本發(fā)明涉及地鐵盾構(gòu)渣土處理領(lǐng)域，特別涉及一種地鐵盾構(gòu)渣土免燒磚及生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

在地鐵建設(shè)過程中產(chǎn)生大量的盾構(gòu)渣土，盾構(gòu)機(jī)在開挖隧道施工過程中，將排出大量盾構(gòu)渣土。同時為保證土壓平衡，將開挖面開挖下來的土體，依據(jù)地下水及土壤含水率、塑性指數(shù)、粒度等不同，摻加一定量的礦物類膨潤土(如粘土、蒙脫土制漿)、表面活性劑(鈉如aes)，在壓力艙內(nèi)調(diào)整成一種“塑性流動狀態(tài)”，以便于順利輸送至地面。盾構(gòu)渣土因為添加了一定成份的活性材料形成廢土。一方面未經(jīng)處理的大量盾構(gòu)渣土無法安全填埋與應(yīng)用，另一方面各地均禁止隨意開采利用粘土生產(chǎn)磚、陶瓷、陶粒等建筑材料。

目前，為了解決上述問題，需要對盾構(gòu)渣土進(jìn)行無害化處理。將盾構(gòu)渣土經(jīng)渣漿分離、存池攪拌(陳化)、預(yù)處理、添加專用藥劑并再行壓濾后，形成達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)的盾構(gòu)干化土及可循環(huán)利用的中水，盾構(gòu)干化土含水率可達(dá)40％以下，表面活性劑等高分子聚合物去除率可達(dá)98％以上。盾構(gòu)干化土及固體廢渣一般是輸送至填埋場進(jìn)行填埋處理。

由于盾構(gòu)干化土不同于一般土壤，盾構(gòu)干化土主要化學(xué)成份包括sio2、ai2o3、fe2o3、cao、mgo、so3及重金屬如cu、pb、cr及等，盾構(gòu)干化土主要化學(xué)成份礦物組成含量高低，決定了盾構(gòu)干化土的應(yīng)用方向、產(chǎn)品性能與生產(chǎn)工藝。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提出一種地鐵盾構(gòu)渣土免燒磚及生產(chǎn)方法，以解決了地鐵盾構(gòu)渣土處理難題，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，使盾構(gòu)渣土資源化、無害化、減少地鐵施工固廢的排放。

一方面，本發(fā)明提供了一種地鐵盾構(gòu)渣土免燒磚，其特征在于，至少由盾構(gòu)干化土、盾構(gòu)固渣、熟石灰、煤灰、秸桿、水泥、土壤固化劑原料壓制而成。

進(jìn)一步地，各原料重量配比：盾構(gòu)干化土60～70％、盾構(gòu)固渣15～20％、熟石灰6～10％、煤灰8～12％、秸桿0.5％、水泥5～8％、土壤固化劑3～5％。

進(jìn)一步地，盾構(gòu)干化土含水率不超過20％，塑性指數(shù)ip不超過15。

進(jìn)一步地，盾構(gòu)固渣的粒徑不超過5mm。

進(jìn)一步地，秸桿的長度小于10mm。

進(jìn)一步地，熟石灰的ca(oh)2指標(biāo)含量不低于70％。

另一方面，本發(fā)明提供了一種地鐵盾構(gòu)渣土免燒磚生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

步驟1：將盾構(gòu)干化土60～70％、盾構(gòu)固渣15～20％，按重量配比摻加攪拌均勻；

步驟2、在步驟1的原料中投入熟石灰6～10％、煤灰8～12％、秸桿0.5％，按重量配比摻加攪拌均勻后，集中入池陳化時間不少于4小時；

步驟3、在步驟2的原料中投入水泥5～8％、土壤固化劑3～5％，按重量配比摻加攪拌均勻后進(jìn)行機(jī)械碾壓時間不小于10分鐘；混合后的膠結(jié)材料存放時間不小于2小時待用；

