土工合成材料预应力加筋可装配式固化渣土块的制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种土工合成材料预应力加筋可装配式固化渣土块的制备方法。

背景技术

随着我国基础建设规模的不断扩大，工程渣土作为工程建设的副产品已成为最主要的建筑垃圾，给环境带来了极大挑战。2020年，全国仅地铁盾构就会产生2.25亿m3的工程渣土，如此大体量工程渣土的处置问题亟需解决。渣土资源化利用是解决该问题的重要途径，但目前我国渣土资源化利用率极低，渣土处置方式仍主要为粗放的填埋和堆放，该方式会引起土壤和水体的污染问题，且大体量堆放极易引起工程灾害，成本高且效率低。因此，亟需提出一种快速高效、经济性好、适合大体量应用的渣土资源化处理方法。基于此提出了一种以工程渣土为主要材料，制作土工合成材料预应力加筋可装配式轻质固化渣土模块的技术，为工程渣土的资源化处理提供了一种新的方式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种土工合成材料预应力加筋可装配式固化渣土块的制备方法，实现了工程渣土快速再利用，制备得到的土工合成材料预应力加筋可装配式固化渣土块具有强度高、容重小、抗弯性能好等优点，可应用于路基、路面铺装等工程，制备方法简单方便，施工周期短，应用范围广，解决了目前渣土资源化利用率低、处置成本高且污染环境等问题，具有较大的社会和经济效益。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种土工合成材料预应力加筋可装配式固化渣土块的制备方法，包括以下步骤：

1)将工程渣土进行破碎，并加水搅拌至流动状态，形成渣土原料；

2)将处理后的渣土原料和固化剂加水搅拌均匀，加热一段时间冷却后再加入发泡剂均匀搅拌，形成轻质固化土；

3)将制备好的轻质固化土浇筑在设置有预应力土工格栅的模具中；

4)待固化土强度达到预定值后剪断两侧多余土工格栅，完成预应力张拉，经过简单养护后得到土工合成材料预应力加筋可装配式固化渣土块。

按照上述技术方案，

本发明具有以下有益效果：

本发明实现了工程渣土快速再利用的新途径，具有工厂制备、现场装配，施工简单方便，避免现场浇筑，十分便捷，极大解决了渣土堆放造成的环境和场地问题，具有极大的社会和经济效益；土工合成材料预应力加筋轻质固化渣土，预应力加筋材料可防止轻质固化土开裂并大幅度提高轻质固化土强度和抗弯性能；渣土泡沫轻质化，减轻了渣土块的质量，便于运输、吊装和施工；尤其将制作好的渣土模块应用在路桥过渡段的地基中，具有缓解桥头跳车的特点，还能提高承载能力；应用于路基、路面铺装，具有方便快捷、成本低等优势，渣土模块具有装配施工方便、环保，符合循环经济发展要求，具有极大的经济性。

附图说明

图1是本发明实施例中土工合成材料预应力加筋可装配式固化渣土块加工装置的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本发明实施例中加载板的结构示意图；

图4是本发明实施例中夹板的结构示意图；

图5是本发明实施例中侧墙的结构示意图；

图6是图5的左视图；

图中，1-加载板；2-夹具；3-侧面模板；4-土工格栅；5-螺栓；6-侧墙；7-千斤顶；8-基础墩；9-轻质固化土浆液；10-螺栓孔；11-预留孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图6所示，本发明提供的一个实施例中的土工合成材料预应力加筋可装配式固化渣土模块制备方法，包括以下步骤：

