一种多源固废基泡沫轻质土及其制备方法与应用与流程

本发明属于路基工程，具体涉及一种多源固废基泡沫轻质土及其制备方法与应用。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、泡沫轻质土具有轻质性、重度和强度可调节性、自流性、直立性、易开挖及施工便捷性等特性，其填筑工程以降低荷重或土压力为目的，已经大量用于软基路堤、软基桥台台背、道路加宽路堤等路基工程中。实际工程中，泡沫轻质土主要由水泥、水和泡沫组成，掺料可根据性能要求和经济性进行选用。而传统烧制水泥产生的高能耗和高碳排放已无法满足当下环保发展的需求。

3、专利cn 116425563 a公开了一种铝土尾矿基泡沫轻质土及其制备方法，制备出高强度、抗渗性好、密度可调的泡沫轻质土，解决了铝土尾矿泥堆积的问题。cn 113149530 a公开了一种赤泥改性泡沫轻质土及其制备方法和应用，解决了泡沫轻质土干缩性大，极易在凝结硬化过程中产生干缩裂缝的问题，cn 112062532 a同样公开了一种赤泥基泡沫轻质土及其制备方法和应用，既可节省天然资源，又能减轻赤泥对环境的污染，能够降低制备成本；cn 112745088 a公开了一种道路系统路基加宽用泡沫轻质土及其施工方法，利用铝灰与碱性物质缓慢反应放出的气体在泡沫轻质土中形成细密的气泡，提高了泡沫轻质土的均匀性。

4、基于目前公开的专利，泡沫轻质土的原料虽用到一种或几种固废材料，但不能在满足泡沫轻质土强度高、耐久性好、抗收缩能力强、水稳定性好的各项路用性能的同时，仍实现降低成本，因此仍需进一步研究才可能用于实际工程，因此其不具备推广应用价值。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种多源固废基泡沫轻质土及其制备方法与应用，本发明基于固废材料制备了一种承载能力强、耐久性好、抗收缩能力强、水稳定性好、成本低的泡沫轻质土，用作路基填料，在满足路基性能要求的基础上减少对软弱地基的竖向压力。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

3、本发明的第一个方面，提供一种多源固废基泡沫轻质土，按质量份数计，包括：

4、第一掺合料14-22份，赤泥1-11份，石膏2-11份，第二掺合料1-17份，纤维0.1-0.5份，纳米纤维0.05-0.3份，钢渣粉5-20份，膨胀剂0.1-3份，高炉矿渣20-46份，偏高岭土8-23份，稳泡剂0.05-0.2份，发泡剂3-6份，水20-31份；

5、所述第一掺合料选自粉质土、锯泥和回收粉中的至少一种；

6、所述第二掺合料选自粉煤灰和脱碳煤矸石粉中的至少一种。

7、在本发明的一些实施例中，所述赤泥的ph为10-12.5；

8、所述石膏选自磷石膏、脱硫石膏或钛石膏中的一种；

9、所述纤维选自碳纤维、聚丙烯纤维和玻璃纤维中的至少一种；

10、所述纳米纤维选自碳纳米管、纳米纤维素和石墨烯中的至少一种；

11、所述膨胀剂为硫铝酸钙类混凝土膨胀剂；

12、所述稳泡剂选自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、十二烷基二甲基氧化胺和烷基醇酰胺中的至少一种；

13、所述发泡剂为蛋白发泡剂、碳酸氢钠、偶氮化合物、磺酰肼类化合物、十二烷基硫酸钠和木质素磺酸盐中的至少一种。

14、在本发明的一些实施例中，所述多源固废基泡沫轻质土的流动度为160-200 mm。

15、在本发明的一些实施例中，按质量份数计，所述多源固废基泡沫轻质土包括：

16、第一掺合料15-20份，赤泥1-5份，石膏2-7份，第二掺合料3-9份，纤维0.1-0.3份，纳米纤维0.05-0.2份，钢渣粉5-10份，膨胀剂0.1-2份，高炉矿渣20-30份，偏高岭土8-15份，稳泡剂0.05-0.15份，发泡剂3-6份，水20-31份。

