含水原状盾构渣土免烧建筑材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含水原状盾构渣土免烧建筑材料及其制备方法。该制备方法，免烧建筑材料由以下重量份数的原料组成：含水原状盾构渣土1‑80份、活性废渣1‑30份、氢氧化钠0.1‑5份、硅酸钠0.1‑10份和水1‑20份，包括步骤：称取活性废渣、硅酸钠、含水原状盾构渣土和水，混合、破碎至含水原状盾构渣土中4.75mm或5mm以上的颗粒的含量不超过10％，得到混合物Ⅰ；向混合物Ⅰ中加入氢氧化钠，得到混合物Ⅱ；将混合物Ⅱ浇筑入模，得含水原状盾构渣土免烧建筑材料。该方法省去了中间的脱水和筛分工艺与环节，极大的降低了生产成本。本发明专利技术还包括上述方法制备得到的含水原状盾构渣土免烧建筑材料。

【技术实现步骤摘要】
含水原状盾构渣土免烧建筑材料及其制备方法
本专利技术涉及建材材料和固废处理
，尤其涉及一种含水原状盾构渣土免烧建筑材料及其制备方法。
技术介绍
由于在盾构掘进的过程中产生的含水原状盾构渣土含泥率高的同时又具有高含水率，如果不及时处理，会造成潜在的危险。首先，城市现有渣土消纳场严重不足，很多城市面临无地可堆的现状；其次，渣土消纳场附近寸草不生，已严重影响甚至破坏周边生态环境；最后，随着渣土堆存数量逐渐增大，其风险性也更高，一旦发生事故，后果不堪设想。由于含水原状盾构渣土的含水率较高，采用现有技术对含水原状盾构渣土进行资源化回收利用的过程中，需要先对其进行脱水处理，导致回收成本较高。受盾构区间水文地质条件等因素的影响，盾构掘进下来的渣土一般为各种中风化、强风化或全风化的黏土岩或土层，以及部分碎石、砂，成分比较复杂，这就导致原状渣土脱水极其困难。传统的脱水方式不外乎晾干或烘干，而前者效率太低，后者经济上显然不划算。对于土石混合渣土，现有的筛分效率低下，而对于含碎石较少的黏土岩或土层渣土，现有的方法脱水成本太高。因此，现有的处理与利用方式亟需改变，如若能将原状渣土不脱水直接利用，将极大的降低渣土的前端处理成本，同时，又提高其后端产品附加值。对渣土进行脱水处理再利用时，干渣土添加液体之后，由于渣土中的黏粒，会产生成团现象，不利于搅拌，因此很难达到均匀的状态。另外单独的脱水工艺成本高，脱水后的筛分也很困难。由于原状渣土含水，且有很多粗颗粒，在这种情况下可以想象到，制品的强度是很难达到基本的建筑材料的强度要求的；其次，很难使含水原状渣土与活性废渣搅拌达到均匀的状态。
技术实现思路
因此，本专利技术针对含水原状盾构渣土含水率高的特点，并且含水原状盾构渣土难以高效脱水与筛分的问题，且如何在保证了所制备免烧建筑材料具有较高的强度的同时，又确保了其耐水性和抗冻性能。为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种含水原状盾构渣土免烧建筑材料的制备方法，所述含水原状盾构渣土免烧建筑材料由以下重量份数的原料组成：含水原状盾构渣土1-80份(以干重计)、活性废渣1-30份、氢氧化钠0.1-5份、硅酸钠0.1-10份和水1-20份，并按照如下步骤制得：S1、按重量份数配比称取活性废渣、硅酸钠、含水原状盾构渣土和水，混合、破碎至所述含水原状盾构渣土中粗颗粒含量不超过10％，得到混合物Ⅰ；所述粗颗粒为4.75mm或5mm以上的颗粒；所述含水原状盾构渣土是指没有进行脱水处理的盾构渣土；S2、按重量份数配比向所述混合物Ⅰ中加入氢氧化钠，搅拌均匀，得到混合物Ⅱ；S3、将混合物Ⅱ浇筑入模，养护脱模得所述含水原状盾构渣土免烧建筑材料。优选地，在步骤S1中，先将所述活性废渣和所述硅酸钠混合均匀后，再加入至所述水和所述含水原状盾构渣土中进行破碎、混合。优选地，在步骤S2中，所述混合物Ⅱ的流动度大于140mm。优选地，在步骤S3中，将所述混合物Ⅱ注入模具的同时振捣模具。优选地，在步骤S1中，所述活性废渣的目数为200目以上。优选地，在步骤S2中，所述氢氧化钠为固体片状或粒状分析纯。优选地，在步骤S1中，所述硅酸钠细度为100目以上，模数为2.3-3.0。优选地，在步骤S1中，所述活性废渣为粉煤灰和/或高炉矿渣。本专利技术还提出一种采用上述制备方法制备得到的含水原状盾构渣土免烧建筑材料。本专利技术与现有技术对比的有益效果包括：本专利技术通过按照重量份数配比将含水原状盾构渣土与活性废渣、硅酸钠和水进行破碎、混合，直至混合物料中4.75mm或5mm以上的粗颗粒含量不超过10％为止，使得混合物料达到均匀的流动状态，再加入一定比例的氢氧化钠，并搅拌至混合物料的流动度大于140mm，浇筑入模，自然养护脱模得到含水原状盾构渣土免烧建筑材料。通过在含水原状盾构渣土的基础上额外添加一定比例的水，使得渣土颗粒之间分散开来，相对于干渣土更容易搅拌，且渣土颗粒与活性废渣之间接触更加充分，使得混合物料达到初步的均匀状态。