CN112551987A - 一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的方法，步骤如下：首先将5~15%废旧轮胎胶粉与3~8%高分子吸水树脂通过物理共混法制成具有一定强度的高吸水橡胶颗粒，颗粒粒径不大于0.25mm。再将过湿软土、高吸水橡胶颗粒混合搅拌，改变土体中孔隙水的分布，快速将过湿软土的含水率降低至最优含水率附近，形成具有良好压实性的轻质土，然后再将胶凝材料跟轻质土混合搅拌，形成轻质填筑土，进行摊铺、碾压用于路基填筑。本发明实现了过湿软土的资源化利用。所述方法施工简便，能够快速资源化利用开挖软土，施工周期短，工程效果好，具有良好的经济效益和环境效益。

Description

一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法
技术领域
本发明属于废弃土资源化技术，具体涉及一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，适用于各类建设工程中的开挖过湿软土的处理、利用。
背景技术
随着我国经济的持续发展，大规模的基础建设仍在进行中。在我国的基础建设过程中，往往会遇到较多的开挖土方，开挖土方中较多为过湿软土，即普遍含水率较高(含水率不小于40％)，且存在粘粒和有机质含量高、渗透系数低等特点，其压实特性及强度等难以满足工程需求，往往被废弃。随着近年来我国加大生态环境保护的力度，不仅存在开挖弃土无处放置的问题，也有回填土源紧张的问题。将开挖土方进行资源化利用能够解决上述问题，但是过湿软土的处理、利用方法仍存在一些不足，固化土技术可以将软土强度提高，但是在软土含水率较高(40～60％)的条件下，固化处理后仍然难以满足路基填筑和压实的要求，如果要将软土含水率降低到适合填筑的最优含水率附近，往往需要进行打堆、晾晒等自然风干工序，不仅耗时很长，效率低下，且需要反复翻晒、易受天气影响。
此外，随着我国汽车工业的迅速发展，每年有大量的废旧轮胎需要处理，废旧轮胎被称为黑色污染，对其处理不当会带来严重的环境问题和资源浪费。将其利用于路基填土中，不仅能够改善土体的力学性能，而且能解决其污染问题，具有良好的社会经济和环境效益。
综上所述，为了能将建设工程开挖的过湿软土处理后用于路基填筑，亟需发明一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法。使得过湿软土在短期内快速降水并改善压实性，同时降低土体密度，形成强度、压实性兼具的轻质填筑土。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，加快过湿软土的固化进程，改善过湿软土的固化效果，能够将开挖软土快速转化为具有高强度、压实性好的轻质填筑土，用于路基填筑，实现废弃过湿软土和废旧轮胎的资源化利用。
为实现上述目标，本发明提供如下技术方案：
一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，步骤如下：
步骤1)将建设工程中的开挖过湿软土中的杂质清除，运输至路基填筑处旁。
步骤2)将废旧轮胎胶粉和高分子吸水树脂通过物理共混法制成具有强度的高吸水橡胶颗粒，颗粒粒径不大于0.25mm。
步骤3)将高吸水橡胶颗粒掺入开挖过湿软土并充分拌和，静置1～2d(天)，高吸水橡胶颗粒能迅速吸收土体中的孔隙水、减小结合水膜厚度，从而提高土体的可压实性。
步骤4)将上述混合物土体摊铺于路基上方，并掺入胶凝材料拌和均匀形成轻质填筑土。
步骤5)利用压实机械对轻质填筑土进行碾压、压实。
所述轻质填筑土的原料配料按照质量比例如下：75～85％过湿软土、5～15％废旧轮胎胶粉、3～8％高分子吸水树脂、3～8％胶凝材料，总量合计为100％。
所述杂质为植物根系、有机质、粒径大于5cm的石块。
作为优选，所述过湿软土为为含水率40～60％的开挖软土，所述废旧轮胎胶粉为废旧轮胎粉碎后去除钢丝的粉状颗粒，所述胶凝材料为无机稳定剂、地聚物类材料中的至少一种。
作为优选，所述开挖软土为粉土、粘土或粉质粘土，所述无机稳定剂为水泥或石灰，所述地聚物类材料为矿渣微粉或粉煤灰。
作为优选，所述废旧轮胎胶粉粒径为0.125～0.25mm(60～120目)。
作为优选，所述高分子树脂吸水倍率为500～2000倍，粒径不大于50μm。
附图说明
图1为本发明所述将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备流程图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例中过湿软土选自江苏省南京市，含水率为45wt.％，液限41％，塑限17％，塑性指数24，天然密度1.91g/cm3，最大干密度1.78g/cm3，最优含水率15.5wt.％。废旧轮胎胶粉购买自冠东橡胶实业(南京)有限公司，高分子吸水树脂购自南京赛普高分子材料有限公司。胶凝材料为海螺牌425硅酸盐水泥，购自南京海螺水泥有限公司。
本实施例中将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的原料配比按质量比例如下：80％过湿软土，10％废旧轮胎胶粉，5％高分子吸水树脂，5％胶凝材料，即每方轻质填筑土中包含：过湿软土1500kg、废旧轮胎胶粉180kg、高分子吸水树脂90kg、425水泥90kg。