17、在本发明的一些实施例中，按质量份数计，所述多源固废基泡沫轻质土包括：

18、第一掺合料18份，赤泥4份，石膏5份，第二掺合料5份，纤维0.2份，纳米纤维0.1份，钢渣粉6份，膨胀剂0.6份，高炉矿渣22份，偏高岭土10份，稳泡剂0.1份，发泡剂3份，水26份。

19、在本发明的一些实施例中，按质量份数计，所述多源固废基泡沫轻质土包括：

20、粉质土18份，赤泥4份，石膏5份，粉煤灰5份，纤维0.2份，纳米纤维0.1份，钢渣粉6份，膨胀剂0.6份，高炉矿渣22份，偏高岭土10份，稳泡剂0.1份，发泡剂3份，水26份。

21、本发明的第二个方面，提供一种所述的多源固废基泡沫轻质土的制备方法，包括：

22、按比例将第一掺合料、赤泥、石膏、第二掺合料、纤维、纳米纤维、钢渣粉、膨胀剂、高炉矿渣和偏高岭土混匀，加入水和稳泡剂，搅拌得到浆液；

23、将发泡剂按稀释倍率加水混合，制备泡沫，并将泡沫加入所得浆液中，搅拌，成型，养护，得到多源固废基泡沫轻质土。

24、在本发明的一些实施例中，所述制备方法包括：将泡沫加入所得浆液中，以400-500 r/min的搅拌速度搅拌1-2 min。

25、在本发明的一些实施例中，所述发泡剂的稀释倍率为30-50。

26、本发明的第三个方面，提供一种所述的多源固废基泡沫轻质土或所述制备方法制备的多源固废基泡沫轻质土作为路基填料的应用。

27、本发明的有益效果为：

28、与现有技术相比，本发明以粉质土、锯泥或回收粉，赤泥，石膏，粉煤灰或脱碳煤矸石粉，回收纤维，纳米纤维，钢渣粉，膨胀剂，高炉矿渣，偏高岭土作为填充料制备多源固废基泡沫轻质土，制备的泡沫轻质土承载能力强、耐久性好、抗收缩能力强、水稳定性好、成本较低，用作路基填料，在满足路基在使用年限内的路用性能要求的基础上减少对软弱地基的竖向压力，同时提高固体废弃物的利用率。具体的，本发明制备的用作路基填料的多源固废基泡沫轻质土在养护早期具有较高的强度等级，满足现行《气泡混合料轻质土填筑工程技术规程》（cjj/t 177）中强度要求。

29、本发明利用多源固废部分或全部替代水泥，符合环保发展和绿色公路建设目标，降低了生产成本，有利于推动大宗固废的全利用。

1.一种多源固废基泡沫轻质土，其特征在于，按质量份数计，包括：

2.如权利要求1所述的多源固废基泡沫轻质土，其特征在于，所述赤泥的ph为10-12.5；

3.如权利要求1所述的多源固废基泡沫轻质土，其特征在于，所述多源固废基泡沫轻质土的流动度为160-200 mm。

4.如权利要求1-3任一所述的多源固废基泡沫轻质土，其特征在于，按质量份数计，所述多源固废基泡沫轻质土包括：

5.如权利要求1-3任一所述的多源固废基泡沫轻质土，其特征在于，按质量份数计，所述多源固废基泡沫轻质土包括：

6.如权利要求1-3任一所述的多源固废基泡沫轻质土，其特征在于，按质量份数计，所述多源固废基泡沫轻质土包括：

7.一种权利要求1-6任一所述的多源固废基泡沫轻质土的制备方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将泡沫加入所得浆液中，以400-500 r/min的搅拌速度搅拌1-2 min。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述发泡剂的稀释倍率为30-50。

10.一种权利要求1-6任一所述的多源固废基泡沫轻质土或权利要求7-9任一所述制备方法制备的多源固废基泡沫轻质土作为路基填料的应用。