一种流态固化土及其制备方法与流程

本发明属于固化土，特别涉及一种流态固化土及其制备方法。

背景技术：

1、土壤固化剂是一种由多种无机、有机材料合成的用于固化各类土壤的新型节能环保工程材料。它与土壤混合后，通过一系列物理和化学反应改变土壤的工程性质，可以以结晶水的形式固定土壤中的大量游离水，从而使土壤胶束的表面电流降低，胶束吸收的双电层变薄，电解质浓度增强，颗粒趋于团聚，体积膨胀，进一步填充土壤孔隙。在压实工作的作用下，固化土易于压实和稳定，从而形成整体结构，达到常规方法无法达到的压实密度。

2、固化土是在土壤中加入一定的稳定剂使土壤稳定，然后进行摊铺碾压而形成的路面。固化土是一种全新的天然固化土路面系统，通过科学配比和技术处理，稳定天然砂、矿石尾矿、矿渣废土等可再生原料而形成。

3、目前，公开号为cn115403352a，公开日为2022年11月29日的中国专利公开了一种利用建筑渣土制备流态固化土的方法，包含专用固化外加剂的制备及流态固化土的制备；固化外加剂，按重量计，由下列成分组成：粉煤灰25-35%、矿渣25-30%、生石灰5-15%、煅烧高岭土10-20%、硅酸钠2-5%、硫酸钠1-3%、聚醚有机硅消泡剂1-2%；粉煤灰为粉煤灰进行二次研磨的微粉，比表面积为600-800 m2/kg，三氧化硫≤3.0wt%，含水量≤1.0wt%，烧失量≤5.0wt%，煅烧高岭土为干粉状，比表面积350-400㎡/kg，含湿量≤2%，氧化铝含量≥45%；固化外加剂制备方法，包括如下步骤：1)按比例称取各原料；2)粉煤灰和矿渣微粉、生石灰、煅烧高岭土使用混合机混合均匀；3)再加入硅酸钠、硫酸钠混合均匀；4)最后加入聚醚有机硅消泡剂混合均匀即得；流态固化土的准备方法，包括如下过程：1)准备建筑工程所挖的建筑渣土，选择符合《建设用地土壤污染风险筛选值和管制值》(gb 36600-2018)及《土壤检测系列标准》（ny/t 1121-2006）的相关重金属及污染限值标准的无污染素土，土中含有的石块最大粒径应≤10mm；2）在回填作业区开挖设立一个泥浆浸泡池，按比例将素土与水浸泡1-2d，2d后使用泥浆浸泡池将泥块打碎制备泥浆；3）在低于泥浆浸泡池的下方砌筑一个搅拌池，将上面浸泡池中放下来的泥浆在此加入比例的固化外加剂，使用泥浆浸泡池及挖机配合搅拌均匀，得到本发明的流态固化土；渣土、固化外加剂、水按照35-40 :5-10: 55-60的重量比例混合；4）采用溜槽或是泵送的方式对基槽进行回填，每次回填的高度不超过1m，进行二次加高回填时间隔时间需控制在4-10h。

4、该种固化剂由粉煤灰、矿渣、生石灰、煅烧高岭土、硅酸钠、硫酸钠、聚醚有机硅消泡剂组成；其中在现有技术中对于锅炉废渣往往采用填埋和高温焚烧的方式进行处理，如此就会不利于锅炉废渣资源的高效利用。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种流态固化土，能够利用锅炉废渣作为固化剂的基材，从而有利于对锅炉废渣的高效利用，实现锅炉废渣的资源化再利用。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种流态固化土，其特征在于：包括破碎土壤和固化剂，所述固化剂按重量计，由下列成分组成：粉煤灰30-40重量份、锅炉废渣35-50重量份、脱硫石膏5-9重量份、煤矸石10-20重量份、矿渣20-30重量份、激发剂2-8重量份。

