本發(fā)明涉及建筑材料，特別是涉及一種堿激發(fā)渣土及裝修垃圾的全固廢流態(tài)填充材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在建筑物維護(hù)、改造和修復(fù)過(guò)程中產(chǎn)生大量裝修垃圾。裝修垃圾由于其成份復(fù)雜，處置設(shè)備、工藝與應(yīng)用技術(shù)嚴(yán)重缺失，最終生產(chǎn)出的再生骨料品質(zhì)較差，資源化率低且利用難度大。難以利用的裝修垃圾最終填埋而引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。有效回收裝修垃圾以實(shí)現(xiàn)資源化利用對(duì)可持續(xù)發(fā)展具有很重要的意義。

2、此外，隨著城鎮(zhèn)化推進(jìn)，城市迎來(lái)了建筑基坑開(kāi)挖和地鐵建設(shè)高峰，在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生大量的棄土。在進(jìn)行渣土回收、分類、加工和再生利用時(shí)，面臨的突出問(wèn)題是渣土的含水率較高，再生產(chǎn)品品質(zhì)低，如果沒(méi)有及時(shí)處理，會(huì)對(duì)環(huán)境污染、占據(jù)土地資源，甚至產(chǎn)生安全隱患。

3、因此，對(duì)渣土與裝修垃圾這些極難處置的固廢展開(kāi)資源化利用，也有利于促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型?，F(xiàn)有技術(shù)存在對(duì)裝修垃圾或渣土單獨(dú)進(jìn)行資源化的研究，但還缺乏針對(duì)裝修垃圾和渣土混合后共同利用的研究，將兩種固廢共同制備建筑材料的技術(shù)方法仍待進(jìn)一步研究。

4、流態(tài)填充材料是一種具有高流動(dòng)性，在自重作用下可自行填充或通過(guò)少許振搗也能自行填充，形成較為密實(shí)的結(jié)構(gòu)體系。流態(tài)填充材料的大流動(dòng)性，密度可變，不沉陷，硬化速度快等特點(diǎn)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)回填材料的不足。同時(shí)，近年來(lái)礦山開(kāi)采、城市管溝、橋臺(tái)臺(tái)背等的回填工程，需要大量回填材料。這些回填部位由于形狀狹窄及用量巨大，傳統(tǒng)回填材料已經(jīng)不能滿足其使用需求。由于裝修垃圾及渣土不適合應(yīng)用于混凝土工程，因此在建筑行業(yè)中尋找一種替代方案來(lái)利用大量的細(xì)裝修垃圾骨料及工程渣土是至關(guān)重要的，其中一個(gè)潛在的利用方向是堿激發(fā)渣土及裝修垃圾來(lái)制備全固廢流態(tài)填充材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供一種堿激發(fā)渣土及裝修垃圾的全固廢流態(tài)填充材料及其制備方法，以解決背景技術(shù)中的上述問(wèn)題。本發(fā)明以固體廢棄物(廢棄渣土、裝修垃圾和摻合料)為原料，然后通過(guò)堿激發(fā)這些固體廢棄物實(shí)現(xiàn)了再生利用，大幅度消納了難以資源化利用的固廢，減少了對(duì)天然資源的使用。本發(fā)明制備出的流態(tài)填充材料的工作性能良好，應(yīng)用廣泛，可以應(yīng)用于各類基坑、管道溝槽、礦坑的回填澆筑，還可用于道路路基、建筑物地基等加固領(lǐng)域。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明技術(shù)方案之一：提供一種堿激發(fā)渣土及裝修垃圾的全固廢流態(tài)填充材料，原料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括：

4、廢棄渣土10-20份、裝修垃圾25-40份、堿激發(fā)劑1-5份、摻合料10-20份和水20-35份。

5、優(yōu)選的，所述廢棄渣土為處理建筑物、構(gòu)筑物、管網(wǎng)所產(chǎn)生的棄土。

6、優(yōu)選的，所述廢棄渣土的粒徑≤2mm。按照gb/t50123的分類，宜采用砂土和粉土。

7、優(yōu)選的，所述裝修垃圾中包含廢棄混凝土、紅磚、瓷磚、加氣磚和雜質(zhì)，所述雜質(zhì)包括塑料、木屑和玻璃，且雜質(zhì)的質(zhì)量占比≤2％。

8、優(yōu)選的，所述裝修垃圾的粒徑≤4.75mm，表觀密度為2100-2550kg/m3，吸水率為8.80-15.20％，細(xì)度模數(shù)2.3-3.0。

9、優(yōu)選的，所述廢棄渣土中包含粒徑0.075-2mm的渣土砂粒和粒徑＜0.075mm的渣土粉粒；

10、所述裝修垃圾中包含粒徑0.075-4.75mm的裝修垃圾細(xì)骨料和粒徑＜0.075mm的裝修垃圾粉粒。

11、優(yōu)選的，所述堿激發(fā)劑中包含氫氧化鈉和/或水玻璃。

12、更優(yōu)選的，所述氫氧化鈉的純度＞95％，所述水玻璃的模數(shù)為2.8-3.2。

13、更優(yōu)選的，所述氫氧化鈉用于調(diào)整水玻璃模數(shù)，其中，調(diào)整后的模數(shù)m的取值為0.5-1.5。即水玻璃的質(zhì)量mwg與氫氧化鈉的質(zhì)量msh滿足式(1)的關(guān)系。

14、

15、其中，k1為水玻璃中na2o的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，k2為水玻璃中sio2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

