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CN115231890A - 一种预拌流态固化土及其制备方法和应用 - Google Patents

一种预拌流态固化土及其制备方法和应用 Download PDF

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CN115231890A CN202210778478.1A CN202210778478A CN115231890A CN 115231890 A CN115231890 A CN 115231890A CN 202210778478 A CN202210778478 A CN 202210778478A CN 115231890 A CN115231890 A CN 115231890A
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Abstract

本发明提供了一种预拌流态固化土及其制备方法和应用，利用城市生活垃圾焚烧炉渣和建筑渣土为主要原料制备预拌流态固化土，能够大量有效地消耗城市生活垃圾焚烧炉渣和建筑渣土，以使废弃资源再利用，同时提供了一种建筑用料，用于各类基坑、基础垫层铺筑和回填施工等工程。

Description

一种预拌流态固化土及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体而言，涉及一种预拌流态固化土及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，随着城市化建设的快速发展以及城市人口的迅猛增长，城市生活垃圾也在逐年增多，生活垃圾处理的压力越来越大，同时还面临着很多新问题，垃圾分类能够将不同类别的垃圾得到针对性的处理，在一定程度上缓解了垃圾处理的压力，但是，对于焚烧处理垃圾后产生的炉渣堆积问题仍没有得到很好的解决，目前，我国焚烧垃圾产生的炉渣主要进行填埋处理，填埋处理会占用大量的土地资源，同时也会造成二次污染。
进一步地，城市垃圾不仅仅包括人们生活产生的垃圾，还包括一些建筑垃圾，建筑垃圾包括废渣土、弃土、淤泥等等，这些建筑垃圾对建筑本身而言是没有任何帮助，需要进行相应的处理，而且，我国正处于城市建设高速发展时期，不可避免地产生大量的建筑垃圾，目前，我国绝大部分建筑垃圾会被运送到郊外，采用简单的堆放或者填埋的处理方式，建筑垃圾的堆放会占用大量的土地资源，同时，清运和堆放过程中产生的粉尘等问题又会造成了严重的环境污染。
因此，需要人们开发一种有效的资源再利用的方法，能够大量地消耗生活垃圾焚烧炉渣或建筑垃圾，达到变废为宝的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预拌流态固化土及其制备方法和应用，主要是利用城市生活垃圾焚烧炉渣和建筑渣土制备预拌流态固化土，大量地消耗了堆积的城市生活垃圾焚烧炉渣和建筑渣土，以使废弃资源再利用，同时提供了一种建筑用料，以应用于各类基坑、基础垫层铺筑和回填施工等工程。
预拌流态固化土是根据工程需要就地取土，在土中加入一定量的固化剂和水，通过特定的搅拌机拌合均匀后形成的可储存、可运输、可泵送、具有一定流动性，且凝固后能达到一定强度的混合物，预拌流态固化土被广泛地应用于各类建筑工程中。
本发明利用了建筑过程中产生的建筑渣土为原料，能够就地取土，有助于消耗建筑垃圾，避免了建筑垃圾的运输和堆积；同时还采用城市生活垃圾焚烧炉渣的细骨料和磨细灰作为原料和固化剂活性成分共同制备预拌流态固化土，消耗了城市生活垃圾焚烧炉渣，使废弃资源得到有效的利用，同时得到一种具备一定强度的建筑用料。
具体地，本发明一方面提供了一种预拌流态固化土，包括以下组分：城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、建筑渣土、固化剂和水，其中，城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和建筑渣土作为主要的原料，它们的质量比为1：(0.25-4)，固化剂的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和建筑渣土两者质量和的10-30％，水的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、建筑渣土和固化剂三者总质量的50-150％。
进一步地，在本发明中，固化剂是硅酸盐水泥、城市生活垃圾焚烧炉渣细磨灰和/或矿渣的混合物，其中，硅酸盐水泥的质量是固化剂质量的20-50％，城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰和/或矿渣的质量是固化剂质量的50-80％。
进一步地，在本发明中，经陈化处理的城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰和矿渣的质量比小于等于2.3。
进一步，在本发明中，固化土中还包括激发剂，加入激发剂的质量是加入城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰或矿渣质量的18％，激发剂是硅酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙的混合物，且它们的质量比为16:10:1。
