【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料，具体涉及基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着轨道交通的快速发展，盾构隧道施工产生的渣土量也在逐年增长。相关数据显示，我国目前每年排放工程废弃泥浆、渣土量超过20亿吨，约占建筑垃圾总量的60％以上。据统计，我国地铁工程产生的余泥渣土由1965年的16万立方米快速增长至2018年的6882万立方米预计到2030年将突破2亿立方米。然而，绝大部分余泥渣土未得到合理有效的利用。我国主要城市的处置情况来看，超过80％的余泥渣土以填埋为主，只有不足20％的余泥渣土被用于工程和堆山造景。据测算，仅2017年全国余泥渣土填埋所占的土地面积就接近20平方公里。因此，开展工程余泥渣土的高效资源化利用技术的研究，极具实际工程需求和重要社会环境效应。
2、水泥基自流平材料是水泥作为胶凝材料，加入适宜的添加剂、细砂以及填料等混合而成的砂浆。干混料中，细骨料的作为其中的主要成分，其需求量巨大。然而，传统自流平材料中使用的细骨料主要来源为河砂、石英砂以及机制砂，消耗大量的自然资源。为保护生态环境，河砂的开采受到限制，而石英砂价格相对昂贵，机制砂的生产主要依赖于天然岩石或矿石的开采和破碎，这一过程虽然能够生产出符合一定标准的砂料，但同时也对自然资源进行了消耗，而且生产过程能耗较高。随着我国对建筑垃圾资源化利用重视程度的提高，工程界对寻求减少这些材料使用量的替代方案的需求日益增长，以降低工程成本并减少对砂资源的消耗。cn111875318a中利用粉煤灰为主要原料，以耐火砖粉碎物作为集
3、本专利技术研制的种基于盾构渣土余泥全回收砂粉的自流平材料及其制备方法，回收砂粉通过对盾构工程渣土余泥通过水洗、干燥、筛分等工艺处理而得到。由于盾构渣土余泥具有含泥量较大，粒径较细的特性，目前一直难以将其有效利用起来，而且处置面临成本高、污染环境，占用土地资源等问题。本专利技术创新地提出将渣土回收砂用于自流平材料，所制备材料性能稳定，这一过程实现了细颗粒渣土的再利用，不仅价格低廉，来源广泛，更是减少了对河沙、石英砂、机制砂等的自然资源的开采和消耗，具有显著的环境和社会经济效益。
技术实现思路
1、针对上述现有的技术问题，本专利技术提供了一种基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料及其制备方法和应用，该水泥基自流平材料具有良好的流动度、拉伸粘结强度和稳定性，抗冲击性及抗压抗折强度等均满足规范要求，同时本专利技术技术极大地减少对河砂、石英砂及机制砂的依赖，降低成本，并实现工程渣土的高效资源化利用，同时确保所得自流平材料满足规范要求的主要性能指标需求。
2、第一方面，本专利技术提供了一种基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料，按质量份数计，所述基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料原料包括水泥、粉煤灰、硅灰、减水剂、纤维素醚、胶粉、促凝剂和回收砂粉。
3、进一步地，按质量份数计，所述基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料原料包括：水泥470～510份、粉煤灰130～160份、硅灰10～30份、减水剂1～3份、纤维素醚1～3份、胶粉10～20份、促凝剂1～3份和回收砂粉600～800份。
4、进一步地，所述回收砂粉含泥量≤10％，回收砂粉的粒径范围为0.075～2.36mm，其中0.15mm以下的回收砂粉质量占比≥65％。
5、进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥，所述水泥等级不低于42.5r。
6、进一步地，所述粉煤灰为ⅱ级粉煤灰。
7、进一步地，所述硅灰等级不低于sf92。
8、进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂，优选为聚羧酸减水剂325c，粉剂。
9、进一步地，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素。
10、进一步地，所述胶粉为可再分散性乳胶粉。
11、进一步地，所述促凝剂选自碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂、硫酸铝、铝酸钠中的一种或多种；
12、优选地，所述促凝剂为铝酸钠(cas编号为11138-49-1)。
13、进一步地，本专利技术的基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料的原料中还可以包括膨胀剂和消泡剂。
14、进一步地，所述膨胀剂选自塑性膨胀剂、硫铝酸钙、氧化钙、氧化镁中的一种或多种；
15、优选地，所述膨胀剂为氧化镁。
16、进一步地，所述消泡剂为聚醚型消泡剂，优选为df65型号消泡剂。
17、进一步地，按质量份数计，所述基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料的原料包括：水泥470～510份、粉煤灰130～160份、硅灰10～30份、膨胀剂0.1～50份、减水剂1～3份、消泡剂0.1～1份、纤维素醚1～3份、胶粉10～20份、促凝剂1～3份和回收砂粉600～800份。
18、进一步地，本专利技术的基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料原料中的回收砂粉来源于轨道交通建设现场的盾构渣土余泥，具体制备步骤包括：
19、(1)通过水洗法和筛分法去除轨道交通建设现场的盾构渣土余泥中的大块石块、金属杂质和泥的细沙，然后进行粗筛分，去除有机杂质、孤石等较大石块；
20、(2)对步骤(1)筛分后的盾构渣土进行水洗，根据盾构渣土的含泥情况控制水洗时间，使得出料口砂粉的表面较清洁且无明显泥痕；
