料，其中基于第一混合料的總重量計，石灰粉的含量為5-15重量％，并且其中，石灰粉的粒 徑小于Imm ;
[0026] (3)將所述粗料與火山灰、粉煤灰和硫酸鈣依次混合均勻，然后在自然條件下放置 3-5天，制得第二混合料，其中基于第二混合料的總重量計，火山灰的含量為1-5重量％，粉 煤灰的含量為5-10重量％，硫酸鈣的含量為0.2-1. 0重量％，并且其中，火山灰的粒徑小于 0? 50mm，粉煤灰的粒徑小于Imm ;和
[0027] (4)將第一混合料和第二混合料混合均勻，第一混合料與第二混合料的重量比為 3 : 1至1.5 : 1，得到聯(lián)合改性的建筑渣土。
[0028] 所述硫酸鈣可以為市售硫酸鈣粉末，其可以在沒有進一步處理的情況下直接使 用。
[0029] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在堿性條件下，礦渣在OF離子的強烈作用下克服了富鈣相的分解 活化能，首先使Ca-0、Mg-O鍵斷裂，使富鈣相的堆聚結(jié)構(gòu)解體，生成大量的活性單元，這些 活性單元是不穩(wěn)定的新生態(tài)，既能相互鏈接，也能和溶液中的Ca 2+結(jié)合成新的CSH凝膠體， 富鈣相被瓦解后，礦渣玻璃體的連續(xù)結(jié)構(gòu)支離破碎，富硅相裸露出來，or離子作用下，富硅 相中Si-〇-Si、Si-O-AUAl-O-Al等鍵也發(fā)生斷裂，玻璃體徹底瓦解。SiO 44'AlO45' Ca2+離 子進入溶液，重新組合，形成新的水化產(chǎn)物。
[0030] 此外，火山灰和粉煤灰是一類高硅、高鋁、低鈣的玻璃體，聚合度大，網(wǎng)絡(luò)嚴密，要 充分激發(fā)其活性，必須破壞其Si-0、Al-O鍵，Si-O鍵的斷裂主要受堿度的影響，Al-O鍵的 斷裂除了受or離子的影響外，還與SO廣有關(guān)，因此在本發(fā)明中選擇硫酸鈣可以同時激發(fā)火 山灰、粉煤灰以及渣土。硫酸鈣可以來自于火力發(fā)電廠石膏法廢氣處理后產(chǎn)生的硫酸鈣廢 棄物，易于獲得且價格便宜。
[0031] 所述道路鋪筑材料優(yōu)選不包含水泥、浙青或水泥混凝土。
[0032] 所述具有活性的微粉可以通過將廢陶瓷破碎、研磨獲得。
[0033] 所述具有活性的微粉的比表面積可以為1000_3000m2/kg，優(yōu)選2000-2500m 2/kg。
[0034] 替代地，所述渣土可以直接使用建筑物或構(gòu)筑物在拆除、改建和/或擴建過程中 產(chǎn)生的渣土經(jīng)粉碎獲得的物料，例如廢混凝土；或者建筑物施工開挖和/或地鐵施工開挖 產(chǎn)生的土類渣土。也可以使用所述渣土經(jīng)改性后得到的改性渣土。
[0035] 優(yōu)選地，所述渣土還可以通過包括以下步驟的方法制得：
[0036] (1)使用破碎設(shè)備，將建筑物或構(gòu)筑物的拆除、改建和/或擴建中產(chǎn)生的廢混凝土 破碎，然后篩分，收集粒徑在2-20mm范圍內(nèi)的粉碎顆粒，和粒徑小于2mm的粉碎顆粒；
[0037] (2)獲取建筑物施工開挖和/或地鐵施工開挖產(chǎn)生的土類渣土，將該土類渣土與 步驟（1)獲得的粒徑小于2mm的粉碎顆粒和氧化鈣混合均勻，并且在常溫下靜置3天以上， 優(yōu)選3-10天，所述土類渣土與步驟（1)獲得的粒徑小于2_的粉碎顆粒以及氧化鈣三者的 重量比為1000 : (10?5) : (1?0. 2)，得到改性土類渣土；和
[0038] (3)將步驟（1)收集的粒徑在2_20mm范圍內(nèi)的粉碎顆粒與步驟（2)制得的改性土 類渣土以（90-100) : (5-10)的重量比混合均勻，制得用于道路鋪筑材料的渣土。