3、本发明的进一步设置为：所述激发剂为硫酸钠。

4、本发明的目的还在于提供一种流态固化土的制备方法，能够在对水和土壤进行搅拌时对底部的碎石颗粒进行及时清理。

5、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种流态固化土的制备方法，包括如下步骤：

6、步骤一：利用破碎筛对土壤进行破碎处理；

7、步骤二：将破碎处理后的土壤运输至搅拌机内并加入水，制得泥浆；

8、步骤三：利用第一输送泵将制得的泥浆输送入搅拌池内，随后添加固化剂，从而制得流态固化土；

9、步骤四：利用第二输送泵将流态固化土输送出去进行回填；

10、所述搅拌机包括搅拌罐、设置在搅拌罐上侧的支架、设置在支架两侧的搅拌电机、设置在搅拌电机下侧且伸入搅拌罐内的搅拌轴、设置在搅拌轴周侧的搅拌臂；所述搅拌罐底部的中部位置处设置有供碎石颗粒沉积的弧形槽，所述搅拌罐内且位于弧形槽的位置处转动连接有从动辊，所述支架上且位于从动辊的正上方转动连接有主动辊，所述支架上设置有输出轴与主动辊端部连接的驱动电机，所述主动辊和从动辊之间设置有传动皮带，所述传动皮带上设置有用于挖取出弧形槽内的砂石颗粒的网篮，所述网篮呈长条形且沿水平方向延伸，所述网篮与位于一侧的搅拌轴之间设置有用于将网篮内的砂石颗粒清理至搅拌罐外的清理组件。

11、通过采用上述技术方案，当破碎处理后的土壤被运输至搅拌机内后即可加入水，再启动搅拌机内的两个搅拌电机，搅拌电机即可带动搅拌轴和搅拌臂转动，随后搅拌臂即可对水和土壤进行充分的搅拌，从而形成所需的泥浆；其中土壤内的砂石颗粒则是在自身重力作用下沉积在搅拌罐底部，此时启动驱动电机，驱动电机即可带动主动辊转动，而主动辊即可通过从动辊带动传动皮带进行传动，随后传动皮带即可带动网篮经过搅拌罐底部的弧形槽，而网篮即可挖取出弧形槽内的砂石颗粒，随后网篮即可随着传动皮带向上移动直至移动至泥浆液面以上，再停止驱动电机使得网篮停滞在液面上方位置处，从而沥干其内的泥浆，此时网篮内即可留下挖取出来的砂石颗粒；随后再利用清理组件即可将网篮内的砂石颗粒清理至搅拌罐外，最终即可实现在对水和土壤进行搅拌时对底部的碎石颗粒进行及时清理。

12、本发明的进一步设置为：所述搅拌罐位于弧形槽两侧的底壁朝向弧形槽一侧倾斜向下。

13、通过采用上述技术方案，利用搅拌罐位于弧形槽两侧的底壁朝向弧形槽一侧倾斜向下，此时散落在搅拌罐底壁上的砂石颗粒即可沿着倾斜的底壁朝向弧形槽内滑落，最终即可使得砂石颗粒统一汇聚至弧形槽内。

14、本发明的进一步设置为：所述搅拌罐内且位于传动皮带的两侧均设置有分隔板，所述搅拌罐的侧边处且位于传动皮带内侧的位置处设置有泥浆输送管。

15、通过采用上述技术方案，利用搅拌罐内且位于传动皮带的两侧均设置的分隔板，而搅拌罐的侧边处且位于传动皮带内侧的位置处设置有泥浆输送管，此时泥浆传输管的两侧即可被分隔板和传动皮带隔档，而在分隔板和传动皮带的隔档作用下，即可使得泥浆输送管位置处的液体流动减缓，从而有利于泥浆输送管位置处的砂石颗粒在自身重力作用下下落，保证输送出去的泥浆内含有较少的砂石颗粒。

16、本发明的进一步设置为：所述清理组件包括两个分别设置在网篮两侧且用于分别向网篮两端输送砂石颗粒的绞龙、设置在网篮中心处且供绞龙轴端穿入的空腔部、位于空腔部内且与绞龙轴端连接的从动锥齿轮、设置在空腔部内且同时与两个从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮、用于带动主动锥齿轮转动的驱动件。

