一种基于煤基固废制备填筑材料的方法与流程

1.本发明涉及煤基固废资源利用技术领域，尤其涉及一种基于煤基固废制备填筑材料的方法。


背景技术：

2.煤炭是我国的基础能源。煤炭生产和使用过程中会产生诸如煤矸石和粉煤灰等大宗固体废物，严重污染水、空气和土壤，是亟需治理的重大污染源。因此，创新煤基固废资源化利用技术是解决其环境污染问题的治本之策。
3.在利用煤矸石作为路基填筑材料时，现有的多为直接将煤矸石破碎后用于路基填筑，但由于煤矸石的物理和化学特性，且铺设填筑时，对其铺设的厚度，平整度和含水量都需要进行严格控制，施工工艺要求较为严格和复杂。
4.而建筑垃圾是指建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物、管网等进行建设、铺设或拆除、修缮过程中所产生的渣土、弃土、弃料、淤泥及其他废弃物。按组成成分分类，建筑垃圾中可分为渣土、混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、废砂浆、泥浆、沥青块、废塑料、废金属、废竹木等，其处理方式多为直接用于路基层的填筑，填筑时需要多次压实处理，处理繁琐，且一旦压实不牢靠，后期容易出现局部下渗，导致路面不平损坏。
5.需要对利用煤矸石和粉煤作为填筑材料和建筑垃圾制备填筑材料提出新的要求，可以简化填筑铺设工艺和铺设要求，且铺设更加牢固稳定。
6.因此，有必要提供一种新的基于煤基固废制备填筑材料的方法解决上述技术问题。