[0039] 通過該方法獲得的渣土更能夠與微粉和激發(fā)劑發(fā)揮有利協(xié)同作用，進一步提高道 路鋪筑材料的強度和硬度。
[0040] 應(yīng)指出的是，在現(xiàn)有的以建筑垃圾為原料的再生微粉制備中，其采用的原料基本 上均是廢混凝土制備骨料中產(chǎn)生的細顆粒物質(zhì)，并且制備的微粉難以獲得較大的比表面 積。更需要指出的是，在現(xiàn)有的以建筑垃圾為原料的再生微粉制備中，為了使制得的建筑或 道路鋪筑材料滿足要求，僅僅用再生微粉替代混凝土材料中部分水泥，而不能完全替代水 泥。
[0041] 本發(fā)明人出人意料的發(fā)現(xiàn)，通過將廢陶瓷進行破碎、研磨，可以獲得高表面積的性 能非常優(yōu)異的微粉，其在被本發(fā)明的激發(fā)劑激發(fā)后在某些性能方面超過了水泥，使得能夠 完全替代道路鋪筑材料中通常所用的水泥，且同時能夠達到道路鋪筑所要求的性能指標。 推測其原因，可能是因為建筑垃圾中的混凝土與廢陶瓷相比，吸水性較大、強度較低、脆性 較大，這些特點導致由再生廢混凝土制備的微粉難以完全替代道路鋪筑材料中的水泥。相 比之下，廢陶瓷粉末用作道路鋪筑材料在反應(yīng)時，可以增強渣土水化，提高密實度。
[0042] 本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，所述具有活性的微粉的比表面積只有在1000-3000m2/kg的范圍 內(nèi)才能夠有效發(fā)揮水泥的替代作用，使道路鋪筑材料獲得所需的抗壓強度。當微粉的比表 面積小于IOOOmVkg時，則該微粉的潛在活性不夠，例如使道路的抗壓強度、抗裂性能不足。 而當比表面積大于3000m 2/kg時，則性能提高不再顯著并且制備成本增加。相比之下，當使 用廢棄混凝土進行微粉的研磨時，由于其吸水性大，易于導致潮濕，并且由于成分復雜，包 含一定比例難以研磨的砂粒，即使通過研磨也難以獲得500m 2/kg以上的比表面積，再加之 所述吸水性大、強度低等特點，導致在道路鋪筑材料中僅僅能夠替代有限部分的水泥。本發(fā) 明中廢陶瓷的研磨可以在研磨介質(zhì)存在下進行。本發(fā)明中廢陶瓷的研磨可以在研磨介質(zhì)存 在下進行，所述研磨介質(zhì)優(yōu)選為硅酸鋯球和的釔穩(wěn)定氧化鋯球的混合介質(zhì)。
[0043] 在施工垃圾中，廢陶瓷占相當?shù)谋壤?，例如廢瓷磚等等，這些都為本發(fā)明微粉的制 備提供了充足的來源。
[0044] 在本發(fā)明的道路鋪筑材料中，激發(fā)劑可以為復合生物激發(fā)劑，也可以為堿類激發(fā) 劑和/或鹽類激發(fā)劑。
[0045] 所述復合生物激發(fā)劑可以為TerraZyme酶、P -葡糖苷酶和磷酸酶以（10? 15) : (1?2) : (2?3)重量比的混合物。
[0046] 通過該3種酶的組合，可以使其發(fā)現(xiàn)相互促進作用。當使用所述復合生物激發(fā)劑 的道路鋪筑材料用作基層材料時，能夠顯著無側(cè)限抗壓強度、抗彎拉性能、抗壓及抗彎拉模 量，尤其能夠使無側(cè)限抗壓強度相對于所述不添加所述復合生物激發(fā)劑或者使用單一生物 激發(fā)劑（例如TerraZyme酶）的道路鋪筑材料，能夠提高至少約17%。本發(fā)明的復合生物 激發(fā)劑還可以增加了鋪筑材料的穩(wěn)定性，延長了道路的壽命，并且能夠?qū)﹂L期存在基層中， 可長期保持固化效果。