17、通过采用上述技术方案，当网篮停滞在泥浆液面上方的位置处后，利用驱动件带动主动锥齿轮转动，主动锥齿轮即可带动两侧的两个从动锥齿轮转动，而从动锥齿轮即可带动网篮内的绞龙转动，随着绞龙的持续转动，绞龙即可推动网篮内的砂石颗粒朝向网篮的端部移动，随后砂石颗粒即可被推动至搅拌罐外，最终即可实现在对水和土壤进行搅拌时对底部的碎石颗粒进行及时清理。

18、本发明的进一步设置为：所述驱动件包括与主动锥齿轮键连接的驱动轴、设置在空腔部内且与驱动轴端部连接的伸缩气缸、设置在主动锥齿轮周侧且抵触在空腔部内壁上的定位套、设置在网篮中部侧壁处且与空腔部内相通的连接套、设置在驱动轴远离伸缩气缸的一端处且位于连接套内的固定锥齿轮、连接在搅拌轴周侧且与固定锥齿轮啮合的齿形环，所述伸缩气缸的活塞杆端部与驱动轴的端部周向转动连接且轴向固定连接。

19、通过采用上述技术方案，当传动皮带在带动网篮传动的过程中，伸缩气缸带动固定锥齿轮回缩入连接套内，从而避免网篮上移过程中固定锥齿轮与齿形环发生干涉；

20、其中当随着网篮的继续上移直至连接套移动至齿形环上侧的位置后，伸缩气缸即可带动固定锥齿轮穿过连接套后与齿形环啮合，随着搅拌轴带动齿形环转动，齿形环即可带动固定锥齿轮转动，随后即可带动主动锥齿轮转动，主动锥齿轮即可带动两侧的两个从动锥齿轮转动，而从动锥齿轮即可带动网篮内的绞龙转动，随着绞龙的持续转动，绞龙即可推动网篮内的砂石颗粒朝向网篮的端部移动，随后砂石颗粒即可被推动至搅拌罐外，最终即可实现在对水和土壤进行搅拌时对底部的碎石颗粒进行及时清理；此时即可使得搅拌轴在实现泥浆搅拌的同时也被用于砂石颗粒的清理，实现搅拌轴的多重利用；

21、同时驱动轴与主动锥齿轮键连接，且主动锥齿轮的周侧具有抵触在空腔部内壁上的定位套，此时驱动轴在相对于主动锥齿轮进行移动的同时也保证主动锥齿轮能够始终与从动锥齿轮相啮合。

22、本发明的进一步设置为：所述驱动轴远离固定锥齿轮的一端处设置有连接块，所述连接块远离驱动轴的一侧开设有供伸缩气缸的活塞杆端部嵌入的凹槽，所述伸缩气缸的活塞杆端部周侧设置有连接环，所述凹槽周侧内壁上开设有供连接环嵌入的定位环槽。

23、通过采用上述技术方案，伸缩气缸的活塞杆端部嵌入在连接块的凹槽内，同时活塞杆端部周侧的连接环嵌入在凹槽周侧的定位环槽内，此时连接块即可绕着活塞杆的中心轴线进行周向的转动，但连接块沿着活塞杆中心轴线的轴向移动则是被定位，最终即可方便伸缩气缸带动驱动轴进行移动的同时也不影响驱动轴的转动。

24、本发明的进一步设置为：所述网篮的两端内均设置有导向套，所述网篮上设置有用于带动两个导向套朝向相互远离或者相互靠近一侧移动的移动件。

25、通过采用上述技术方案，当绞龙转动后推动网篮内的砂石颗粒朝向网篮端部移动时，利用移动件带动两个导向套朝向相互远离的一侧移动，从而使得导向套穿出至搅拌罐外侧，此时导向套即可对从网篮内推出来的砂石颗粒起到导向的作用，有利于砂石颗粒稳定的落在搅拌罐外侧；同时当网篮内的砂石颗粒清理完毕且网篮需要继续随着传动皮带进行传动时，利用移动件带动两个导向套朝向相互靠近的一侧移动，从而避免网篮移动过程中导向套与搅拌罐内壁发生干涉的情况。