另外，通过向混合物料中加入的氢氧化钠，在其溶解过程中，会产生大量微小气泡并逐渐释放出来，同时由于氢氧化钠溶解过程中会释放大量的热量，使得物料温度升高，加剧了微小气泡的释放、扩散，加上搅拌的外力作用，使微小气泡均匀的分散在混合物料中，促使混合物料进一步分散开来，形成均匀的流动状，保证了含水原状盾构渣土免烧建筑材料成型后的均质性，即保证了免烧建筑材料强度较高的同时确保其离散性较小。相比于现有技术中采用对含水原状盾构渣土进行烘干、筛分后的细粒干渣土制备免烧建筑材料，本专利技术的技术方案省去了中间的脱水和筛分工艺与环节，极大的降低了生产成本，使含水原状盾构渣土生产免烧建筑材料变成现实，为含水原状盾构渣土的资源化利用提供了一种新的方法。本专利技术提出的含水原状盾构渣土免烧建筑材料具有较高的抗压强度和优异的耐水抗冻性能。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1是本专利技术含水原状盾构渣土免烧建材的制备方法的工艺流程图。图2a是本专利技术方案1浇筑制作工艺自然养护28d的固化试件单轴压缩应力-应变曲线。图2b是本专利技术方案1浇筑制作工艺自然养护28d的固化试件破坏形态图。图2c是本专利技术方案2浇筑制作工艺自然养护28d的固化试件单轴压缩应力-应变曲线。图2d是本专利技术方案2浇筑制作工艺自然养护28d的固化试件破坏形态图。图2e是本专利技术方案3浇筑制作工艺自然养护28d的固化试件单轴压缩应力-应变曲线。图2f是本专利技术方案3浇筑制作工艺自然养护28d的固化试件破坏形态图。图2g是本专利技术方案4浇筑制作工艺自然养护28d的固化试件单轴压缩应力-应变曲线。图2h是本专利技术方案4浇筑制作工艺自然养护28d的固化试件破坏形态图。图2i是本专利技术方案5浇筑制作工艺自然养护28d的固化试件单轴压缩应力-应变曲线。图2j是本专利技术方案5浇筑制作工艺自然养护28d的固化试件破坏形态图。图2k是本专利技术方案6浇筑制作工艺自然养护28d的固化试件单轴压缩应力-应变曲线。图2l是本专利技术方案6浇筑制作工艺自然养护28d的固化试件破坏形态图。图3a是本专利技术方案1浇筑制作工艺60℃养护3d的固化试件单轴压缩应力-应变曲线。图3b是本专利技术方案1浇筑制作工艺60℃养护3d的固化试件破坏形态图。图3c是本专利技术方案2浇筑制作工艺60℃养护3d的固化试件单轴压缩应力-应变曲线。图3d是本专利技术方案2浇筑制作工艺60℃养护3d的固化试件破坏形态图。图3e是本专利技术方案3浇筑制作工艺60℃养护3d的固化试件单轴压缩应力-应变曲线。图3f是本专利技术方案3浇筑制作工艺60℃养护3d的固化试件破坏形态图。图3g是本专利技术方案4浇筑制作工艺60℃养护3d的固化试件单轴压缩应力-应变曲线。图3h是本专利技术方案4浇筑制作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含水原状盾构渣土免烧建筑材料的制备方法，其特征在于，所述含水原状盾构渣土免烧建筑材料由以下重量份数的原料组成：含水原状盾构渣土1-80份(以干重计)、活性废渣1-30份、氢氧化钠0.1-5份、硅酸钠0.1-10份和水1-20份，并按照如下步骤制得：/nS1、按重量份数配比称取活性废渣、硅酸钠、含水原状盾构渣土和水，混合、破碎至所述含水原状盾构渣土中粗颗粒含量不超过10％，得到混合物Ⅰ；所述粗颗粒为4.75mm或5mm以上的颗粒；所述含水原状盾构渣土是指没有进行脱水处理的盾构渣土；/nS2、按重量份数配比向所述混合物Ⅰ中加入氢氧化钠，搅拌均匀，得到混合物Ⅱ；/nS3、将混合物Ⅱ浇筑入模，养护脱模得所述含水原状盾构渣土免烧建筑材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种含水原状盾构渣土免烧建筑材料的制备方法，其特征在于，所述含水原状盾构渣土免烧建筑材料由以下重量份数的原料组成：含水原状盾构渣土1-80份(以干重计)、活性废渣1-30份、氢氧化钠0.1-5份、硅酸钠0.1-10份和水1-20份，并按照如下步骤制得：
S1、按重量份数配比称取活性废渣、硅酸钠、含水原状盾构渣土和水，混合、破碎至所述含水原状盾构渣土中粗颗粒含量不超过10％，得到混合物Ⅰ；所述粗颗粒为4.75mm或5mm以上的颗粒；所述含水原状盾构渣土是指没有进行脱水处理的盾构渣土；
S2、按重量份数配比向所述混合物Ⅰ中加入氢氧化钠，搅拌均匀，得到混合物Ⅱ；
S3、将混合物Ⅱ浇筑入模，养护脱模得所述含水原状盾构渣土免烧建筑材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，先将所述活性废渣和所述硅酸钠混合均匀后，再加入至所述水和所述含水原状盾构渣土中进行破碎、混合。

【专利技术属性】
技术研发人员：习智琴，李水生，傅炎朝，
申请(专利权)人：中国建筑第五工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43