[0047] 在本發(fā)明的道路鋪筑材料中，關(guān)于所述堿類激發(fā)劑和/或鹽類激發(fā)劑，優(yōu)選為堿 類激發(fā)劑和鹽類激發(fā)劑的組合，即復合激發(fā)劑。堿激發(fā)主要是增加漿體的OIT濃度.提高 液相堿度，使液相的pH值保持大約12左右，有利于鈣礬石的形成和C 3S、C2S水化速度的提 高，從而激發(fā)了道路鋪筑材料中微粉的活性。當pH值提高時，液相中氫離子濃度降低，平衡 向生成硅酸要離子的方向移動，從而使穩(wěn)定礦尾砂中早期火山灰系列水化產(chǎn)物的生成量增 力口，強度相應(yīng)提高。
[0048] 本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，通過單一的堿激發(fā)劑有時難以使道路鋪筑材料達到所需要求， 激發(fā)劑與其它材料的匹配性較差，且道路鋪筑材料的穩(wěn)定性不理想。本發(fā)明人經(jīng)過大量研 究和試驗，尋求復合激發(fā)劑與所述微粉和渣土類原料的最佳匹配關(guān)系，最終發(fā)現(xiàn)通常還優(yōu) 選加入一定量的鹽類激發(fā)劑。
[0049] 所述復合激發(fā)劑為堿類激發(fā)劑A和鹽類激發(fā)劑B的組合物，激發(fā)劑A與B的重量 比為2 : 1-6 : 1;堿類激發(fā)劑A為基于堿類激發(fā)劑A的總重量計20-30重量％ Ca(0H)2、 10-20重量％ Na0H、20-40重量％ Na2CO3和20-30重量％ Na2SiO3，9H20的混合物；鹽類激發(fā) 劑B為基于鹽類激發(fā)劑B的總重量計20-40重量％ Na2S04、20-30重量％ CaSO4，2H20、10-20 重量％ CaCl2和20-30重量％ Ca2SO4的混合物。
[0050] 該道路鋪筑材料還可以包含1-5重量％來自建筑垃圾的改性和增強的木材纖維 材料，其中所述改性和增強的木材纖維材料通過如下方法制得：
[0051] (1)將建筑垃圾中的廢木材短切成最大直徑為0. 5_2cm的片段材料；
[0052] (2)將短切的片段材料置于攪拌罐內(nèi)，加入表面改性劑的水溶液，攪勻，片段材料 與表面改性劑的質(zhì)量比為200 : 1-500 : 1，所述表面改性劑為聚乙烯聚吡咯烷酮，溶液中 聚乙烯聚吡咯烷酮的濃度為20-30重量％ ;
[0053] (3)向表面改性后的片段材料中加入聚乙烯粉末、聚丙烯粉末或其混合物，混合均 勻，使片段材料的表面附著聚乙烯粉末、聚丙烯粉末或其混合物，所述片段材料與聚乙烯、 聚丙烯或其混合物的質(zhì)量比為10 : 1-100 : 1 ;
[0054] (4)將步驟（3)得到的混合料在110°C _220 °C，優(yōu)選120°C _180°C，更優(yōu)選 130-170°C的條件下熱處理30-60分鐘，冷卻至室溫后得到改性和增強的木材纖維材料。
[0055] 所述木材片段材料與聚乙烯粉末、聚丙烯粉末或其混合物的合適質(zhì)量比，使得在 熱處理后，熱熔的聚乙烯和/或聚丙烯恰好能夠基本上完全包覆木材片段的表面，如果所 述聚合物材料用量較少，則不能夠完全覆蓋木材片段的表面，使木材片段材料在作為路基 材料使用過程中易于降解例如腐爛，而如果所述聚合物材料用量過大，則在成本方面不是 有效的，并且使木材本身的性能例如韌性和一定強度難以發(fā)揮出來。
[0056] 如前文所述，在目前的建筑垃圾回收利用中，建筑垃圾中的廢舊木材沒有得到有 效利用，例如裝修垃圾中包含相當比例的木材類建筑垃圾，都沒有得到充分利用，往往是被 焚燒掉，不僅沒有有效利用其價值，還造成嚴重環(huán)境污染。針對該問題，本發(fā)明人經(jīng)過研究 發(fā)現(xiàn)，通過按照上述方法對木材進行改性和增強，可以特別有利地將其用作道路的水穩(wěn)層、 基層等中。以前的普遍認識是，木材易于腐爛，特別是在有水存在著的環(huán)境中，難以用在道 路鋪筑材料中，更難以用在水穩(wěn)層中。在本發(fā)明中，通過對其進行改性和增強處理，使其具 有足夠的耐水性，同時即使其在道路鋪筑中用在水穩(wěn)層、基層等中，也不會由于光的作用而 導致改性材料老化。