16、優(yōu)選的，所述摻合料中包含粉煤灰和/或礦渣。

17、更優(yōu)選的，所述粉煤灰為高鈣粉煤灰。

18、更優(yōu)選的，根據(jù)所述氫氧化鈉、水玻璃、礦渣、粉煤灰的質(zhì)量可以確定堿濃度n(以na2o計(jì))。堿濃度n的取值為2％～10％，即，水玻璃的質(zhì)量mwg、氫氧化鈉的質(zhì)量msh、礦渣質(zhì)量mggbs和粉煤灰質(zhì)量mfa滿足式(2)的關(guān)系。

19、

20、更優(yōu)選的，所述礦渣為高活性礦渣粉；所述高活性礦渣粉的級(jí)別為s105。

21、更優(yōu)選的，所述渣土粉粒、裝修垃圾粉粒、堿激發(fā)劑、摻合料和水的體積之和，與渣土砂粒和裝修垃圾細(xì)骨料的體積之和的比值為2.5-3。

22、本發(fā)明技術(shù)方案之二：提供一種上述堿激發(fā)渣土及裝修垃圾的全固廢流態(tài)填充材料的制備方法，包括以下步驟：

23、將所述裝修垃圾、廢棄渣土和摻合料混合，得到混合料；

24、混合所述堿激發(fā)劑和水，得到堿激發(fā)液；

25、向所述混合料中加入所述堿激發(fā)液，得到所述堿激發(fā)渣土及裝修垃圾的全固廢流態(tài)填充材料。

26、優(yōu)選的，所述裝修垃圾為飽和面干處理的裝修垃圾；所述飽和面干處理的裝修垃圾的制備方法為：將所述裝修垃圾與水混合，使裝修垃圾達(dá)到飽和面干狀態(tài)。

27、本發(fā)明的技術(shù)原理如下：

28、本發(fā)明以原料中的渣土粉粒、裝修垃圾粉粒、堿激發(fā)劑、摻合料和水為漿料體系，渣土砂粒和裝修垃圾細(xì)骨料為骨料體系，通過(guò)計(jì)算漿骨比來(lái)調(diào)配裝修垃圾和廢棄渣土比例，可以根據(jù)不同種類和比率的建筑固廢，及時(shí)調(diào)整材料的用量，實(shí)現(xiàn)制備過(guò)程中的精準(zhǔn)調(diào)控，達(dá)到滿足使用要求的工作性。

29、本發(fā)明的建筑固廢和工業(yè)固廢中的渣土粉粒、裝修垃圾粉粒、摻合料中含有活性氧化鈣、氧化硅等，可以與堿激發(fā)劑反應(yīng)生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣和水化硅鋁酸鈣凝膠等膠凝物質(zhì)，粘結(jié)渣土砂粒和裝修垃圾細(xì)骨料等成分，形成早期強(qiáng)度；因此本發(fā)明可以避免水泥、石灰等其他膠凝材料的添加，更加綠色環(huán)保。

30、本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下：

31、本發(fā)明以固體廢棄物為原料，然后通過(guò)堿激發(fā)這些固體廢棄物實(shí)現(xiàn)了再生利用，大幅度消納了難以資源化利用的固廢，減少了對(duì)天然資源的使用。本發(fā)明制備出的流態(tài)填充材料的工作性能良好，應(yīng)用廣泛，可以應(yīng)用于各類基坑、管道溝槽、礦坑的回填澆筑，還可用于道路路基、建筑物地基等加固領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種堿激發(fā)渣土及裝修垃圾的全固廢流態(tài)填充材料，其特征在于，原料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿激發(fā)渣土及裝修垃圾的全固廢流態(tài)填充材料，其特征在于，所述廢棄渣土中包含粒徑0.075-2mm的渣土砂粒和粒徑＜0.075mm的渣土粉粒；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿激發(fā)渣土及裝修垃圾的全固廢流態(tài)填充材料，其特征在于，所述堿激發(fā)劑中包含氫氧化鈉和/或水玻璃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿激發(fā)渣土及裝修垃圾的全固廢流態(tài)填充材料，其特征在于，所述摻合料中包含粉煤灰和/或礦渣。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的堿激發(fā)渣土及裝修垃圾的全固廢流態(tài)填充材料，其特征在于，所述渣土粉粒、裝修垃圾粉粒、堿激發(fā)劑、摻合料和水的體積之和，與渣土砂粒和裝修垃圾細(xì)骨料的體積之和的比值為2.5-3。

6.一種權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的堿激發(fā)渣土及裝修垃圾的全固廢流態(tài)填充材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述裝修垃圾為飽和面干處理的裝修垃圾；所述飽和面干處理的裝修垃圾的制備方法為：將所述裝修垃圾與水混合，使裝修垃圾達(dá)到飽和面干狀態(tài)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種堿激發(fā)渣土及裝修垃圾的全固廢流態(tài)填充材料及其制備方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的堿激發(fā)渣土及裝修垃圾的全固廢流態(tài)填充材料，其原料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括：廢棄渣土10?20份、裝修垃圾25?40份、堿激發(fā)劑1?5份、摻合料10?20份和水20?35份。本發(fā)明還提供了相應(yīng)的流態(tài)填充材料的制備方法，控制漿料體系體積與骨料體系體積的比值在2.5?3.0的范圍內(nèi)以獲得最佳的使用施工效果。本發(fā)明以固體廢棄物(廢棄渣土、裝修垃圾和摻合料)為原料，然后通過(guò)堿激發(fā)這些固體廢棄物實(shí)現(xiàn)了再生利用。本發(fā)明制備出的流態(tài)填充材料的工作性能良好，應(yīng)用廣泛，可以應(yīng)用于各類深坑、管道溝渠、礦山、橋臺(tái)臺(tái)背的回填工程，還可用于道路路基、建筑物地基等領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：肖建莊,鄭志濤,侯岷杰,吳維躍,殷鵬甲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)建筑第五工程局有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17