26、本发明的进一步设置为：所述移动件包括开设在网篮端部且延伸方向与网篮延伸方向平行的条形槽、设置在导向套侧边处且穿过条形槽的连接柱、设置在连接柱远离导向套一侧且朝向连接套一侧延伸的连接臂、设置在连接臂远离连接柱一端处的齿条部、设置在固定锥齿轮上且用于与齿条部啮合的齿轮部、开设在连接套上且供齿条部与齿轮部啮合的开口槽、一端与网篮外壁连接且另一端与连接柱连接的复位弹簧。

27、通过采用上述技术方案，当伸缩气缸带动固定锥齿轮穿过连接套后与齿形环啮合时，固定锥齿轮上的齿轮部即可与连接臂上的齿条部完成啮合，而随着齿形环带动固定锥齿轮开始转动后，固定锥齿轮即可通过齿轮部带动齿条部移动，随后位于连接套上下两侧位置处的两个连接臂即可朝向相互远离的一侧移动，且复位弹簧被拉伸，最终即可带动两个导向套朝向相互远离的一侧移动；

28、而当网篮内的砂石颗粒清理完毕且伸缩气缸带动固定锥齿轮回缩入连接套内时，齿轮部即可与齿条部分离，随后在复位弹簧的弹性恢复力作用下，两个导向套朝向相互靠近的一侧移动，最终即可避免网篮移动过程中导向套与搅拌罐内壁发生干涉的情况。

29、本发明的有益效果是：当破碎处理后的土壤被运输至搅拌机内后即可加入水，再启动搅拌机内的两个搅拌电机，搅拌电机即可带动搅拌轴和搅拌臂转动，随后搅拌臂即可对水和土壤进行充分的搅拌，从而形成所需的泥浆；其中土壤内的砂石颗粒则是在自身重力作用下沉积在搅拌罐底部，此时启动驱动电机，驱动电机即可带动主动辊转动，而主动辊即可通过从动辊带动传动皮带进行传动，随后传动皮带即可带动网篮经过搅拌罐底部的弧形槽，而网篮即可挖取出弧形槽内的砂石颗粒，随后网篮即可随着传动皮带向上移动直至移动至泥浆液面以上，再停止驱动电机使得网篮停滞在液面上方位置处，从而沥干其内的泥浆，此时网篮内即可留下挖取出来的砂石颗粒；

30、当网篮停滞在泥浆液面上方的位置处后，伸缩气缸即可带动固定锥齿轮穿过连接套后与齿形环啮合，随着搅拌轴带动齿形环转动，齿形环即可带动固定锥齿轮转动，随后即可带动主动锥齿轮转动，主动锥齿轮即可带动两侧的两个从动锥齿轮转动，而从动锥齿轮即可带动网篮内的绞龙转动，随着绞龙的持续转动，绞龙即可推动网篮内的砂石颗粒朝向网篮的端部移动，随后砂石颗粒即可被推动至搅拌罐外，最终即可实现在对水和土壤进行搅拌时对底部的碎石颗粒进行及时清理；此时即可使得搅拌轴在实现泥浆搅拌的同时也被用于砂石颗粒的清理，实现搅拌轴的多重利用；同时在固定锥齿轮穿出连接套时，固定锥齿轮上的齿轮部即可与连接臂上的齿条部完成啮合，而随着齿形环带动固定锥齿轮开始转动后，固定锥齿轮即可通过齿轮部带动齿条部移动，随后位于连接套上下两侧位置处的两个连接臂即可朝向相互远离的一侧移动，且复位弹簧被拉伸，最终即可带动两个导向套朝向相互远离的一侧移动，从而使得导向套穿出至搅拌罐外侧，此时导向套即可对从网篮内推出来的砂石颗粒起到导向的作用，有利于砂石颗粒稳定的落在搅拌罐外侧；

31、当网篮内的砂石颗粒清理完毕且传动皮带需要继续带动网篮传动时，伸缩气缸带动固定锥齿轮回缩入连接套内，从而避免网篮上移过程中固定锥齿轮与齿形环发生干涉；同时齿轮部即可与齿条部分离，随后在复位弹簧的弹性恢复力作用下，两个导向套朝向相互靠近的一侧移动，最终即可避免网篮移动过程中导向套与搅拌罐内壁发生干涉的情况。