一种利用淤泥质土的再生回填料及制备方法与流程

本申请涉及建筑回填领域，更具体地说，它涉及一种利用淤泥质土的再生回填料及制备方法。

背景技术：

1、随着我国建设步伐不断加快，在项目建设过程中，会产生大量的建筑垃圾。其中，在基坑施工、河道维护、基础施工等过程中，时常能看到淤泥的身影。淤泥是一种高含水率、软弱性的黏土，在静水或缓慢流水环境中沉积而成。于湖泊、河滩、鱼塘、滨海等处进行施工时，需要把水抽走、将淤泥清理挖走，进行回填，最后才能进行道路修建。这部分被挖走淤泥需要送到附近的填埋场或弃土场。这种处理方式不仅增加运费，还会造成地下水污染。而将淤泥挖走后，又需要使用河砂、山砾等材料进行回填，消耗大量的天然资料。因此，还有待改善。

技术实现思路

1、为了将挖出的淤泥再利用，本申请提供一种利用淤泥质土的再生回填料及制备方法。

2、第一方面，本申请提供一种利用淤泥质土的再生回填料，采用如下的技术方案：一种利用淤泥质土的再生回填料，按照质量百分比，包括以下原料：3-8％水玻璃、5-10％硅灰、5-15％废旧橡胶颗粒、10-20％废旧混凝土块、6-12％水泥、3-8％矿渣，淤泥补充余量至100％。

3、淤泥、废旧橡胶颗粒、废旧混凝土块等都是在建筑过程中所产生的废弃回收料，将这些废弃回收料运用到再生回填料中，可以节省材料成本，又可以节省运输的时间成本，具有良好的经济、环境效果。

4、然而，由于淤泥力学强度不够，含水量较高，若直接混合使用，容易发生坍塌。

5、通过采用上述技术方案，水泥会吸收一部分淤泥中的水，发生水化反应，生成胶凝物质，加强淤泥各部分之间的连接强度；当水泥硬化之后，与淤泥已经有了密切的接触，形成牢固的整体。

6、在水玻璃、硅灰、废旧橡胶颗粒的共同配合下，同样会吸取淤泥中的水分，形成凝胶类的体系，凝胶填充到淤泥中的各个地方；废旧橡胶颗粒在凝胶类体系中起到类似于骨架的支撑作用，提高凝胶体系的稳定性。水玻璃、硅灰、废旧橡胶颗粒的配合可以对淤泥内多余的毛细水有良好的控制作用，使淤泥不容易泌水，便于后续施工。

7、废旧混凝土块中的石膏会在体系中发生反应，生成具有膨胀性的钙钒石，由于凝胶具有弹性、良好的形变效果，这种膨胀性反而可以将凝胶挤压到死角处，减少体系的空隙，从而进一步提高再生回填料的力学性能。

8、在水泥水化反应的过程中，体系中充斥着钙离子，这部分钙离子可以与水玻璃中的硅酸根离子结合，也可以与促进硅灰发挥火山灰效应，从而促进更多凝胶更快生成，提高土颗粒之间的连接强度。

9、优选的，按照质量百分比，包括以下原料：4.5-6.5％水玻璃、6-9％硅灰、8-13％废旧橡胶颗粒、12-16％废旧混凝土块、8-12％水泥、4.5-7％矿渣，淤泥补充余量至100％。

10、通过采用上述技术方案，进一步限定各原料之间的配合比例，使各原料之间的配合相互制约达到平衡，更快生成更多、分布更加均匀、稳定性更好的凝胶类物质，从而改善淤泥的性能，得到可以重新利用的再生回填料。

11、优选的，所述废旧混凝土块的粒径为9.5-19mm。

12、通过采用上述技术方案，进一步限定废旧混凝土块的粒径，在该粒径下，可以更充分与水玻璃、硅灰、废旧橡胶颗粒等原料配合，有利于提高淤泥土颗粒间的连接强度。

13、优选的，所述废旧橡胶颗粒包括粒径为1-2mm的废旧橡胶颗粒、粒径为3-4mm的废旧橡胶颗粒、粒径为5-6mm的废旧橡胶颗粒中的一种或多种混合。

14、优选的，所述废旧橡胶颗粒为粒径为1-2mm的废旧橡胶颗粒、粒径为5-6mm的废旧橡胶颗粒的混合，粒径为1-2mm的废旧橡胶颗粒、粒径为5-6mm的废旧橡胶颗粒的质量比为1：(0.8-1.2)，以粒径为1-2mm的废旧橡胶颗粒的质量为基准。

15、通过采用上述技术方案，进一步限定废旧橡胶颗粒的粒径及不同粒径之间的比例配合，在该配合下，大小不一的废旧橡胶颗粒可以在凝胶中、体系中有更灵活的流动效果，从而赋予凝胶类物质更稳定的性能。

16、优选的，所述废旧橡胶颗粒为改性废旧橡胶颗粒，改性废旧橡胶颗粒的制备包括以下步骤：

17、将废旧橡胶颗粒浸泡至水玻璃溶液中，搅拌至均匀后浸泡8-12h，取出后得到改性废旧橡胶颗粒；

18、废旧橡胶颗粒与水玻璃溶液的质量比为1：(2-5)。

19、废旧橡胶颗粒疏水性较强，直接在体系中容易混合不均匀，使效果大打折扣。

20、通过采用上述技术方案，使用水玻璃溶液对废旧橡胶颗粒进行处理，水玻璃在废旧橡胶颗粒表面附着，使制得的改性废旧橡胶颗粒有良好的亲水性，从而可以在体系中更加均匀分散，可以更加充分地对凝胶体系起到支撑作用。

