利用工程废料制造实体块的方法、实体块和回填方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用工程废料制造实体块的方法、一种实体块和一种回填方法。其中利用工程废料制造实体块的方法包括：使用工程废料制得骨料，其中，所述工程废料包括建筑废料和/或工矿废料；将骨料与添加料混合并加水搅拌，得到物料；利用所述物料制得实体块；本发明的回填方法包括：制作浆体，以及将上述实体块和浆体填入空洞，使浆体填充实体块之间的间隙以及空洞的内表面与实体块之间的间隙,所述浆体为发泡轻质土浆体或混凝土浆体；使用本发明的利用工程废料制造实体块的方法以及使用实体块的回填方法，能够充分利用工程废料、生产效率高且方便回填，同时避免了使用砂石料回填所产生的大气扬尘等问题。
【专利说明】利用工程废料制造实体块的方法、实体块和回填方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境工程【技术领域】，特别涉及一种利用工程废料制造实体块的方法、一种实体块和一种回填方法。
【背景技术】
[0002]在工业的发展和国家城市化进程中，不可避免地存在工程废料，例如因建筑物折旧老化或拆迁而产生的建筑废料以及工矿生产开采等活动产生的工矿废料，已经成为难以处理的问题，这些工程废料如果得不到有效地处理，会造成环境污染和资源浪费。现有的工程废料处理方法包括将工程废料排放到水体中、将工程废料深埋，或使用工程废料回填等，例如，使用工矿废料回填废旧矿井。但是，将工程废料排放到水体中或者将工程废料深埋当然地会破坏环境，将工程废料深埋会占用土地资源，使用工程废料回填也会有破坏土质和水质的可能；因此，现有的方法都会对环境造成比较大的损害，且回收利用效率低。
[0003]因此，亟需能够有效地利用工程废料并最大程度地避免污染和浪费的方法。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种利用工程废料制造实体块的方法、一种实体块和一种回填方法，充分利用工程废料、生产效率高且方便回填，同时避免了使用砂石料回填所产生的大气扬尘等问题。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]本发明公开了一种利用工程废料制造实体块的方法，该方法包括以下步骤:S100、使用工程废料制得骨料，其中，所述工程废料包括建筑废料和/或工矿废料；S200、将骨料与添加料混合并加水搅拌，得到物料；S300、利用所述物料制得实体块。
`[0006]其中，所述步骤S300具体包括:使用压球机压制所述物料而制得实体块，或将物料灌入模具待物料硬化而制得实体块。
[0007]其中，所述工矿废料，包括矿粉、粉煤灰、煤矸石，以及黑沙中的至少一种；所述步骤SlOO具体包括，将工程废料进行破碎，并根据粒径对破碎后的工程废料进行筛选，得到粉末状的骨料。
[0008]其中，所述骨料为粒径不大于3mm的颗粒。
[0009]其中，所述添加料包括白灰和水泥中的至少一种。
[0010]其中，所述添加料包括白灰，所述白灰的重量与所述骨料的重量之比为5%~10%。
[0011]其中，所述添加料包括水泥，所述水泥的重量与所述骨料的重量之比为3%~5%。
[0012]其中，该方法还包括:在步骤S200中，在将骨料与添加料混合并加水搅拌的同时添加塑料细条、短纤维，或细纤维；或在步骤S300中，在利用所述物料制得实体块之前，向所述物料中添加塑料细条、短纤维，或细纤维。
[0013]本发明进一步公开了一种实体块，该实体块是使用如上所述的方法制得的实体块状物。
[0014]其中，所述实体块的形状为球体或椭球体；所述实体块的抗压强度为4.5MPa~12Mpa0
[0015]其中，所述实体块的形状为椭球体；所述实体块的长轴的长度为5cm~20cm ;所述实体块垂直于长轴的横截面的形状为圆形；所述实体块的短轴的长度与所述实体块的长轴的长度之比为80%~98%。
[0016]其中，所述实体块的外表面开设有数个凹槽。
[0017]其中，所述凹槽，为横截面呈多边形的截头锥形槽。
[0018]其中，所述凹槽，为横截面呈三角形的截头锥形槽；所述凹槽的两顶点之间的球面距离为IOmm~40mm。
[0019]本发明进一步公开了一种回填方法，该方法使用如上所述的实体块，包括以下步骤:
[0020]制作浆体；将实体块和浆体填入空洞,使所述浆体填充所述实体块之间的间隙以及空洞的内表面与所述实体块之间的间隙。
[0021 ] 其中，所述浆体为发泡轻质土浆体或混凝土浆体。
[0022]其中，该方法还包括:在将实体块和浆体填入空洞的同时，将塑料细条、短纤维，或细纤维同步地填入空洞。