步驟4、采用免燒磚機(jī)設(shè)備壓制成型；壓制時的壓力值范圍在15～20mpa。

進(jìn)一步地，在步驟1中，將盾構(gòu)渣土進(jìn)行無害化處理得到盾構(gòu)干化土和盾構(gòu)固渣，盾構(gòu)干化土利用自然攤鋪晾曬的方式，降低含水率及塑性指數(shù)ip，使盾構(gòu)干化土含水率不超過20％，塑性指數(shù)ip不超過15；盾構(gòu)固渣經(jīng)破碎形成機(jī)制砂，盾構(gòu)固渣的粒徑不超過5mm。

進(jìn)一步地，膠結(jié)材料壓制成型前呈現(xiàn)松散狀態(tài)，不得結(jié)塊，含水率控制在8～10％，手捻成團(tuán)，落地均勻散開。

進(jìn)一步地，在步驟4之后還包括：

步驟5：采用自然通風(fēng)養(yǎng)護(hù)，避免陽光直接爆曬，免燒磚養(yǎng)護(hù)齡期不少于28天，即可出廠。

本發(fā)明解決了地鐵盾構(gòu)渣土處理難題，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，使盾構(gòu)渣土資源化、無害化、減少地鐵施工固廢的排放，其中免燒磚重量：2.92～3.15kg，(長240mm×寬115mm×高53mm)；抗壓強(qiáng)度：12.4～14.2mpa。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

將盾構(gòu)渣土進(jìn)行無害化處理過程如下：盾構(gòu)渣土經(jīng)渣漿分離、存池攪拌(陳化)、預(yù)處理、添加專用藥劑并再行壓濾后，形成達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)的盾構(gòu)干化土、盾構(gòu)固渣及可循環(huán)利用的中水，盾構(gòu)干化土含水率可達(dá)40％以下，表面活性劑等高分子聚合物去除率可達(dá)98％以上。

為了實現(xiàn)對盾構(gòu)干化土的循環(huán)利用，必須對其物理及化學(xué)成份進(jìn)行科學(xué)分析。由于盾構(gòu)渣土本身成份的不穩(wěn)定性，故分析結(jié)論每批次均不完全相同，經(jīng)權(quán)威部門科學(xué)檢測，現(xiàn)提供盾構(gòu)干化土成份范圍值如下表：

表1干化土主要化學(xué)成份分析

表2干化土主要物理性能成份分析

為了實現(xiàn)盾構(gòu)干化土及固體廢渣資源的循環(huán)利用，減少地鐵施工固廢的排放，本發(fā)明提出了一種地鐵盾構(gòu)渣土免燒磚及生產(chǎn)方法。

一種地鐵盾構(gòu)渣土免燒磚利用盾構(gòu)干化土及盾構(gòu)固渣為主要原料，在原料中摻加熟石灰、煤灰、水泥、土壤固化劑等活性及化學(xué)成份，促使原料中的礦物成份發(fā)生激化反應(yīng)，生成膠結(jié)材料，提高材料的密實度與強(qiáng)度。另外在原料中摻加秸桿，更進(jìn)一步提高了免燒磚的強(qiáng)度。

一種地鐵盾構(gòu)渣土免燒磚的各原料重量配比如下：盾構(gòu)干化土60～70％、盾構(gòu)固渣15～20％、熟石灰6～10％、煤灰8～12％、秸桿0.5％、水泥5～8％、土壤固化劑3～5％。

1、盾構(gòu)干化土：盾構(gòu)渣土經(jīng)過無害化處理以后的盾構(gòu)干化土含水率達(dá)40％，塑性指數(shù)ip在20以上。利用自然攤鋪晾曬的方式，降低含水率及塑性，其中，含水率不超過20％，塑性指數(shù)ip不超過15為宜。

