權(quán)利要求

1.球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法，其特征在于，包括以下步驟： (1)在初步脫水后的盾構(gòu)泥漿中加入一定比例的調(diào)理劑，攪拌均勻混合，靜置一段時間后，將土塊鏟成小塊放入破碎機破碎制成盾構(gòu)土； (2)將步驟(1)中靜置、破碎后的盾構(gòu)土放入球磨機中球磨活化； (3)按照一定比例分別對盾構(gòu)土、P.O硅酸鹽水泥、生石灰、中粗砂進行稱量混合，攪拌均勻混合材料； (4)將步驟(3)中的混合材料置于標(biāo)磚規(guī)格模具中，按照一定強度和時間壓制成型； (5)將步驟(4)中壓制得到的磚塊灑水自然養(yǎng)護固定天數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法，其特征在于在所述步驟(1)中，初步脫水后的盾構(gòu)泥漿含水率為15％～25％。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法，其特征在于在所述步驟(1)中，靜置時間為48h～72h。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法，其特征在于在所述步驟(1)中，調(diào)理劑為氯化鈣、硫酸鈉、硫酸鎂中的一種或多種。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法，其特征在于在所述步驟(1)中，加入的調(diào)理劑與盾構(gòu)泥漿的質(zhì)量比為1：20～1：15。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法，其特征在于在所述步驟(2)中進行球磨活化時，在球磨機中球料比1：4，大球、中球、小球的級配為4：24：30。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法，其特征在于在所述步驟(3)中，混合材料的質(zhì)量占比為：盾構(gòu)土45％～67％，P.O硅酸鹽水泥15％～25％，生石灰3％～8％，中粗砂15％～25％。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法，其特征在于在所述步驟(4)中，磚塊壓制成型的壓強為10MPa～15MPa，壓制時保持恒壓5s～20s。 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法，其特征在于在所述步驟(5)中，灑水自然養(yǎng)護時間為21天～28天。 10.免燒壓制磚，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1至9任一所述方法制備得到。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種環(huán)境工程和固廢資源化技術(shù)領(lǐng)域的球磨盾構(gòu)泥漿制磚方法，特別是一種采用特殊調(diào)理劑的球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法及其產(chǎn)品。

背景技術(shù)

隨著我國城市現(xiàn)代化進程的持續(xù)推進，大量的城市地下空間開發(fā)工程改善了人們的生活質(zhì)量、方便了人們的交通出行。以城市地鐵建設(shè)為例，在未來4年內(nèi)，地鐵新修里程將新增4000多公里，與此同時預(yù)計約產(chǎn)生廢棄盾構(gòu)泥漿2.7億立方米。面對數(shù)量如此龐大的盾構(gòu)泥漿，以往的處理處置方式主要包含外運填埋消納、圈圍工程消納等。設(shè)置填埋場堆積，不僅占用大量的土地資源，也存在污染土壤的可能性，同時長距離運輸過程中發(fā)生的拋灑滴漏現(xiàn)象會嚴(yán)重影響市容市貌。

盾構(gòu)泥漿性質(zhì)類似黏土，其脫水干化后的礦物組成主要是SiO 2、Fe 2O 3、Al 2O 3等，與建筑材料原料成分相似度很高，是很有價值的潛在資源。但是由于盾構(gòu)泥漿中的SiO 2組分反應(yīng)活性低，水化反應(yīng)弱，盾構(gòu)泥漿很少被采用作為壓制磚的主要原料。而我國建材行業(yè)需求量極大，大量礦產(chǎn)、黏土資源的開采，對自然環(huán)境的結(jié)構(gòu)、土質(zhì)造成了嚴(yán)重破壞。因此，亟需良好的資源化方式與手段將廢棄盾構(gòu)工程泥漿轉(zhuǎn)化為免燒生態(tài)磚建材產(chǎn)品可利用的原材料，從而提高廢棄泥漿資源回用率，保護土地與礦產(chǎn)資源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對大量廢棄盾構(gòu)工程泥漿無處堆放的問題，提出一種球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法及其產(chǎn)品，免燒壓制磚產(chǎn)品符合JC/T422-2007《非燒結(jié)垃圾尾礦磚》標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了廢棄盾構(gòu)泥漿高效資源化的路徑。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法，包括以下步驟：