进一步地，在本发明中，固化土中还包括早强剂，早强剂质量是固化剂质量的1-2％，早强剂为氯化钙和硫酸钠两者混合物，其氯化钙和硫酸钠的质量比为3：2。
进一步地，在本发明中，固化土中还包括流动剂，流动剂质量是固化剂质量的1.5-2.5％，流动剂为高性能聚羧酸减水剂。
本发明的另一方面提供了一种制备上述预拌流态固化土的方法，包括以下步骤：
步骤一、将城市生活垃圾焚烧炉渣过4.75mm筛，得到城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料；
步骤二、将建筑渣土、城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、固化剂和水按照预定的质量比拌合均匀，得到预拌流态固化土。
进一步地，在步骤二中，固化剂是硅酸盐水泥、城市生活垃圾焚烧炉渣细磨灰和矿渣的混合物，其中，城市生活垃圾焚烧炉渣通过球磨机粉磨，过1.25mm筛后得到城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰。
本发明的另一方面提供了一种上述预拌流态固化土的应用，预拌流态固化土用于基坑、基础垫层铺筑或回填施工的建筑用料。
本发明的有益效果：
1、本发明采用城市生活垃圾焚烧炉渣与建筑渣土为主要原料，多种废弃物为辅助原料制备预拌流态固化土，实现多种废弃物的协同处置，为“无废城市”提供一套新解决方案。
2、本发明采用建筑渣土为原料制备预拌流态固化土，能够将建筑渣土就地转化利用，能够减低工程成本、减少土地占用、避免环境污染。
3、本发明采用城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰作为固化剂活性成分，是由于其含有大量的氧化硅、氧化钙等氧化物，能够发生类似水泥材料的水化作用和火山灰反应，尤其球磨以后，城市生活垃圾焚烧滤渣磨细灰的水化活性大幅提高，使其能够代替部分水泥或矿渣，经预陈化处理的城市生活垃圾焚烧垃圾磨细灰在活性激发剂的作用下充分发挥其水化活性和火山灰反应；同时城市生活垃圾焚烧滤渣磨细灰与矿渣和水泥颗粒混合可充分填充城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料与建筑渣土骨架的空隙结构，提高预拌流态固化土均质化程度，使其在一定水化龄期后结成具有一定力学强度的固结物。
附图说明
图1为本发明优选实施例五制备预拌流态固化土的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的流程图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
实施例一
步骤一、将城市生活垃圾焚烧炉渣过4.75mm筛，得到城市生活垃圾焚烧细骨料；
步骤二、按照预定的质量比将城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、建筑渣土、固化剂、激发剂和水送入到搅拌机内均匀搅拌，得到预拌流态固化土。
进一步地，在本实施例的步骤二中，城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和建筑渣土的质量比为1：0.5；加入的固化剂的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和建筑渣土两者质量和的10％，加入水的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、建筑渣土和固化剂三者总质量和的200％，加入激发剂的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰质量的18％。
值得一体的是，在步骤二中，将城市生活垃圾焚烧炉渣采用球磨机粉磨，过1.25mm筛，得到城市垃圾焚烧炉渣磨细灰。
进一步地，在本实施例中，固化剂是42.5R普通硅酸盐水泥和城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰的混合物，并且42.5R普通硅酸盐水泥占固化剂质量比的20％，城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰占固化剂质量比的80％。
进一步，在本实施例中，激发剂是硅酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙的混合物，且它们的质量比为16:10:1。(优选地硅酸钠为1.6模)。
实施例二
步骤一、将城市生活垃圾焚烧炉渣过4.75mm筛，得到城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料；
步骤二、按照预定的质量比将城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、建筑渣土、固化剂、激发剂和水送入到搅拌机内均匀搅拌，得到预拌流态固化土。
进一步地，在本实施例的步骤二中，城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和建筑渣土的质量比为1：1；加入的固化剂的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和建筑渣土两者质量和的30％，加入水的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、建筑渣土和固化剂三者总质量和的180％，加入激发剂的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰质量的18％。
