一种液化固结材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于固废综合利用领域，具体涉及一种液化固结材料及其制备方法，以工、矿业、建筑业固废为原料、低活性复合胶凝材料、填充材料、制浆液体并与添加剂，通过振动搅拌工艺，制备成宏、微观均匀，大流态、可泵送的振动液化固结材料。具有流动性好、回填无死角、自硬性、成型无需振捣、强度高，抗渗、抗震、体积稳定，绿色环保等优点，适于肥槽、管涵、空洞、台背回填，建筑物基础加固，道路路基填筑及河道、湖泊、海岸线堤岸加固和防渗等，解决了狭小空间、异形端面夯实不均，非开挖空洞回填不到位和流态固化土传统搅拌设备拌和不均的难题。传统搅拌设备拌和不均的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种液化固结材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于固废综合利用领域，具体涉及一种液化固结材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来在各类工程基坑，肥槽，管涵，尾矿，空洞，湖泊、海岸线堤岸加固及防渗回填施工过程中，工程开挖弃土外运处置和工程施工结束回填材料多次转运，增加扬尘点和保通压力存在矛盾，且未更高效的利用地下空间利用率，但是现工程建设开挖基础、坑槽空间狭小且深，传统压实机作业困难；对于异形端面、非开挖空洞回填等工况多采用传统素/灰/水泥土/湿砂分层夯实回填，中间实两侧虚的情况难以克服，导致回填部位抗渗性差，遇水后虚土处沉降，给原本压实部位以变形空间，在外部力不断作用下，干缩脱空，潜在公共安全危害大；且采用素混凝土回填，工程造价高且二次维护开挖困难。另外，现有建筑工业生产过程中产生的大量固废通常是制成需要摊铺、碾压基础的回填材料，这种回填材料受回填条件、空间等因素限制，无法在未经压实的情况下回填密实。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决现有技术难题，以工、矿业、建筑业固废为原料，置低活性复合胶凝材料、填充材料、制浆液体并与添加剂，通过振动搅拌工艺，制备宏观、微观均匀，大流态、可泵送的液化固结材料。具有流动性好、回填无死角、自硬性、成型无需振捣、强度高，抗渗、抗震、体积稳定，绿色环保等优点，非常适合回填工程，道路基础填筑，建筑软基加固，水利加固防渗等工况。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：一种液化固结材料，包括以下质量份配方组分：低活性复合胶凝材料：5～100份；填充材料：0～90份；制浆液体：5～100份；添加剂：0～1份。
[0005]进一步的，所述低活性复合胶凝材料为活性硅铝材料和激发材料的复合材料，所述激发材料质量占比≥30%。
[0006]进一步的，所述活性硅铝材料包括粉煤灰、脱硫灰渣、红砖粉、磨细自然煤矸石、废弃玻璃粉、气化炉渣粉、矿粉、飞灰中的一种或多种。
[0007]进一步的，所述激发材料包括钢渣、赤泥、电石渣、碱渣、废弃石膏中的一种或多种。
[0008]进一步的，所述填充材料包括粉碎废纸屑，炉渣、石屑，废弃石粉，破碎煤矸石、尾矿石中的一种或多种，且所述填充材料的颗粒粒径≤15mm，其中粒径≤2.36mm的颗粒质量占总质量的比例≥85%。
[0009]进一步的，所述制浆液体包括水、混凝土罐车冲洗废浆、湿法制备机制砂废浆、打
桩废泥浆中的一种或多种。
[0010]进一步的，所述添加剂为防冻剂、减水剂的至少一种。
[0011]一种液化固结材料的制备方法，步骤如下：S11：按配合比计量好低活性复合胶凝材料、填充材料、制浆液体和添加剂的质量份数备用；S12：先将低活性复合胶凝材料、填充材料加入振动搅拌机中进行拌合不小于10s，振动搅拌机振动频率≥20HZ；S13：再将制浆液体、添加剂加到振动搅拌机中，继续振动搅拌不小于15s，取样测试坍落扩展度，达到设计值即得成品。
[0012]一种液化固结材料的制备方法，步骤如下：S21：按配合比计量好低活性复合胶凝材料、填充材料、制浆液体和添加剂质量份数备用；S22：先将低活性复合胶凝材料、制浆液体和添加剂加入振动搅拌机中进行拌合不小于15s，振动搅拌机振动频率≥20HZ；S23：再将填充材料加入振动搅拌机中，继续振动搅拌不小于10s，取样测试坍落扩展度，达到设计值即得成品。