技术实现要素：

7.为解决上述技术问题，本发明提供一种充分利用废弃物，填筑材料流动性优良，填筑稳定可靠的基于煤基固废制备填筑材料的方法。
8.本发明提供的基于煤基固废制备填筑材料的方法包括以下步骤：
9.s1、煤基固废加工处理：将矿区的废弃煤矸石采集运输至工厂，依次进行破碎和煅烧，得到煤矸石原料；
10.s2、建筑垃圾加工处理：将废弃的建筑垃圾通过颚式破碎机破碎并烘干，得到建筑垃圾原料；
11.s3、原料的混合配比：将步骤s1得到的煤矸石原料、步骤s2得到的建筑垃圾原料同粉煤灰、水泥、生石灰和石膏按照一定的质量配比加入搅拌装置中，搅拌均匀得到混合原料；
12.s4、加水混制备：按照一定的水灰比将水注射到步骤s3中的搅拌装置中，与混合原料进行充分搅动，得到填筑材料。
13.优选的，所述步骤s2中的建筑垃圾为水泥块、砖头、瓷砖等。
14.优选的，所述步骤s3中的质量配比，煤矸石原料：建筑垃圾原料：粉煤灰：水泥：生
石灰为20％：20％：30％：15％：15％。
15.优选的，所述步骤s3中的石膏质量比为煤矸石原料、建筑垃圾原料、粉煤灰、水泥和生石灰的总质量的3％～5％。
16.优选的，所述步骤s4中的水灰比为0.6。
17.优选的，所述步骤s3中搅拌装置为发泡机，所述步骤s4中水还添加了发泡倍数为40倍的发泡剂，所述发泡剂的添加量为步骤s4水的用量1.5％～2％。
18.与相关技术相比较，本发明提供的基于煤基固废制备填筑材料的方法具有如下有益效果：
19.本发明提供一种基于煤基固废制备填筑材料的方法，通过利用煤矸石和建筑垃圾进行破碎、烘干和粉煤灰混合后作为硅质原料与水泥和生石灰作为钙质原料同水按一定配比制作的填筑材料，其流动性优良、28d抗压强度高，便于进行填筑，填筑稳定，施工工艺要求低，在解决煤矸石、粉煤灰和建筑垃圾对环境的污染同时，又简化了填筑材料的施工工艺和施工要求。
附图说明
20.图1为本发明提供的基于煤基固废制备填筑材料的方法的流程框序图。
具体实施方式
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
23.实施例一：
24.请参阅图1，本发明实施例提供的一种基于煤基固废制备填筑材料的方法，所述基于煤基固废制备填筑材料的方法包括：
25.s1、煤基固废加工处理：将矿区的废弃煤矸石采集运输至工厂，依次进行破碎和煅烧，得到煤矸石原料；
26.s2、建筑垃圾加工处理：将废弃的建筑垃圾如水泥块、砖头、瓷砖等经过颚式破碎机破碎并烘干，得到建筑垃圾原料；
27.s3、原料的混合配比：将步骤s1得到的煤矸石原料、步骤s2得到的建筑垃圾原料同粉煤灰、水泥、生石灰和石膏按照一定的质量配比加入搅拌装置中，搅拌均匀得到混合原料；
28.s4、加水混制备：按照一定的水灰比将水注射到步骤s3中的搅拌装置中，与混合原料进行充分搅动，得到填筑材料。
29.其中，步骤s2中的建筑垃圾为水泥块、砖头、瓷砖等，经过颚式破碎机破碎，然后粉磨。
30.需要说明的是：使用时，通过将煤矿开采区的煤矸石运输出来，然后利用破碎装置将大块成团的煤矸石破碎细化，然后送入炉温为200℃的煅烧炉内进行煅烧，将煤矸石中的不稳定煤质物和其它有机物进行燃烧，相对于直接破碎使用，煤矸石经过煅烧更加稳定坚
固，同时将收集的含有硅质原料的水泥砖、砖头、瓷砖、混凝土渣等建筑垃圾，利用颚式破碎机进行破碎，然后进行烘干粉磨，然后按照一定的质量配比和粉煤灰、水泥、生石灰和石膏加入搅拌装置中，在加入一定水灰的水进行混合搅拌得到填筑材料，将粉煤灰、煤矸石和建筑垃圾等工业固体废弃物作为填筑材料，不仅解决了建筑路基需要大量填充物需求，同时实现工业废弃物的治理。
31.本发明提供的实施例中，步骤s3中的质量配比，煤矸石原料：建筑垃圾原料：粉煤灰：水泥：生石灰为20％：20％：30％：15％：15％。
32.需要说明的是：这里煤矸石原料、建筑垃圾原料和粉煤灰中含有大量的二氧化硅，作为硅质原料，水泥采用普通的硅酸盐水泥和生石灰(氧化钙)作为钙质原料，在保持硅质原料占总量的70％时，随着建筑垃圾和煤矸石的含量提高，其流动性增强，但随着粉煤灰的含量减少，且抗压强度下降，主要由于随着建筑垃圾的加入，其建筑垃圾颗粒和煤矸石颗粒，将水泥和粉煤灰的间隙中水挤压出来，形成表层水，增加其流动性，一般填充材料的流动性，结合现有的输送工艺设备，填筑材料的流动度应不小于200mm，28d抗压强度不小于1.5mpa，经过多次实验对比得出，当建筑垃圾和煤矸石与粉煤灰占比为4：3时，其流动性为220mm左右满足流动度要求的同时，抗压强度为5.8mpa左右，抗压强度明显高于1.5mpa，使得建筑垃圾、煤矸石和粉煤灰的占比差异小，可以最大化同时对三种废固物进行配比使用。
33.这里需要补充的是：水泥或者混凝土浆料中的水分为两种，一种为间隙填充水，一种为表层水，影响其流动性的主要为表层水。
34.本发明提供的实施例中，步骤s3中的石膏质量比为煤矸石原料、建筑垃圾原料、粉煤灰、水泥和生石灰的总质量的3％～5％。
35.需要说明的是：这里，通过加入3％～5％石膏在水泥中的作用主要是用于水泥凝结时间的调节，便于其进行输送，不会迅速凝结。
36.本发明提供的实施例中，步骤s4中的水灰比为0.6。
37.需要说明的是：这里水灰比是指水的总量比上煤矸石原料、建筑垃圾原料、粉煤灰、水泥、生石灰和石膏总和，正常的水泥水灰比为0.55到0.65之间，这里居中选用0.6即可。
38.实施例二：
39.本实施例二在实施例一的基础上，步骤s3中搅拌装置为发泡机，所述步骤s4中水还添加了发泡倍数为40倍的发泡剂，所述发泡剂的添加量为步骤s4水的用量1.5％～2％。
40.需要说明的是：通过在填筑材料中增加发泡剂，利用发泡水泥的特性，使得填筑材料具有耐压强度高和抗老化性，有利于进一步提高填筑材料的稳定性。
41.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。