值得一体的是，在步骤二中，将城市生活垃圾焚烧炉渣采用球磨机粉磨，过1.25mm筛，得到城市垃圾焚烧炉渣磨细灰。
进一步地，在本实施例中，固化剂是42.5R普通硅酸盐水泥和城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰的混合物，并且42.5R普通硅酸盐水泥占固化剂质量比的50％，城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰占固化剂质量比的50％。
进一步，在本实施例中，激发剂是硅酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙的混合物，且它们的质量比为16:10:1。(优选地，硅酸钠为1.6模)。
实施例三
步骤一、将城市生活垃圾焚烧炉渣过4.75mm筛，得到城市生活垃圾焚烧细骨料；
步骤二、按照预定的质量比将城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、建筑渣土、固化剂、激发剂和水送入到搅拌机内均匀搅拌，得到预拌流态固化土。
进一步地，在本实施例的步骤二中，城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和建筑渣土的质量比为1：4；加入的固化剂的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和建筑渣土两者质量和的25％，加入水的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、建筑渣土和固化剂三者总质量和的130％，加入激发剂的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰质量的18％。
值得一体的是，在步骤二中，将城市生活垃圾焚烧炉渣采用球磨机粉磨，过1.25mm筛，得到城市垃圾焚烧炉渣磨细灰。
进一步地，在本实施例中，固化剂是42.5R普通硅酸盐水泥、城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰和矿渣的混合物，并且42.5R普通硅酸盐水泥占固化剂质量比的40％，城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰和矿渣的总质量占固化剂质量比的60％，其中，加入的城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰和矿渣的质量比为0.8。
进一步，在本实施例中，激发剂是硅酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙的混合物，且它们的质量比为16:10:1。(优选地，硅酸钠为1.6模)。
实施例四
步骤一、将城市生活垃圾焚烧炉渣过4.75mm筛，得到城市生活垃圾焚烧细骨料；
步骤二、按照预定的质量比将城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、建筑渣土、固化剂、激发剂和水送入到搅拌机内均匀搅拌，得到预拌流态固化土。
进一步地，在本实施例的步骤二中，城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和建筑渣土的质量比为1：4；加入的固化剂的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和建筑渣土两者质量和的25％，加入水的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、建筑渣土和固化剂三者总质量和的130％，加入激发剂的质量是矿渣质量的18％。
进一步地，在本实施例中，固化剂是42.5R普通硅酸盐水泥和矿渣的混合物，并且42.5R普通硅酸盐水泥占固化剂质量比的40％，矿渣的质量占固化剂质量比的60％。
进一步，在本实施例中，激发剂是硅酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙的混合物，且它们的质量比为16:10:1。(优选地，硅酸钠为1.6模)。
实施例五
步骤一、将城市生活垃圾焚烧炉渣过4.75mm筛，得到城市生活垃圾焚烧细骨料；
步骤二、按照预定的质量比将城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、建筑渣土、固化剂、激发剂、早强剂、流动剂和水送入到搅拌机内均匀搅拌，得到预拌流态固化土。
进一步地，在本实施例的步骤二中，城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和建筑渣土的质量比为1：2.5；加入的固化剂的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和建筑渣土两者质量和的25％，加入水的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、建筑渣土和固化剂三者总质量和的70％，加入激发剂的质量是城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰质量的18％，加入早强剂的质量是固化剂质量的1％，加入流动剂的质量是固化剂质量的2％。
