黄金尾矿道路铺筑方法

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体提供一种黄金尾矿道路铺筑方法。

背景技术

现有技术中黄金尾矿主要用于生产各种工业建筑材料，虽然已有应用于道路铺筑的文献公开，但由于存在粘性低、强度低、级配不良和遇水松散等特点，需要与大量水泥或固化剂掺配使用，且水泥或固化剂的使用量高达黄金尾矿质量的10-20％左右，用量大，工程成本高，制约了黄金尾矿的利用，造成实际的工程应用很少。

发明内容

本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种成本低、铺筑效果好的黄金尾矿道路铺筑方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：黄金尾矿道路铺筑方法，向黄金尾矿内掺加适量风化砂、水泥和水，充分拌和后铺筑成道路路基或底基层，水泥的掺量不高于混合材料总质量的6％。

作为优选，风化砂、黄金尾矿和水泥的质量比为(15-40):(50-80):(4-6)。混合材料用于道路路基铺筑时，风化砂、黄金尾矿和水泥的质量比进一步优选为(15-25):(65-80):(4-6)，特别优选为(17-22):(73-78):(5-6)。混合材料用于道路底基层铺筑时，风化砂、黄金尾矿和水泥的质量比进一步优选为(25-40):(50-65):(4-6)，特别优选为(35-40):(53-58):(5-6)。

作为优选，水泥的掺量为混合材料总质量的5-6％，进一步优选为5.5-6.0％。所述水泥优选为32.5水泥或42.5水泥。

作为优选，水的添加量高于最佳含水量2-3个百分点。

作为优选，风化砂级配满足以下要求时，能够与黄金尾矿更好配合，达到最佳强度：

标准筛孔16mm通过率为100％；标准筛孔13.2mm通过率范围为90～100％；标准筛孔9.5mm通过率范围为75～100％；标准筛孔4.75mm通过率范围为50～85％；标准筛孔0.6mm通过率范围为15～40％；标准筛孔0.075mm通过率范围为0～10％。

进一步的，当铺筑底基层时，推荐的风化砂级配范围如下：

表1.底基层用风化砂推荐级配范围(通过率％)

作为优选，开采的风化砂原材料经两次过筛、两次破碎得到所述风化砂，包括：

a、将可见的100mm以上大块拍碎或碾碎；

b、利用具有一定斜度的100mm筛子筛除风化砂中超过100mm的大块，大块自然滚落到筛外，筛子斜度优选为35-45度；

c、使用锤式破碎机或反击式破碎机对风化砂进行破碎处理，使风化砂颗粒进一步破碎变细，成为不易再次破碎且强度稳定的颗粒；

d、利用16mm方孔筛，过筛得到小颗粒可用风化砂。

作为优选，先向黄金尾矿内掺加风化砂，拌和均匀后再掺加水泥和水。

作为优选，黄金尾矿、风化砂、水泥和水经两级拌和处理，一级拌和采用振动式拌和缸，二级拌和采用强制式拌和缸。

作为优选，黄金尾矿、风化砂、水泥和水的两级拌和处理包括：

S1.先按比例将黄金尾矿、风化砂加入振动式拌和缸中，随即按比例加入水泥和水，持续振动搅拌8-9秒，完成第一次搅拌；

S2.将混合料转入强制式拌和缸中，对在一级搅拌过程中可能破碎细化的颗粒再次进行充分搅拌(搅拌时间优选为12-15秒)，保证水泥裹覆效果和混合料拌和均匀。

本发明的黄金尾矿道路铺筑方法以风化砂、水泥与黄金尾矿掺配使用，和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：

(一)一方面，风化砂颗粒相对较大，可调整黄金尾矿的级配，有效提高混合料密实度；另一方面，风化砂颗粒表面粗糙，可提高混合料的摩擦力和咬合力，而黄金尾矿中的粉料多，可提高混合料的粘聚力。两者形成的混合料在加入水泥后，水泥的连接作用使混合料的强度比单纯在黄金尾矿中加入水泥的混合料强度有大幅提升，使黄金尾矿可用于道路路基或路面底基层铺装；