[0023]本发明实施例的有益效果是:使用本发明的利用工程废料制造实体块的方法，能够回收利用建筑废料、工矿废料从而避免浪费，并充分避免废料破坏环境，使用本发明的实体块的回填方法避免了使用砂石料回填所产生的大气扬尘等问题，同时由浆体硬化后形成的包覆层防止实体块和水体、土`壤、空气等接触从而避免了环境污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明利用工程废料制造实体块的方法的流程图；
[0025]图2为本发明实体块的第一实施例的立体图；
[0026]图3为本发明实体块的第二实施例的立体图；
[0027]图4为本发明实体块的第二实施例的另一立体图；
[0028]图5为本发明实体块的第二实施例的剖视示意图；
[0029]图6为本发明回填方法的流程图。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步的详细描述。
[0031]图1为本发明利用工程废料制造实体块的方法的流程图。本发明公开的利用工程废料制造实体块的方法，包括以下的步骤S100、S200和S300。
[0032]S100、使用工程废料制得骨料，其中，所述工程废料包括建筑废料和/或工矿废料。
[0033]较佳地，本发明中的工矿废料，包括矿粉、粉煤灰、煤矸石，以及黑沙中的至少一种。当所述工程废料包括尺寸较大的建筑废料或工矿废料(例如建筑废料、煤矸石等)时，步骤S100，具体是将工程废料进行破碎，并根据粒径对破碎后的工程废料进行筛选，得到粉末状的骨料。进一步地，可以通过多次破碎和筛选操作，得到具有所需粒径的粉末状的骨料。本实施例的骨料为粒径不大于3mm的颗粒。
[0034]S200、将骨料与添加料混合并加水搅拌，得到物料。其中，添加料包括白灰和水泥中的至少一种，换言之，添加料可以是白灰，或者是水泥，或者是白灰与水泥的混合物。通过将骨料与添加料混合，达到将骨料固化的效果。本实施例中，当添加料为白灰或白灰与水泥的混合物时，添加料包括的白灰的重量与所述骨料的重量之比为5%~10% ;当添加料为水泥或白灰与水泥的混合物时，添加料包括的水泥的重量与所述骨料的重量之比为3%~5%。通过添加白灰，可以提高含固率；通过添加水泥，可使得使用本发明利用工程废料制造实体块的方法制得的实体块的抗压强度较高，同时提高了物料固化的速度。
[0035]S300、利用所述物料制得实体块。本领域技术人员应了解的是，可以通过多种制造工艺，将物料制成实体块，更具体地，可以使用压球机压制所述物料而制得实体块，或将物料灌入模具待物料硬化而制得实体块。本发明的实施例，是通过使用压球机压制得到实体块的，生产速度更快，同时避免了开模和闭模等繁杂的操作并能降低成本。
[0036]本发明利用工程废料制造实体块的方法还包括:在步骤S200中，在将骨料与添加料混合并加水搅拌的同时添加塑料细条、短纤维，或细纤维；或在步骤S300中，在使用压球机压制所述物料之前，向所述物料中添加塑料细条、短纤维，或细纤维。
[0037]通过以上两种方法，使得物料中掺混有塑料细条、短纤维，或细纤维，且塑料细条、短纤维，或细纤维分布在制造得到的实体块之中，从而提高了实体块的抗折、抗拉性能。
[0038]本发明利用工程废料制造实体块的方法所使用的塑料细条的一种较佳的制造方法，包括:使用水泥拆袋机拆开包有水泥的塑料袋，得到水泥和塑料片；水泥拆袋机将塑料片送入刀丝机；使用刀丝机，将塑料片破碎制得条状的塑料细条。这样可以回收利用废旧塑料袋，同时通过使用刀丝机将塑料片破碎制得条状的塑料细条，能够使塑料细条在实体块中大致均匀地分布，实体块的抗折、抗拉性能更好。
[0039]图2为本发明实体块`的第一实施例的立体图。本发明的实体块20是使用如图1所示的方法制得的实体块状物。较佳地，由于可以根据骨料的不同而添加水泥，本发明实体块20的抗压强度能够为4.5MPa~12Mpa，能够符合建筑工程的需要
[0040]图2所示的实体块，由于是使用压球机压制物料而制得到的，所以本发明的实体块20的形状为椭球体，当然，根据实际工程的需要，实体块也可以被制造成其它形状，例如球体或多面体等。
[0041]较佳地，本发明的实体块20垂直于长轴的横截面的形状为圆形。实体块20的短轴的长度与实体块20的长轴的长度之比为75%~98%，该比例越大，则实体块20的形状越接近球体。进一步地，实体块20的短轴的长度与实体块20的长轴的长度之比为80%~90%。
[0042]本发明的实体块20的长轴的长度为5cm~20cm，更佳地，实体块20的长轴的长度为 IOcm ~15cm。
[0043]具体地，本实施例的实体块20的长轴的长度为12cm，实体块20的短轴的长度为IOcm0