值得一体的是，在步骤二中，将城市生活垃圾焚烧炉渣采用球磨机粉磨，过1.25mm筛，得到城市垃圾焚烧炉渣磨细灰。
进一步地，在本实施例中，固化剂是42.5R普通硅酸盐水泥、城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰和矿渣的混合物，并且42.5R普通硅酸盐水泥占固化剂质量比的30％，城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰和矿渣的总质量占固化剂质量比的70％，其中，加入的城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰和矿渣的质量比为2。
进一步，在本实施例中，激发剂是硅酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙的混合物，且它们的质量比为16:10:1。(优选地，硅酸钠为1.6模)。
进一步地，在本实施例中，早强剂为氯化钙和硫酸钠两者混合物，其氯化钙和硫酸钠的质量比为3：2。
进一步地，在本实施例中，流动剂为高性能聚羧酸减水剂。
采用上述实施例的预拌流态固化土得到试验件，进行强度测试，7d和28d抗压强度如下：
Figure BDA0003722268460000071
Figure BDA0003722268460000081
由以上实施例的数据可知，本发明能够利用城市生活垃圾焚烧炉渣和建筑渣土为主要原料得到一种用于建筑用料的预拌流态固化土，并预拌流态固化土具有较好的强度，由数据可知，增加固化剂的含量，预拌流态固化土的强度也会增强。
与此同时，城市生活垃圾焚烧滤渣磨细灰能够代部分水泥和矿渣，作为固化剂的活性成分使用，能够减少水泥和矿渣的使用量，节约了成本，同时废弃物还能得到有效利用，具有较好的应用前景。
最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种预拌流态固化土，其特征在于：包括以下组分：城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、建筑渣土、固化剂和水，其中，所述城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和所述建筑渣土的质量比为1：(0.25-4)，所述固化剂的质量是所述城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料和所述建筑渣土两者质量和的10-30％，所述水的质量是所述城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、所述建筑渣土和所述固化剂三者质量和的50-150％。
2.根据权利要求1所述的预拌流态固化土，其特征在于：所述固化剂是硅酸盐水泥、城市生活垃圾焚烧炉渣细磨灰和/或矿渣的混合物，其中，所述硅酸盐水泥的质量是所述固化剂质量的20-50％，所述城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰和/或所述矿渣的质量是所述固化剂质量的50-80％。
3.根据权利要求2所述的预拌流态固化土，其特征在于：所述城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰和所述矿渣的质量比小于等于2.3。
4.根据权利要求1-3任一所述的预拌流态固化土，其特征在于：所述预拌流态固化土的组分还包括激发剂，所述激发剂的质量是所述城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰和/或矿渣质量的18％，激发剂是硅酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙的混合物，且硅酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙的质量比为16：10：1。
5.根据权利要求1所述的预拌流态固化土，其特征在于：所述预拌流态固化土的组分还包括早强剂，所述早强剂的质量是所述固化剂质量的1-2％，早强剂为氯化钙和硫酸钠两者混合物，其中氯化钙和硫酸钠的质量比为3：2。
6.根据权利要求1所述的预拌流态固化土，其特征在于：所述预拌流态固化土的组分还包括流动剂，所述流动剂的质量是所述固化剂质量的1.5-2.5％，流动剂为高性能聚羧酸减水剂。
7.根据权利要求1至6任一所述的预拌流态固化土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将城市生活垃圾焚烧炉渣过4.75mm筛，得到城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料；
步骤二、将建筑渣土、城市生活垃圾焚烧炉渣细骨料、固化剂和水按照预定的质量比拌合均匀，得到预拌流态固化土。
8.根据权利要求7所述的预拌流态固化土的制备方法，其特征在于，在步骤二中，固化剂是硅酸盐水泥、城市生活垃圾焚烧炉渣细磨灰和矿渣的混合物，将城市生活垃圾焚烧炉渣通过球磨机粉磨，过1.25mm筛后得到城市生活垃圾焚烧炉渣磨细灰。
9.根据权利要求1至6任一所述的预拌流态固化土的应用，其特征在于，所述预拌流态固化土应用于基坑、基础垫层铺筑或回填施工。
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