[0057] 所述聚乙烯、聚丙烯或其混合物優(yōu)選來自垃圾中的廢塑料。優(yōu)選聚乙烯，更優(yōu)選 線性低密度聚乙烯（LLDPE)。本領(lǐng)域已知，垃圾例如建筑垃圾中的廢塑料（如各種廢塑料 瓶）主要是線性低密度聚乙烯（LLDPE)，其具有強度高、韌性好、剛性強、耐熱、耐寒、化學穩(wěn) 定性好等優(yōu)點，還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂、耐撕裂強度等性能，并且可耐酸、堿、有機溶 劑等。本發(fā)明人經(jīng)過深入研究發(fā)現(xiàn)，所述這些性能與路基材料中所要求的材料性能非常吻 合，因此優(yōu)選使用來自垃圾中的廢塑料的聚乙烯對木材纖維材料進行增強。通過本發(fā)明方 法獲得的木材纖維材料不僅進一步增強了木材纖維本身的韌性，還提供了高強度、高剛性、 高耐熱、高耐寒、高化學穩(wěn)定性這樣的所需性能。將建筑垃圾中的聚乙烯材質(zhì)的廢塑料粉碎 成粉末即可用在所述方法中。
[0058] 與此形成鮮明對比的是，一直以來，即使對廢木材進行再利用，也通常是對木材進 行防腐處理，然而這需要使用防腐劑，防腐劑通常是鉻酸鹽、硼酸鹽、砷酸銅等鹽，如果用在 道路鋪筑材料的，會造成非常嚴重的環(huán)境污染，例如土壤污染。
[0059] 此外，在本發(fā)明的木材纖維改性過程中，針對木材的表面物理和化學結(jié)構(gòu)，從大量 其它領(lǐng)域中使用的界面增容劑中篩選出聚乙烯聚吡咯烷酮作為界面增容劑，聚乙烯聚吡咯 烷酮具有極性的側(cè)基和疏水的主鏈，可以分別與木材和聚乙烯（或聚丙烯）接觸，起到降低 界面張力的增容作用，這種高分子增容劑的使用，避免了增容劑在使用過程中的遷移，有利 于發(fā)揮出穩(wěn)定的增容效果，同時有利于確保復合材料的性能穩(wěn)定性。將聚乙烯聚吡咯烷酮 配制成溶液，優(yōu)選含水溶液使用，方法簡便，不使用有機溶劑，進而還具有很好的環(huán)保性。
[0060] 本發(fā)明還涉及上述道路鋪筑材料的制備方法，該方法包括以下步驟：
[0061] 將1-10重量％由廢陶瓷制得的具有活性的微粉、40-70重量％的渣土、15-30重 量％的石灰石粉和0. 02-0. 06重量％的激發(fā)劑、以及可選的1-5重量％來自建筑垃圾的改 性和增強的木材纖維材料和可選的〇. 01-2重量％的外加劑混合均勻，其混合順序如下：
[0062] (1)將1-10重量％由廢陶瓷制得的具有活性的微粉、15-30重量％的石灰石粉和 0. 02-0. 06重量％的激發(fā)劑混合，充分攪拌至均勻；
[0063] (2)任選將步驟（1)得到的混合物與可選的1-5重量％來自建筑垃圾的改性和增 強的木材纖維材料和0. 01-2重量％的外加劑混合；和
[0064] (3)將步驟（2)得到的混合物與40-70重量％的渣土混合，充分攪拌至均勻。
[0065] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)中常見的將所有原料同時加入并混合的方法相比，在 本發(fā)明的方法中激發(fā)劑更能夠激發(fā)微粉和渣土的活性，其原因主要在于，如果在初始混合 步驟中將比例非常低的激發(fā)劑與比例非常大的渣土材料混合，則容易被渣土材料包裹，從 而使其難以和微粉材料接觸；另外，石灰石粉一般粒度較細且粘附性小，因此可以在初始步 驟中與活性微粉和激發(fā)劑混合。
