[发明专利]一种以工业废弃物为原料的土工填料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于土建技术领域，特别涉及一种以工业废弃物为原料的土工填料及其制备方法和应用。

背景技术

钢渣是炼钢过程中产生的副产物，排出量占钢产量的10%-15%，目前，废弃钢渣的利用率仅为10%，90%钢渣不足以有效消化，大量堆积不仅占用土地，且严重污染环境，提高其应用价值是废弃钢渣开发应用的重要研究内容。随着我国汽车工业的迅速发展，我国废旧轮胎产量居世界第二位，产生废旧轮胎超过1.5亿条，并以每年两位数的速度增长，废弃轮胎越来越成为一种量大面广的工业固体废弃物，废旧轮胎不仅占据大面积的堆场或填埋场，不正确的处置(比如不合理焚烧)还可能对环境造成极大的危害，对这一废弃物的资源化再利用是亟待解决的重要问题之一。20世纪60年代发展起来的泡沫塑料日益广泛地代替木材用于建筑和家具工业中，泡沫塑料产量大幅度增加，能满足各种特殊用途的需要，同时废旧的泡沫塑料也大量地堆积与存在，与废弃轮胎一样危害环境，如何循环利用也是目前需要开发与研究的重要问题。

针对目前最为关心的生态环境问题，本发明提出废弃钢渣、废旧泡沫塑料与废旧橡胶三种高分子材料的循环再广泛利用的途径，在本发明之前，中国专利“一种以废钢渣为基料的复合建筑物基础”，专利号：ZL200610134548.0，公开了用废弃钢渣改良土层并与筏形基础或条形基础相结合的形式，采用废钢渣进行软土改良，此发明解决了现有软基处理成本高、周期长和效果差等缺点，但由于采用的钢渣较重，该法会对地基产生较大的压应力，地基土层会有较大的沉降；中国专利“废旧轮胎土路基的施工方法”，专利号：ZL200810201033.7，公开了公路建设中的废旧轮胎路基的施工方法，该方法是用不锈钢螺栓将轮胎块体连成整片并在填土上附加铺设土工格栅及土工布来完成的，具有保证道路结构层稳定的优点，该法需要较开阔的平整场地，不太能灵活应用于其它非开阔的工程，如管道工程和桥台背填充等；中国专利“利用废弃轮胎胶粉改良膨胀土的方法”，专利号：ZL20081026275.X，公开了一种利用废弃轮胎胶粒粉改良膨胀土后强度高、胀缩变形小、质轻等优点，但废弃轮胎需粉碎得足够细，需达到零点几毫米；中国专利“一种加筋混合轻量土及制备工艺”，专利号：ZL200710067905.0，公开了轻质、强度可调整的、各力学性能好施工噪音低的和施工工期短的加筋混合轻量土，有诸多的优点，但采用了的泡沫塑料颗粒较少，难解决废弃物大量堆积的问题，且采用了较多量的水泥，难达到经济效益。

发明内容

发明目的：为克服上述废钢渣质重、废弃泡沫塑料颗粒强度有限并未大量使用以及废旧轮胎需足够细磨或整块使用难施工等多方面的缺陷，本发明扬长避短，提供一种以工业废弃物为原料的新型土工填料及其制备方法和应用，工业废弃物可以大量使用于多种软基处理和回填工程，并且能够满足质轻和强度高等物理力学特性。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为一种以工业废弃物为原料的土工填料，由废弃钢渣颗粒、废旧轮胎颗粒、泡沫塑料颗粒、水泥和水混合而成，各成分所占重量比为废弃钢渣颗粒35%～50%、废旧轮胎颗粒20%～40%、废弃泡沫塑料颗粒10%～20%、水泥0～10%和水0～10%。

优选地，所述的废弃钢渣颗粒中游离氧化钙和游离氧化镁总含量小于5%，所述废弃钢渣颗粒的粒径为3～8mm，所述废弃钢渣颗粒的烧失量小于8%。

优选地，所述泡沫塑料颗粒为聚苯乙烯泡沫塑料颗粒，所述聚苯乙烯泡沫塑料颗粒粒径为5mm以下。

优选地，所述废旧轮胎颗粒为废旧轮胎粉碎而成的颗粒，所述颗粒比重为1.25，颗粒粒径为3～8mm，颗粒形状为有棱角不规则形状。

优选地，所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述水泥标号为32.5或42.5。

本发明所述的新型土工填料的制备方法，包括以下步骤：

1）按照上述的重量比称取废弃钢渣、废旧轮胎、废弃泡沫塑料颗粒、水泥和水；

2）将废弃钢渣研碎，磨成粒径为3～8mm的废弃钢渣颗粒；

3）将废弃泡沫塑料破碎，形成粒径为5mm以下的废弃泡沫塑料细颗粒；

4）将废旧轮胎破碎，形成粒径为3～8mm的废旧轮胎细颗粒；

5）将水泥加入水搅拌3-10分钟形成混合液；

6）将步骤2）中的废弃钢渣颗粒加入步骤5）中的混合液中，在混合处理器里搅拌3-10分钟形成混合物；