[发明专利]一种原状盾构渣土免烧建筑材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种原状盾构渣土免烧建筑材料及其制备方法。该原状盾构渣土免烧建筑材料，按照重量份数计，由以下原料组成：原状盾构渣土1‑100份，粒化高炉矿渣1‑60份，生石灰1‑10份，碳酸钠1‑10份，水玻璃1‑5份，水1‑20份。该免烧建筑材料遇水基本无泛碱现象产生，具有较好的强度和耐久性能，干燥收缩值小，而且经济环保。本发明还包括上述材料的制备方法。

技术领域

本发明涉及建材材料和固废处理技术领域，尤其涉及一种原状盾构渣土免烧建筑材料及其制备方法。

背景技术

首先，对于盾构渣土的处置与资源化利用，第一个难题就是脱水，传统的脱水方式不外乎晾干或烘干，而前者效率太低，后者经济上显然不划算，且高含泥率盾构渣土相比于其他类型土压平衡盾构渣土含水率更高、脱水更难。如若能将原状盾构渣土不脱水直接利用，将极大的降低渣土的前端处理成本，同时，又提高其后端产品附加值。其次，目前对于泥炭、淤泥、淤泥质土、泥炭质土等软土类，或者市政污泥、废弃泥浆、建筑渣土、尾矿等都是采用各种固化剂将其固化，强度最高者只有几兆帕，耐久性能也较差，远远达不到建筑材料的基本要求。

再次，采用传统的地质聚合物的方法能将盾构渣土固化，获得较好的力学性能，并且耐水、耐高温、耐酸碱腐蚀等，但是因为采用了碱性激发剂，不可避免的会将钠离子残留在试样内部，在遇水之后会游离至试样表面，并与大气中的二氧化碳反应生成碳酸盐类物质，导致风化形成。这不仅会影响材料的外表美观，更重要的是会对材料内部孔隙产生一定的压力，使材料内部结构疏松，并且开裂，进而加剧泛碱，导致材料粉化，最后使材料彻底丧失基本的力学性能和耐久性能。泛碱被称为“混凝土的癌症”，对于地质聚合物材料来说也是一个不可回避的问题。最后，在满足材料基本的力学性能和耐久性的前提下，如何降低其生产成本、保证经济性，也是渣土处置及资源化利用面临的一个突出问题。

如能克服原状盾构渣土含泥率高、含水率高，传统的固化方式强度低、耐久性差、泛碱严重，无法满足建筑材料的要求，以及不具备经济性等难点，将会产生巨大的社会效益、生态效益和经济效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何以原状盾构渣土为原料且能够避免泛碱的建筑材料。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种原状盾构渣土免烧建筑材料及其制备方法。

一种原状盾构渣土免烧建筑材料，其特征在于，按照重量份数计，由以下原料组成：原状盾构渣土1-100份，粒化高炉矿渣1-60份，生石灰1-10份，碳酸钠1-10份，水玻璃1-5份，水1-20份。

优选地，所述原状盾构渣土的含泥率为70％以上。

优选地，所述粒化高炉矿渣的目数为200-400目。

优选地，所述生石灰含钙量为91％-95％，细度为200目通过率70％及以上。

优选地，所述碳酸钠的目数为150-200目；和/或，所述水玻璃为硅酸钠粉或者液体水玻璃，所述硅酸钠粉的模数为2.3-3.0，所述液体水玻璃的模数3.1-3.4。

本发明还提出一种上述原状盾构渣土免烧建筑材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按配比将水加入至原状盾构渣土中，搅拌得第一浆料；

2)按配比将粒化高炉矿渣、生石灰、碳酸钠和水玻璃加入至步骤1)的第一浆料中，继续搅拌得第二浆料；

3)将步骤2)的所述第二浆料浇筑入模，养护脱模，得所述原状盾构渣土免烧建筑材料。

优选地，在步骤1)中，按配比将所述水加入至所述原状盾构渣土中，搅拌5-10min得所述第一浆料。

优选地，在步骤2)中，按配比将所述粒化高炉矿渣、所述生石灰、所述碳酸钠和所述水玻璃加入至步骤1)的所述第一浆料中，继续搅拌5-10min得第二浆料。