21、(3)对步骤(2)水洗后砂粉进行干燥至含水率小于10％，具有较好的可分散性；
22、(4)对步骤(3)干燥后的砂粉进行筛分，筛网的孔径为2.36mm，得到中段(粒径2.36mm以下并洗去泥)砂粉料即回收砂粉。
23、进一步地，所述步骤(2)中水洗采用洗砂机，包括但不限于叶轮洗砂机等设备。
24、进一步地，所述步骤(3)中的干燥步骤包括但不限自然晾晒或滚筒烘干机等干燥方式。
25、进一步地，所述步骤(4)中筛分设备包括但不限于振筛机等。
26、第二方面，本专利技术还提供了一种基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料的制备方法，包括以下步骤：
27、s1、按配比将除回收砂粉以外的原料进行混合、搅拌，搅拌时间为1～2min；
28、s2、然后向步骤s1中加入回收砂粉本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料，其特征在于，按质量份数计，所述水泥基自流平材料原料包括水泥470～510份、粉煤灰130～160份、硅灰10～30份、减水剂1～3份、纤维素醚1～3份、胶粉10～20份、促凝剂1～3份和回收砂粉600～800份。
2.根据权利要求1所述的基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料，其特征在于，所述回收砂粉的粒径范围为0.075～2.36mm，所述回收砂粉含泥量≤10％。
3.据权利要求2所述的基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料，其特征在于，所述回收砂粉中0.15mm以下的回收砂粉质量占比≥65％。
4.根据权利要求1所述的基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥，所述水泥等级不低于42.5R；所述的粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰；所述的硅灰等级不低于SF92；所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素；所述胶粉为可再分散性乳胶粉；所述促凝剂选自碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂、硫酸铝、铝酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的基于盾构渣土全回收砂粉的
6.根据权利要求5所述的基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料，其特征在于，按质量份数计，所述膨胀剂为0.1～50份，所述消泡剂为0.1～1份。
7.根据权利要求5所述的基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料，其特征在于，所述膨胀剂选自塑性膨胀剂、硫铝酸钙、氧化钙、氧化镁中的一种或多种；所述消泡剂为聚醚型消泡剂。
8.根据权利要求1～7任一项所述的基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料，其特征在于，所述回收砂粉来源于轨道交通建设现场的盾构渣土余泥，制备步骤包括：
9.一种制备权利要求1～8任一项所述基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料的方法，其特征在于，制备步骤包括：
10.基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料的应用，其特征在于，将权利要求1～8任一项所述基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料与水按质量比(1400～1800)：(380～420)混合、搅拌后进行施工。
...【技术特征摘要】
1.基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料，其特征在于，按质量份数计，所述水泥基自流平材料原料包括水泥470～510份、粉煤灰130～160份、硅灰10～30份、减水剂1～3份、纤维素醚1～3份、胶粉10～20份、促凝剂1～3份和回收砂粉600～800份。
2.根据权利要求1所述的基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料，其特征在于，所述回收砂粉的粒径范围为0.075～2.36mm，所述回收砂粉含泥量≤10％。
3.据权利要求2所述的基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料，其特征在于，所述回收砂粉中0.15mm以下的回收砂粉质量占比≥65％。
4.根据权利要求1所述的基于盾构渣土全回收砂粉的水泥基自流平材料，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥，所述水泥等级不低于42.5r；所述的粉煤灰为ⅱ级粉煤灰；所述的硅灰等级不低于sf92；所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素；所述胶粉为可再分散性乳胶粉；所述促凝剂选自碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂、硫酸铝、铝酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：农兴中，梁粤华，林珊，刘坚，谭佳，苏华，周林仁，彭伟，张晶潇，
申请(专利权)人：广州地铁设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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