[0044]图3为本发明实体块的第二实施例的立体图。图4为本发明实体块的第二实施例的另一立体图。图5为本发明实体块的第二实施例的剖视示意图。本发明实体块的第二实施例与第一实施例大致相同，不同之处在于，为了进一步增加实体块之间的握裹力和磨阻力以及增加比表面积，本发明第二实施例的实体块40的外表面开设有数个凹槽41，具体制造时，可以通过在压球机上设置具有对应形状的凸块而实现。
[0045]较佳地，所述凹槽41，为横截面呈多边形的截头锥形槽，分别包括侧壁411和底壁412。与将凹槽设置为锥形槽相比，将凹槽设置为截头锥形槽，可以在后续使用实体块进行回填时，使浆体与实体块40，尤其是浆体与凹槽41的底壁412更密和，减少浆体和实体块40之间留有空腔的几率。因为如果将凹槽设置为锥形槽，凹槽的尖端容易留有残留的气体；如果将凹槽设置为截头锥形槽，则凹槽中留有残留气体的概率降低，回填的密实度更好。而与将凹槽设置为柱形槽相比，将凹槽设置为截头锥形槽，可以在后续使用实体块进行回填时，减少浆体的使用量。
[0046]本实施例中的凹槽，为横截面呈三角形的截头三角锥形槽。凹槽的两顶点之间的球面距离为IOmm~40mm,较佳地，凹槽的两顶点之间的球面距离为27mm~33mm。具体到本实施例之中，凹槽的两顶点之间的球面距离为30mm。
[0047]图6为本发明回填方法的流程图。本发明的回填方法，使用如上所述的实体块填充空洞，可以用于填充废旧矿洞、路面凹坑等，该方法包括以下步骤:
[0048]S610、制作浆体。
[0049]S620、将实体块和浆体填入空洞，使所述浆体填充所述实体块之间的间隙以及空洞的内表面与所述实体块之间的间隙。
[0050]较佳地，根据工程的需要，本发明中所使用的浆体能够为发泡轻质土浆体或混凝土衆体。
[0051]较佳地，本发明的回填方法还包括:在将实体块和浆体填入空洞的同时，将塑料细条、短纤维，或细纤维同步地填入空洞。
[0052]通过将塑料细条、短`纤维，或细纤维用于本发明的回填方法，既能够有效利用废旧塑料细条、短纤维，或细纤维来提高抗折、抗拉性能，也能够借助硬化后的浆体的防水隔气的性质使塑料细条、短纤维，或细纤维不会与大气和水接触，从而不会污染环境。
[0053]同样地，由于制造浆体的材料往往包括水泥，本发明回填方法所使用的塑料细条的一种较佳的制造方法，包括:使用水泥拆袋机拆开包有水泥的塑料袋，得到水泥和塑料片；水泥拆袋机将塑料片送入刀丝机；使用刀丝机，将塑料片破碎制得条状的塑料细条。通过使用刀丝机将塑料片破碎制得条状的塑料细条，能够使塑料细条在实体块中大致均匀地分布，抗折、抗拉性能更好。
[0054]在实际工程施工过程中，填充完毕之后，则可以自然养护直至浆体硬化，从而硬化的浆体能够将实体块固定并且能够将实体块与外部环境隔离，防止工程废料污染环境。由于在采矿时会有诸如矿粉、煤矸石等工矿废料，因此本发明的回填方法尤其适于废旧矿井的回填。
[0055]本发明的步骤S620之中，根据工程需要，将实体块和浆体填入空洞的具体方法，可以是将实体块和浆体同步地填入空洞，也可以是填入数层实体块之后灌入浆体填充空隙。
[0056]由于使用本发明的利用工程废料制造实体块的方法制得的实体块，抗压强度较高，而且形状为椭球形，回填时的自密实性能好，配合浆体的流动性可以利用浆体充分地填充空洞，并能省去后续可能的碾压、振捣等操作。
[0057]本发明的回填方法使用实体块配合浆体实现回填，克服了现有的使用砂石料回填时需分层碾压耗工费时和产生沙尘不利于控制PM2.5指标的缺点。进一步地，本发明的回填方法所使用的浆体为发泡轻质土浆体或混凝土浆体。借助发泡轻质土浆体或混凝土浆体硬化后的防水隔气的性质，使被硬化后的浆体所包裹的实体块不易与大气、土壤和水体接触，从而不易因工程废料泄露而污染环境。
[0058]本发明的实施例，至少具有以下的优点:
[0059](一)与现有的处理工程废料的方法相比较，将建筑废料以及工矿废料，通过本发明的利用工程废料制造实体块的方法，制得实体块，从而有效地回收利用工程废料并且降低了对环境造成的损害；
[0060](二)通过将骨料与添加料混合，达到将骨料固化的效果；
[0061](三)通过添加白灰，可以提高含固率；通过添加水泥，可使得使用本发明利用工程废料制造实体块的方法制得的实体块的抗压强度较高，同时提高了物料固化的速度；
[0062](四)通过使用压球机压制所述物料而得到实体块，生产速度更快，同时避免了开模和闭模等繁杂的操作并降低成本；
[0063](五)通过在本发明的实体块的外表面设置凹槽，增加实体块之间的握裹力和磨阻力以及增加比表面积；通过将凹槽设置为截头锥形槽，使浆体与实体块，尤其是浆体与凹槽的底壁更密和，减少浆体和实体块之间留有空腔的几率；
[0064](六)通过本发明的实体块，使得土方回填、掘路补修、工程抢险、道路铺筑省去了分层摊铺、分层碾压、繁琐工序，工矿废料中的有害物质得到了钝化、固化，免除了给环境造成污染；