基于上述将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，制备流程参见图1，步骤如下：
步骤1)将过湿软土中的植物根系等清除，运输至路基填筑处旁；
步骤2)将废旧轮胎胶粉和高分子吸水树脂混合后放入混炼机中混炼成型，然后在橡胶粉碎机中制成粒径不大于0.25mm的高吸水橡胶颗粒；
步骤3)将高吸水橡胶颗粒和过湿软土在固定的拌和厂(或移动路拌机)，利用强制式搅拌设备对这两种材料进行均匀搅拌，以混合物颜色均匀、不结块为止，然后静置1d，高吸水橡胶颗粒能迅速吸收土体中的孔隙水、减小结合水膜厚度，从而提高土体的可压实性；
步骤4)将上述混合物土体摊铺于路基上方，并将水泥掺入混合物，利用翻拌机或者宝马机将其充分搅拌，然后静置2d，形成轻质填筑土；
步骤5)利用压路机对机械对轻质填筑土进行碾压、压实，实现了将过湿软土通过先降含水率、改善压实性然后固化为高强度轻质填筑土用于路基填筑。
对比例1
同实施例1，区别在于，不掺入废旧轮胎胶粉和高分子吸水树脂。
对实施例以及对比例1中制备的过湿软土快速资源化填筑土进行性能上的比较，数据如下：
28d无侧限抗压强度/kPa 28d养护后的CBR/％ 碾压后的压实度/％ 碾压后干密度/g/cm<sup>3</sup>
实施例1 1047 28 94 1.43
对比例1 639 11 85 1.56
从对比数据可以看出，不掺入废旧轮胎胶粉和高分子吸水树脂，过湿软土无法压实到90％以上，因此不能应用于路基填筑中，添加了废旧轮胎胶粉和高分子吸水树脂后，高分子吸水树脂能够吸收孔隙水，减小土颗粒间孔隙水结合水膜厚度，改善土的压实性，压实度可达到94％，能够应用于路基填筑。此外，高分子吸水树脂和废旧轮胎胶粒混炼后形成高吸水橡胶颗粒，吸水能力会有所下降，但是橡胶颗粒具备较高的强度，两者组合后能够保持较高的整体强度，因此实施例1养护后强度显著高于对比例1。
本发明所述将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，通过在高含水率过湿软土中添加由高分子吸水树脂和废旧轮胎胶粉制成的高吸水橡胶颗粒，能够快速降低过湿软土的含水率，能够快速降水、快速施工。本发明通过高吸水橡胶颗粒中的高分子吸水树脂吸取孔隙水，高吸水橡胶颗粒中的橡胶粉粒具有较高的强度，比单一的高分子树脂有更高的强度和耐久性。胶凝材料添加后，进一步消耗土中的孔隙水，高分子吸水树脂也会释出一部分水分，胶凝材料将土颗粒和高吸水橡胶颗粒联结、固化，经过碾压后形成压实度高、密度小的高强度轻质填筑土。
上述具体实施方式不以任何形式限制本发明的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）将建设工程中的开挖过湿软土中的杂质清除，运输至路基填筑处旁；
步骤2）将废旧轮胎胶粉和高分子吸水树脂通过物理共混法制成具有强度的高吸水橡胶颗粒，颗粒粒径不大于0.25mm；
步骤3）将高吸水橡胶颗粒掺入开挖过湿软土并充分拌和，静置1~2 天，高吸水橡胶颗粒迅速吸收土体中的孔隙水、减小结合水膜厚度，提高土体的可压实性，获得混合物土体；
步骤4）将上述混合物土体摊铺于路基上方，并掺入胶凝材料拌和均匀，形成轻质填筑土；
步骤5）利用压实机械对轻质填筑土进行碾压、压实。
2.根据权利要求1所述的一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，其特征在于：所述轻质填筑土的原料配料质量比例如下：75~85%过湿软土、5~15%废旧轮胎胶粉、3~8%高分子吸水树脂、3~8%胶凝材料，总量合计为100%。
3.根据权利要求2所述的一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，其特征在于：所述过湿软土为含水率40~60%的开挖软土。
4.根据权利要求3所述的一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，其特征在于：所述开挖软土为粉土、粘土或粉质粘土。
5.根据权利要求2所述的一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，其特征在于：所述废旧轮胎胶粉为废旧轮胎粉碎后去除钢丝的粉状颗粒，粒径为0.125~0.25mm，60~120目。
6.根据权利要求2所述的一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，其特征在于：所述高分子树脂吸水倍率为500~2000倍，粒径不大于50μm。
7.根据权利要求2所述的一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，其特征在于：所述胶凝材料为无机稳定剂、地聚物类材料中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，其特征在于：所述无机稳定剂为水泥或石灰。
9.根据权利要求7所述的一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，其特征在于：所述地聚物类材料为矿渣微粉或粉煤灰。
10.根据权利要求1所述的一种将过湿软土快速资源化为轻质填筑土的制备方法，其特征在于：所述杂质为植物根系、有机质、粒径大于5cm的石块。
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