[发明专利]一种地铁盾构渣土免烧砖及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及地铁盾构渣土处理领域，特别涉及一种地铁盾构渣土免烧砖及生产方法。

背景技术

在地铁建设过程中产生大量的盾构渣土，盾构机在开挖隧道施工过程中，将排出大量盾构渣土。同时为保证土压平衡，将开挖面开挖下来的土体，依据地下水及土壤含水率、塑性指数、粒度等不同，掺加一定量的矿物类膨润土(如粘土、蒙脱土制浆)、表面活性剂(钠如AES)，在压力舱内调整成一种“塑性流动状态”，以便于顺利输送至地面。盾构渣土因为添加了一定成份的活性材料形成废土。一方面未经处理的大量盾构渣土无法安全填埋与应用，另一方面各地均禁止随意开采利用粘土生产砖、陶瓷、陶粒等建筑材料。

目前，为了解决上述问题，需要对盾构渣土进行无害化处理。将盾构渣土经渣浆分离、存池搅拌(陈化)、预处理、添加专用药剂并再行压滤后，形成达排放标准的盾构干化土及可循环利用的中水，盾构干化土含水率可达40％以下，表面活性剂等高分子聚合物去除率可达98％以上。盾构干化土及固体废渣一般是输送至填埋场进行填埋处理。

由于盾构干化土不同于一般土壤，盾构干化土主要化学成份包括Sio2、Ai2o3、Fe2o3、Cao、Mgo、So3及重金属如Cu、Pb、Cr及等，盾构干化土主要化学成份矿物组成含量高低，决定了盾构干化土的应用方向、产品性能与生产工艺。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种地铁盾构渣土免烧砖及生产方法，以解决了地铁盾构渣土处理难题，实现资源的循环利用，使盾构渣土资源化、无害化、减少地铁施工固废的排放。

一方面，本发明提供了一种地铁盾构渣土免烧砖，其特征在于，至少由盾构干化土、盾构固渣、熟石灰、煤灰、秸杆、水泥、土壤固化剂原料压制而成。

进一步地，各原料重量配比：盾构干化土60～70％、盾构固渣15～20％、熟石灰6～10％、煤灰8～12％、秸杆0.5％、水泥5～8％、土壤固化剂3～5％。

进一步地，盾构干化土含水率不超过20％，塑性指数Ip不超过15。

进一步地，盾构固渣的粒径不超过5mm。

进一步地，秸杆的长度小于10mm。

进一步地，熟石灰的Ca(OH)2指标含量不低于70％。

另一方面，本发明提供了一种地铁盾构渣土免烧砖生产方法，包括以下步骤：

步骤1：将盾构干化土60～70％、盾构固渣15～20％，按重量配比掺加搅拌均匀；

步骤2、在步骤1的原料中投入熟石灰6～10％、煤灰8～12％、秸杆0.5％，按重量配比掺加搅拌均匀后，集中入池陈化时间不少于4小时；

步骤3、在步骤2的原料中投入水泥5～8％、土壤固化剂3～5％，按重量配比掺加搅拌均匀后进行机械碾压时间不小于10分钟；混合后的胶结材料存放时间不小于2小时待用；

步骤4、采用免烧砖机设备压制成型；压制时的压力值范围在15～20MPa。

进一步地，在步骤1中，将盾构渣土进行无害化处理得到盾构干化土和盾构固渣，盾构干化土利用自然摊铺晾晒的方式，降低含水率及塑性指数Ip，使盾构干化土含水率不超过20％，塑性指数Ip不超过15；盾构固渣经破碎形成机制砂，盾构固渣的粒径不超过5mm。

进一步地，胶结材料压制成型前呈现松散状态，不得结块，含水率控制在8～10％，手捻成团，落地均匀散开。

进一步地，在步骤4之后还包括：

步骤5：采用自然通风养护，避免阳光直接爆晒，免烧砖养护龄期不少于28天，即可出厂。

本发明解决了地铁盾构渣土处理难题，实现资源的循环利用，使盾构渣土资源化、无害化、减少地铁施工固废的排放，其中免烧砖重量：2.92～3.15Kg，(长240mm×宽115mm×高53mm)；抗压强度：12.4～14.2MPa。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合实施例来详细说明本发明。

将盾构渣土进行无害化处理过程如下：盾构渣土经渣浆分离、存池搅拌(陈化)、预处理、添加专用药剂并再行压滤后，形成达排放标准的盾构干化土、盾构固渣及可循环利用的中水，盾构干化土含水率可达40％以下，表面活性剂等高分子聚合物去除率可达98％以上。

为了实现对盾构干化土的循环利用，必须对其物理及化学成份进行科学分析。由于盾构渣土本身成份的不稳定性，故分析结论每批次均不完全相同，经权威部门科学检测，现提供盾构干化土成份范围值如下表：

表1干化土主要化学成份分析