[0013]本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术有利于节约资源与环境保护，主要材料为工、矿业的附加产品和工程建设及生活泥浆等，避免了对土地、大气和水源的二次污染同时通过特殊处理作为建材资源化再利用，避免了对现有资源的开采破坏；2、低活性复合胶凝材料依据各工、矿业生产过程中产生的无法有效处理的附加产品特性进行复配用以代替水泥在建材中的应用，大大降低了施工成本，可以有针对性的“因工，因材，因用”的原则进行适配，对多种施工工况的适用性更强，施工质量更佳；3、采用振动搅拌设备对搅拌混合料强制搅拌的同时振动频率≥20HZ，附加大于1500次/分钟的振动波，降低低活性复合胶凝材料、填充材料和制浆液体相互之间的内摩擦力，增加交叉运动的频次，达到宏微观同时均匀，提升综合品质，通过物理和化学协同作用，使得土颗粒在较短时间内充分分散，形成具有高度均匀性的拌合物，从而在降低用水量的同时，保证液化固结土具有足够的强度和良好的流动性，无需振捣，通过自密实即可达到强度需求，良好的流动性便于泵送，施工更加方便；4、本专利技术制备时，在振动搅拌作用下使搅拌物料中气孔形状更小、更圆滑，受力更均匀，能有效改变搅拌物料的强度；同时能够减少混合料的空隙率，加之振动搅拌作用使气孔孔径变小，搅拌混合料强度有效提高；此外，通过振动搅拌作用，还能够有效消除有害气孔，保证搅拌混合料具有良好的力学性能；总之，相比于传统回填材料，本专利技术具有强度高、易成型、无需振捣、回填无死角、抗渗性强、体积稳定，绿色环保等优点；能够综合利用工、矿业生产中的难处理副产品的组分特性，合理配制低活性复合胶凝材料，与填充材料、水或生产废浆及添加剂制备大流态、可泵送的液化固结材料；并采用独特的振动搅拌工艺，克服水泥与其他材料水化反应缺陷并完全代替水泥。
具体实施方式
[0014]在结合实施例前，先对制备所得的液化固结材料检测坍落扩展度和无侧限抗压强度的方法具体介绍如下：坍落扩展度测量坍落扩展度测量需要1000mmx1000mm的正方形有机玻璃板和φ80X150mm的圆柱状有机玻璃圆筒（两端镂空）。试验时，先用抹布将有机玻璃圆筒内壁和有机玻璃板表面的灰尘抹去，并在有机玻璃圆筒内壁涂上一层凡士林，将有机玻璃圆筒放置在有机玻璃板上，并将有机玻璃板表面润湿；然后将新拌好的液化固结土装入有机玻璃圆筒，装样过程中不断振捣以保证装样密实，装满后用刮刀将表面刮平，再用抹布拭去外筒壁和板面上洒落的样品；装样完成后将有机玻璃圆筒垂直向上轻轻提起，用钢尺测量拌合物摊开后的最小直径和最大直径，在这两个直径之差小于50mm的条件下，用其算术平均值作为坍落扩展度值；否则，此次试验无效。为保证试验的可靠性，每组试样需进行至少3次或3次以上平行试验，以平均值作为最终的坍落扩展度。
[0015]无侧限抗压强度测试无侧限压力仪，最大轴向负荷0.6KN。三联试模制作好的70.7mmx70.7mm的试块，脱模后放至标准养护箱或养护室中养护，养护到规定时间后，从标养室或养护箱中取出试块，将养护后的试块放置于无侧限压力仪上，记录仪器上显示的最大值，根据无侧限抗压强度=压力/面积，通过单位换算，得到最终无侧限抗压强度数据，每组试样需进行3次或3次以上平行试验，以平均值作为最终的无侧限抗压强度。
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，结合以下实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。
[0017]实施例一：制备如下，选取以下质量分数的材料组分2组，一组做振动搅拌，一组做非振动搅拌并记录数据：低活性复合胶凝材料：90份；填充材料：10份；制浆液体：38份；上述低活性复合胶凝材料的成分按质量份数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液化固结材料，其特征在于：包括以下质量份配方组分：低活性复合胶凝材料：5～100份；填充材料：0～90份；制浆液体：5～100份；添加剂：0～1份。2.根据权利要求1所述的液化固结材料，其特征在于：所述低活性复合胶凝材料为活性硅铝材料和激发材料的复合材料，所述激发材料质量占比≥30%。3.根据权利要求2所述的液化固结材料，其特征在于：所述活性硅铝材料为粉煤灰、脱硫灰渣、红砖粉、磨细自然煤矸石、废弃玻璃粉、气化炉渣粉、矿粉、飞灰中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的液化固结材料，其特征在于：所述激发材料为钢渣粉、赤泥、电石渣、碱渣、废弃石膏中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的液化固结材料，其特征在于：所述填充材料为粉碎废纸屑、炉渣、石屑、废弃石粉、破碎煤矸石、尾矿石中的一种或多种，且所述填充材料的颗粒粒径≤15mm，其中粒径≤2.36mm的颗粒质量占比≥85%，所述粉碎废纸屑长
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宽
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高≤25
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1mm。6.根据权利要求1所述的液化固结材料，其特征在于：所述制浆液体包括水...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄昆鹏，黄凯强，翟志辉，胡晓萍，卢跃春，张钊，张乐虎，
申请(专利权)人：河南绿岩工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：