1)将工程渣土进行破碎，并加水搅拌至流动状态，形成渣土原料；

2)将处理后的渣土原料和固化剂加水搅拌均匀，加热一段时间冷却后再加入发泡剂均匀搅拌，形成轻质固化土；

3)将制备好的轻质固化土浇筑在设置有预应力土工格栅的模具中；

4)待固化土强度达到预定值后剪断两侧多余土工格栅，完成预应力张拉，经过简单养护后得到土工合成材料预应力加筋可装配式固化渣土模块。

进一步地，在所述的步骤2)中，固化剂由水泥、石膏、矿粉均匀混合制备而成。

进一步地，水泥为P42.5普通硅酸盐水泥，石膏为脱硫石膏，矿粉为碱性矿粉。

进一步地，水泥、石膏、矿粉质量比为1:0.5:0.1～1:1:0.2。

进一步地，在所述的步骤2)中，发泡剂加入搅拌前，还要对发泡剂做以下处理：将发泡剂进行稀释发泡。

进一步地，发泡剂的稀释是将发泡剂与水的混合比例设定为1:50～1:80；

发泡剂泡剂的成分包括聚乙烯吡咯烷酮3-5、脂肪酸甘油酯1-3、十二烷基苯磺酸钠1-3、羧甲基纤维素钠1-2和聚丙烯酸酯共聚乳液1-3。

进一步地，在所述的步骤1)中，处理后的渣土原料的颗粒不大于2mm，流动浆液密度为1500g/cm

在所述的步骤2)中，渣土原料与固化剂质量比为40:60～70:30，稀释前的发泡剂为渣土质量的0.8～1.3％。

进一步地，在所述的步骤3)中预应力土工格栅的模具的具体制备过程是将土工格栅沿长度方向进行张拉，并固定于模具中。

进一步地，土工格栅强度不低于30kN/m，屈服应变不低于10％。

进一步地，在所述的步骤3)中，将轻质固化土均匀浇筑在设置有预应力土工格栅的模具中。

进一步地，在所述的步骤3)中设置有预应力土工格栅的模具为土工合成材料预应力加筋可装配式固化渣土块加工装置，它包括模具、两个夹具、千斤顶、土工格栅，两个夹具分别布置于模具的两侧，土工格栅的一端与一个夹具连接，土工格栅的另一端从模具穿出，并与另一个夹具连接，千斤顶的两端分别与一个夹具和模具连接，千斤顶通过加载板与夹具连接。

模具包括两个侧面模板和两个侧墙，两个侧墙相互平行布置于地面，侧墙通过基础墩与地面连接，两个侧面模板分别布置侧墙的两端，侧面模板的两端分别与两个侧墙连接。

夹具包括两个夹板，加载板一侧的夹具，加载板的两端分别与两个夹板连接，加载板通过螺栓与夹板连接，加载板和夹板从上下两侧对土工格栅的一端夹紧，土工格栅的另一端穿过模具与模具另一侧的夹具连接，没有加载板一侧的夹具的两个夹板之间通过螺栓连接。

本发明的工作过程：

(1)将土工格栅一端穿过侧墙预留孔11，用夹具2和螺栓5固定，侧墙6固定在基础墩8上；另一端穿过侧墙6和加载板1后用夹具2和螺栓5固定在移动加载板1上。千斤顶7固定在侧墙6上，根据渣土块预应力具体需求来确定千斤顶7的移动距离，从而使加载板移动，给土工格栅施加预应力。

(2)将工程渣土破碎至粒径不大于10mm后加水搅拌成流动状态，使其密度达到1550g/cm3。

(3)将发泡剂按1：60的比率进行稀释，1：30的比率进行发泡。

(4)将水泥、石膏、矿粉按照质量比1:0.5:0.1混合均匀。

(5)将渣土和固化剂按照质量比40:60混合并搅拌均匀，冷却2小时后再加入泡沫均匀搅拌，得到轻质固化土浆液9。

(6)将轻质固化土浆液9浇筑在两个侧墙6和两个侧面模板3之间让其凝固。

(7)待其凝固结束之后，去除土工格栅4两端的夹具2和螺栓5，剪去两端多余的土工格栅4，完成土工合成材料预应力加筋模块化轻质固化渣土块的制备。

综上所述，本发明将废弃工程渣土资源化处理，与传统处置方法相比，得到的土工合成材料预应力加筋模块化轻质固化渣土块具有强度高、容重小、抗弯性能好等优点，可应用于路基、路面铺装等工程，制备方法简单方便，施工周期短，应用范围广，解决了目前渣土资源化利用率低、处置成本高且污染环境等问题，具有较大的社会和经济效益。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。