2、盾構(gòu)固渣：由粗粒徑卵石、混凝土塊、磚塊組成，經(jīng)破碎形成機(jī)制砂，最大粒徑不超過5mm；

3、熟石灰：主要指標(biāo)ca(oh)2含量不低于70％。將ⅱ級生石灰粉放入專用石灰池陳化，陳化時間不少于14天，形成熟石灰膏。

4、煤灰：煤灰為ⅱ粉煤灰，其細(xì)度、燒失量均符合要求；

5、秸桿：長度小于10mm。秸稈是成熟農(nóng)作物莖葉(穗)部分的總稱。通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油菜、棉花、甘蔗和其它農(nóng)作物(通常為粗糧)在收獲籽實后的剩余部分；

6、水泥：水泥可以選用p.c32.5水泥，強(qiáng)度、安定性合格；

7、土壤固化劑：土壤固化劑是一種由多種無機(jī)、有機(jī)材料合成的用于固化各類土壤的新型節(jié)能環(huán)保工程材料。它與盾構(gòu)干化土混合后通過一系列物理化學(xué)反應(yīng)來改變盾構(gòu)干化土的工程性質(zhì)，能將盾構(gòu)干化土中大量的自由水以結(jié)晶水的形式固定下來，使得盾構(gòu)干化土膠團(tuán)表面電流降低，膠團(tuán)所吸附的雙電層減薄，電解質(zhì)濃度增強(qiáng)，顆粒趨于凝聚，體積膨脹而進(jìn)一步填充盾構(gòu)干化土孔隙，經(jīng)過土壤固化劑處理過的盾構(gòu)干化土，其強(qiáng)度、密實度、回彈模量、彎沉值、cbr、剪切強(qiáng)度等性能都得到了很大的提高。

本發(fā)明還提供了一種地鐵盾構(gòu)渣土免燒磚生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

步驟1：盾構(gòu)干化土利用自然攤鋪晾曬的方式，降低含水率及塑性指數(shù)ip，使盾構(gòu)干化土含水率不超過20％，塑性指數(shù)ip不超過15。盾構(gòu)固渣經(jīng)破碎形成機(jī)制砂，盾構(gòu)固渣的粒徑不超過5mm。

將盾構(gòu)干化土60～70％、盾構(gòu)固渣15～20％，按重量配比摻加攪拌均勻；

步驟2、在步驟1的原料中投入熟石灰6～10％、煤灰8～12％、秸桿0.5％，按重量配比摻加攪拌均勻后，集中入池陳化時間不少于4小時。

步驟3、在步驟2的原料中投入水泥5～8％、土壤固化劑3～5％，按重量配比摻加攪拌均勻后進(jìn)行機(jī)械碾壓時間不小于10分鐘；促使原料中的礦物成份發(fā)生激化反應(yīng)，生成膠結(jié)材料，其強(qiáng)度、密實度、回彈模量、彎沉值、cbr、剪切強(qiáng)度等性能都得到了很大的提高?；旌虾蟮哪z結(jié)材料存放時間不小于2小時待用；

步驟4、膠結(jié)材料壓制成型前呈現(xiàn)松散狀態(tài)，不得結(jié)塊，含水率控制在8～10％，手捻成團(tuán)，落地均勻散開。采用免燒磚機(jī)設(shè)備壓制成型；壓制時的壓力值范圍在15～20mpa。以保證磚坯壓實度與最終產(chǎn)品強(qiáng)度。

步驟5：采用自然通風(fēng)養(yǎng)護(hù)，避免陽光直接爆曬，免燒磚養(yǎng)護(hù)齡期不少于28天，即可出廠。

依據(jù)上述方法進(jìn)行小批量生產(chǎn)，達(dá)要求免燒磚養(yǎng)護(hù)齡期后送樣委托檢驗，相關(guān)檢測數(shù)據(jù)如下：

1、送樣免燒磚(長240mm×寬115mm×高53mm)重量：2.92～3.15kg；

2、抗壓強(qiáng)度：12.4～14.2mpa；

3、外觀質(zhì)量合格，無明顯翹曲、開裂情況發(fā)生。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。