[0065](七)由于本发明利用工程废料制造实体块的方法中的物料掺混有塑料细条、短纤维，或细纤维，且塑料细`条、短纤维，或细纤维分布在制造得到的实体块之中，从而回收利用了废旧塑料或废旧纤维、保护环境，并且提高了实体块的抗折、抗拉性能；
[0066](八)通过将塑料袋破碎后制得的塑料细条、短纤维，或细纤维用于本发明的回填方法，能够有效回收利用废旧塑料细条、短纤维，或细纤维，还能提高抗折、抗拉性能，也能够借助硬化后的浆体的防水隔气的性质使塑料细条、短纤维，或细纤维不会与大气和水接触，从而不会污染环境。
[0067]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种利用工程废料制造实体块的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: S100、使用工程废料制得骨料，其中，所述工程废料包括建筑废料和/或工矿废料； S200、将骨料与添加料混合并加水搅拌，得到物料； S300、利用所述物料制得实体块。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述步骤S300具体包括:使用压球机压制所述物料而制得实体块，或将物料灌入模具待物料硬化而制得实体块。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 其中，所述工矿废料，包括矿粉、粉煤灰、煤矸石，以及黑沙中的至少一种； 所述步骤SlOO具体包括，将工程废料进行破碎，并根据粒径对破碎后的工程废料进行筛选，得到粉末状的骨料。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于， 所述骨料为粒径不大于3mm的颗粒。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述添加料包括白灰和水泥中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于， 所述添加料包括白灰，所述白灰的重量与所述骨料的重量之比为5%~10%。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于， 所述添加料包括水泥，所述水泥的重量与所述骨料的重量之比为3%~5%。
8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的方法，其特征在于，该方法还包括: 在步骤S200中，在将骨料与添加料混合并加水搅拌的同时添加塑料细条、短纤维，或细纤维；或 在步骤S300中，在利用所述物料制得实体块之前，向所述物料中添加塑料细条、短纤维，或细纤维。
9.一种实体块，其特征在于，该实体块是使用如权利要求1至8任一权利要求所述的方法制得的实体块状物。
10.根据权利要求9所述的实体块，其特征在于， 所述实体块的形状为球体或椭球体； 所述实体块的抗压强度为4.5MPa~12Mpa。
11.根据权利要求10所述的实体块，其特征在于， 所述实体块的形状为椭球体； 所述实体块的长轴的长度为5cm~20cm ； 所述实体块垂直于长轴的横截面的形状为圆形； 所述实体块的短轴的长度与所述实体块的长轴的长度之比为80%~98%。
12.根据权利要求9至11任一权利要求所述的实体块，其特征在于， 所述实体块的外表面开设有数个凹槽。
13.根据权利要求12所述的实体块，其特征在于， 所述凹槽，为横截面呈多边形的截头锥形槽。
14.根据权利要求13所述的实体块，其特征在于，所述凹槽，为横截面呈三角形的截头锥形槽； 所述凹槽的两顶点之间的球面距离为IOmm~40mm。
15.一种回填方法，其特征在于，该方法使用如权利要求9至14中任一权利要求所述的实体块，包括以下步骤: 制作浆体； 将实体块和浆体填入空洞，使所述浆体填充所述实体块之间的间隙以及空洞的内表面与所述实体块之间的间隙。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于， 所述浆体为发泡轻质土浆体或混凝土浆体。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，该方法还包括: 在将实体块和浆体填入 空洞的同时，将塑料细条、短纤维，或细纤维同步地填入空洞。
【文档编号】C04B28/10GK103496927SQ201310395173
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】梁林华 申请人:北京四方如钢混凝土制品有限公司, 梁林华, 梁彬