(二)风化砂经特定流程的2次过筛，2次破碎，保证了风化砂的颗粒强度及颗粒均匀程度，进而使混合料具有更好的整体均匀性、稳定性；

(三)混合料采用两级串联拌和(第一级的振动式拌和与第二级的强制式搅拌)，第二级拌和缸可以对一级搅拌过程中破碎细化的颗粒再次进行充分搅拌，进一步提升水泥裹覆的均匀性；

(四)水泥用量低，且对水泥性能没有严格要求，即便采用32.5水泥也能很好的满足道路路基或路面底基层的铺装要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

实施例:

【物料说明】

(1)黄金尾矿，来源于山东省招远市S19龙青高速招远玲珑出口附近的黄金尾矿库，其粒径分析结果见表2。

表2.黄金尾矿样品通过各筛孔质量百分率(％)

(2)水泥，32.5级粉煤灰硅酸盐水泥，购自招远玲珑水泥有限公司。

(3)风化砂，样品1采自山东省招远市邹格庄村；样品2采自招远市初山东路附近。

风化砂的开采及预处理方法为：

a、风化砂的开采采用薄层剥离法，通过推土机的薄层剥离，完成对风化砂的第一次外力破碎，并应在装车前将可见的100mm以上大块拍碎或碾碎。

b、在拌和站风化砂的上料斗上安装100mm筛子(筛子的斜度40度)，完全过滤掉风化砂中超过100mm的大块，并使大块自然滚落到料斗以外。

c、使用锤式破碎机对风化砂进行破碎处理，所述锤式破碎机出料口加装有16mm方孔筛，大于16mm的风化砂结块直至被击碎成小颗粒方能从破碎机中流出。

d、对风化砂进行筛分，得到样品1和样品2风化砂具体级配，如表3所示。

表3.风化砂样品通过各筛孔质量百分率(％)

【物料组成】

设计试验所用的物料配比，实施例1和实施例3所用风化砂为样品1；实施例2、实施例4所用风化砂为样品2。对比组1、对比组2全部使用黄金尾矿。各实施例物料组成如表4所示。

表4.各实施例物料组成

【混合料制备及性能检测】

(1)搅拌

采用两级拌和缸串联的拌和方式对物料充分拌和，两级拌和缸分别为第一级双卧轴振动式拌和缸、第二级双卧轴强制式拌和缸：

S1.先按比例将黄金尾矿、风化砂加入第一级振动式拌和缸中，随即按比例加入水泥和高于最佳含水量2个百分点的水，持续振动搅拌8秒，完成第一次搅拌。由于采用的是双卧轴振动式拌和缸，黄金尾矿、风化砂的入缸时间与水泥、水入缸时间有1-2秒的时间差。

S2.将混合料转入第二级双卧轴强制式拌和缸中，对在一级搅拌过程中可能破碎细化的颗粒再次搅拌13秒，保证水泥裹覆效果和混合料拌和均匀。

(2)成型

分别取不同实施例配比搅拌完成后混合料的样品，根据交通部《公路土工试验工程》(JTG E40)，按照标准进行试件成型养护。

对比组1，对比组2采用室内拌和的方法，成型方式按照本条。

(3)性能检测

7天后，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51)进行无侧限抗压强度试验，检测数据见表5。

表5.性能检测数据

通过以上数据可以看出，①实施例1、实施例2强度满足路基要求；实施例3，实施例4强度满足路面底基层要求；②样品1风化砂更有利于黄金尾矿强度的提升；③通过与对比组1和对比组2的强度比较可见，风化砂的加入使得混合料的强度成倍增加，同等水泥用量的情况下，强度可增加到4.6-5.4倍。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。