(1)在初步脫水后的盾構(gòu)泥漿中加入一定比例的調(diào)理劑，攪拌均勻混合，靜置一段時間后，將土塊鏟成小塊放入破碎機破碎制成盾構(gòu)土；

(2)將步驟(1)中靜置、破碎后的盾構(gòu)土放入球磨機中球磨活化；

(3)按照一定比例分別對盾構(gòu)土、P.O硅酸鹽水泥、生石灰、中粗砂進行稱量混合，攪拌均勻混合材料；

(4)將步驟(3)中的混合材料置于標(biāo)磚規(guī)格模具中，按照一定強度和時間壓制成型；

(5)將步驟(4)中壓制得到的磚塊灑水自然養(yǎng)護固定天數(shù)。

進一步地，在上述步驟(1)中，初步脫水后的盾構(gòu)泥漿含水率為15％～25％。

進一步地，在上述步驟(1)中，靜置時間為48h～72h。

進一步地，在上述步驟(1)中，調(diào)理劑為氯化鈣、硫酸鈉、硫酸鎂中的一種或多種。

進一步地，在上述步驟(1)中，加入的調(diào)理劑與盾構(gòu)泥漿的質(zhì)量比為1：20～1：15。

進一步地，在上述步驟(2)中，進行球磨活化時，在球磨機中球料比1：4，大球、中球、小球的級配為4：24：30。

進一步地，在上述步驟(3)中，混合材料的質(zhì)量占比為：盾構(gòu)土45％～67％，P.O硅酸鹽水泥15％～25％，生石灰3％～8％，中粗砂15％～25％。

進一步地，在上述步驟(4)中，磚塊壓制成型的壓強為10MPa～15MPa，壓制時保持恒壓5s～20s。

進一步地，在上述步驟(5)中，灑水自然養(yǎng)護時間為21天～28天。

本發(fā)明還提供一種免燒壓制磚，根據(jù)上述任一所述方法制備得到。

本發(fā)明提出的球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法，特點是：在初步脫水后的盾構(gòu)泥漿中加入調(diào)理劑，靜置、破碎后進行球磨活化，再加入其他輔料混合攪拌，放入模具中壓制成型、養(yǎng)護。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果為：

1、本發(fā)明可以處理初步脫水后含水率在15％～25％的盾構(gòu)泥漿，利用調(diào)理劑中吸收泥漿中自由水免去了深度脫水步驟，簡化和縮短了前處理步驟。養(yǎng)護階段利用水化反應(yīng)產(chǎn)生的高溫使調(diào)理劑的結(jié)合水釋放，同時促進水化反應(yīng)進程，提高了后期養(yǎng)護質(zhì)量。

2、本發(fā)明采用了球磨為前處理工藝，球磨后盾構(gòu)泥漿中SiO 2顆粒呈圓形結(jié)構(gòu)，反應(yīng)活性增強，可以潤滑混合料結(jié)構(gòu)，降低混合料的需水量，阻止水分在混合料表面的積聚，增加了水泥砂漿的保水性。同時提高了粗細骨料中過度界面的厚度，極大地增強了壓制磚的后期強度。

3、本發(fā)明重新利用了廢棄的盾構(gòu)泥漿，既解決了大方量盾構(gòu)泥漿難處置的問題，又緩解了建材領(lǐng)域?qū)υ牧闲枨罅康膲毫?。在?jié)約了大量的用地成本的同時，實現(xiàn)了廢棄盾構(gòu)泥漿的資源化利用，并且降低了免燒壓制磚產(chǎn)品的經(jīng)濟成本，提升了免燒壓制磚產(chǎn)品強度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中制備免燒壓制磚方法的流程圖。

具體實施方式

結(jié)合附圖和以下具體實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的保護內(nèi)容不局限于以下實施例。在不背離發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點都被包括在本發(fā)明中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護范圍。實施本發(fā)明的過程、條件、試劑、實驗方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識和公知常識，本發(fā)明沒有特別限制內(nèi)容。