21、优选的，将所述废旧橡胶颗粒与水玻璃溶液浸泡混合前，先将废旧橡胶颗粒与碱溶液浸泡混合，取出后再进行水玻璃溶液浸泡处理；

22、碱溶液的浓度为0.05-0.15mol/l，浸泡时间15-30min。

23、通过采用上述技术方案，利用低浓度的碱溶液对废旧橡胶颗粒进行短时间的浸泡处理，可以将废旧橡胶颗粒表面的硬脂酸锌溶蚀，有利于提高与水泥之间的粘接力。并且，低浓度的碱溶液浸泡，可以使得废旧橡胶颗粒的表面变得更粗糙，增加与凝胶之间的接触面积，从而更加容易牢固配合。

24、优选的，所述淤泥的水含量为45-65％。

25、通过采用上述技术方案，进一步限定淤泥的含水量，在该特定含水量下，水玻璃、硅灰、废旧橡胶颗粒能更充分发挥配合效果，从而提高再生回填料的力学性能。

26、第二方面，本申请提供一种利用淤泥质土的再生回填料的制备方法，采用如下的技术方案：

27、一种利用淤泥质土的再生回填料的制备方法，包括以下步骤：

28、将水玻璃、硅灰、废旧橡胶颗粒混合，得到混合物；

29、将淤泥、矿渣、水泥、废旧混凝土块、混合物混合均匀，得到再生回填料。

30、本申请所提供的再生回填料的制备方法简单快捷方便，在现场将淤泥挖出后，即可进行再生回填料的制备，对场地、设备的要求较低，适合在现场推广使用，可有效降低成本。

31、综上所述，本申请具有以下有益效果：

32、1、在水玻璃、硅灰、废旧橡胶颗粒的共同配合下，会吸取淤泥中的水分，形成凝胶类的体系，凝胶填充到淤泥中的各个地方；废旧橡胶颗粒在凝胶类体系中起到类似于骨架的支撑作用，提高凝胶体系的稳定性。

33、2、本申请中，水玻璃、硅灰、废旧橡胶颗粒的配合可以对淤泥内多余的毛细水有良好的控制作用，使淤泥不容易泌水，便于后续施工。

34、3、废旧混凝土块中的石膏会在体系中发生反应，生成具有膨胀性的钙钒石，由于凝胶具有弹性、良好的形变效果，这种膨胀性反而可以将凝胶挤压到死角处，减少体系的空隙，从而进一步提高再生回填料的力学性能。

技术特征：

1.一种利用淤泥质土的再生回填料，其特征在于，按照质量百分比，包括以下原料：3-8%水玻璃、5-10%硅灰、5-15%废旧橡胶颗粒、10-20%废旧混凝土块、6-12%水泥、3-8%矿渣，淤泥补充余量至100%。

2.根据权利要求1所述的利用淤泥质土的再生回填料，其特征在于：按照质量百分比，包括以下原料：4.5-6.5%水玻璃、6-9%硅灰、8-13%废旧橡胶颗粒、12-16%废旧混凝土块、8-12%水泥、4.5-7%矿渣，淤泥补充余量至100%。

3.根据权利要求1所述的利用淤泥质土的再生回填料，其特征在于：所述废旧混凝土块的粒径为9.5-19mm。

4.根据权利要求1所述的利用淤泥质土的再生回填料，其特征在于：所述废旧橡胶颗粒包括粒径为1-2mm的废旧橡胶颗粒、粒径为3-4mm的废旧橡胶颗粒、粒径为5-6mm的废旧橡胶颗粒中的一种或多种混合。

5.根据权利要求4所述的利用淤泥质土的再生回填料，其特征在于：所述废旧橡胶颗粒为粒径为1-2mm的废旧橡胶颗粒、粒径为5-6mm的废旧橡胶颗粒的混合，粒径为1-2mm的废旧橡胶颗粒、粒径为5-6mm的废旧橡胶颗粒的质量比为1：（0.8-1.2），以粒径为1-2mm的废旧橡胶颗粒的质量为基准。

6.根据权利要求1所述的利用淤泥质土的再生回填料，其特征在于：所述废旧橡胶颗粒为改性废旧橡胶颗粒，改性废旧橡胶颗粒的制备包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的利用淤泥质土的再生回填料，其特征在于：将所述废旧橡胶颗粒与水玻璃溶液浸泡混合前，先将废旧橡胶颗粒与碱溶液浸泡混合，取出后再进行水玻璃溶液浸泡处理；

8.根据权利要求1所述的利用淤泥质土的再生回填料，其特征在于：所述淤泥的水含量为45-65%。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述的利用淤泥质土的再生回填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本申请涉及建筑回填领域，更具体地说，它涉及一种利用淤泥质土的再生回填料及制备方法。一种利用淤泥质土的再生回填料，按照质量百分比，包括以下原料：3‑8%水玻璃、5‑10%硅灰、5‑15%废旧橡胶颗粒、10‑20%废旧混凝土块、6‑12%水泥、3‑8%矿渣，淤泥补充余量至100%；其制备方法为：将水玻璃、硅灰、废旧橡胶颗粒混合，得到混合物；将淤泥、矿渣、水泥、废旧混凝土块、混合物混合均匀，得到再生回填料。本申请具有再利用淤泥、节省成本等优点。技术研发人员：毛磊,周雄,吴昌洪,张昶凯,刘均松,张茂鹏,黄居鹏受保护的技术使用者：中铁广州工程局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18