[0066] 在一個優(yōu)選實施方案中，建筑垃圾分揀步驟過程中分揀出的木材可以作為改性和 增強的木材纖維材料的原料，由所述木材制備改性和增強的木材纖維材料的方法包括以下 步驟：
[0067] (1)將建筑垃圾中的廢木材短切成最大直徑為0. 5_2cm的片段材料；
[0068] (2)將短切的片段材料置于攪拌罐內(nèi)，加入表面改性劑的水溶液，攪勻，片段材料 與表面改性劑的質(zhì)量比為200 : 1-500 : 1，所述表面改性劑為聚乙烯聚吡咯烷酮，溶液中 聚乙烯聚吡咯烷酮的濃度為20-30重量％ ;
[0069] (3)向表面改性后的片段材料中加入聚乙烯粉末、聚丙烯粉末或其混合物，混合均 勻，使片段材料的表面附著聚乙烯粉末、聚丙烯粉末或其混合物，所述片段材料與聚乙烯、 聚丙烯或其混合物的質(zhì)量比為10 : 1-100 : 1 ;
[0070] (4)將步驟（3)得到的混合料在110°C -220 °c，優(yōu)選120°C -180°c，更優(yōu)選 130-170°C的條件下熱處理30-60分鐘，冷卻至室溫后得到改性和增強的木材纖維材料。
[0071] 當然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識到的是，如果建筑垃圾中的木材、廢塑料得到的聚 乙烯粉末的量不能夠滿足配料的需求，也任選可以從其它廢物處理領(lǐng)域獲取。
[0072] 在另一個優(yōu)選實施方案中，本發(fā)明的道路鋪筑材料中還可以包含0. 01-5重量％， 優(yōu)選0. 05-2重量％的混凝土外加劑。
[0073] 本發(fā)明的混凝土外加劑優(yōu)選包含或者是通過使如下單體（I)和單體（II)共聚獲 得的共聚物：
[0074] (I)
[0075]

【權(quán)利要求】
1. 一種道路鋪筑材料，基于該道路鋪筑材料的總重量計，其包含1-10重量％由廢陶 瓷制得的具有活性的微粉、40-70重量％的渣土、15-30重量％的石灰石粉和0. 02-0. 06重 量％的激發(fā)劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的道路鋪筑材料，其中該道路鋪筑材料不包含水泥、浙青或 水泥混凝土。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的道路鋪筑材料，其中所述具有活性的微粉通過將廢陶瓷 破碎、研磨獲得。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的道路鋪筑材料，其中所述具有活性的微粉的比表面積為 1000-3000m2/kg。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的道路鋪筑材料，其中所述激發(fā)劑為復合生物激發(fā) 劑。
6. 權(quán)利要求1-5中任一項所述的道路鋪筑材料的制備方法，該方法包括以下步驟：將 1-10重量％具有活性的微粉、40-70重量％的渣土、15-30重量％的石灰石粉、0. 02-0. 06重 量％的激發(fā)劑混合均勻，其混合順序如下： (1) 將1-10重量％具有活性的微粉、15-30重量％石灰石粉和0. 02-0. 06重量％的激 發(fā)劑混合，充分攪拌至均勻； (2) 將步驟（1)得到的混合物與40-70重量％渣土混合，充分攪拌至均勻。
【文檔編號】E01C7/36GK104278611SQ201410354574
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】韓先福, 賀偉力, 李建勇, 吳晟, 楊欣 申請人:北京奧潤開元環(huán)?？萍佳芯吭河邢薰?br>