實施例1

步驟(1)，在初步脫水后含水率為18％的盾構(gòu)泥漿中加入硫酸鈉攪拌混合，其中盾構(gòu)泥漿與硫酸鈉按質(zhì)量比為20：1的比例，在堆場靜置48h后，將土塊鏟成小塊放入破碎機破碎；

步驟(2)，將步驟(1)中干燥并破碎后的盾構(gòu)泥漿放入球磨機，球料比1：4加入鋼球，大球(D20)、中球(D10)、小球(D5)的級配為4：24：30，設(shè)置行星式球磨機公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為200r/min，轉(zhuǎn)速比為1：3，球磨30min；

步驟(3)，對盾構(gòu)土、水泥、生石灰、中粗砂進行攪拌混合，盾構(gòu)土、水泥、生石灰、中粗砂按照質(zhì)量比為盾構(gòu)土60％、水泥18％、生石灰4.5％、17.5％中粗砂；

步驟(4)，按照標(biāo)磚規(guī)格(240mm×110mm×53mm)將步驟(3)中的混合料以13.1MPa的壓強恒壓壓制8s；

步驟(5)，將步驟(4)中壓制得到的磚塊灑水自然養(yǎng)護28天。

步驟(5)得到壓制磚的抗壓強度為20.8MPa。

實施例2

步驟(1)，在初步脫水后含水率為18％的盾構(gòu)泥漿中加入硫酸鈉攪拌混合，其中盾構(gòu)泥漿與硫酸鈉按質(zhì)量比為20：1的比例，在堆場靜置48h后，將土塊鏟成小塊放入破碎機破碎；

步驟(2)，將步驟(1)中干燥并破碎后的盾構(gòu)泥漿放入球磨機，球料比1：4加入鋼球，大球(D20)、中球(D10)、小球(D5)的級配為4：24：30，設(shè)置行星式球磨機公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為200r/min，轉(zhuǎn)速比為1：3，球磨30min；

步驟(3)，對盾構(gòu)土、水泥、生石灰、中粗砂進行攪拌混合，盾構(gòu)土、水泥、生石灰、中粗砂按照質(zhì)量比為盾構(gòu)土55％、水泥18％、生石灰4.5％、22.5％中粗砂；

步驟(4)，按照標(biāo)磚規(guī)格(240mm×110mm×53mm)將步驟(3)中的混合料以13.1MPa的壓強恒壓壓制8s；

步驟(5)，將步驟(4)中壓制得到的磚塊灑水自然養(yǎng)護28天。

步驟(5)得到壓制磚的抗壓強度為18.0MPa。

實施例3

步驟(1)，在初步脫水后含水率為18％的盾構(gòu)泥漿中加入硫酸鈉攪拌混合，其中盾構(gòu)泥漿與硫酸鈉按質(zhì)量比為20：1的比例，在堆場靜置48h后，將土塊鏟成小塊放入破碎機破碎；

步驟(2)，將步驟(1)中干燥并破碎后的盾構(gòu)泥漿放入球磨機，球料比1：4加入鋼球，大球(D20)、中球(D10)、小球(D5)的級配為4：24：30，設(shè)置行星式球磨機公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為200r/min，轉(zhuǎn)速比為1：3，球磨30min；

步驟(3)，對盾構(gòu)土、水泥、生石灰、中粗砂進行攪拌混合，盾構(gòu)土、水泥、生石灰、中粗砂按照質(zhì)量比為盾構(gòu)土50％、水泥18％、生石灰4.5％、27.5％中粗砂；

步驟(4)，按照標(biāo)磚規(guī)格(240mm×110mm×53mm)將步驟(3)中的混合料以13.1MPa的壓強恒壓壓制8s；

步驟(5)，將步驟(4)中壓制得到的磚塊灑水自然養(yǎng)護28天。

步驟(5)得到壓制磚的抗壓強度為14.7MPa。

本發(fā)明的保護內(nèi)容不局限于以上實施例。在不背離本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點都被包括在本發(fā)明中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護范圍。

球磨活化盾構(gòu)泥漿制備免燒壓制磚的方法及其產(chǎn)品.pdf