技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于再生資源綜合利用領(lǐng)域，特別指一種高性能復(fù)合土環(huán)保建材的制作方法。
背景技術(shù)：
：我國(guó)近年來(lái)隨著開(kāi)發(fā)建設(shè)的快速發(fā)展，產(chǎn)生了大量棄土難于處置，在一些大中城市產(chǎn)生棄土圍城現(xiàn)象，污染環(huán)境，有些堆土還成為安全隱患。因此如何實(shí)現(xiàn)棄土的資源化利用成為我國(guó)城鄉(xiāng)綠色發(fā)展、和諧發(fā)展需要迫切解決的問(wèn)題。這些棄土，特別是各類土木工程、交通工程、水利工程等的基坑開(kāi)挖產(chǎn)生的土方大部分都是生土。關(guān)于生土的利用，在我國(guó)有很長(zhǎng)的歷史，在陜西、山西、福建、廣東等省現(xiàn)存的一些古建筑、古村落都有用生土建造的古墻、古屋。生土建筑近年來(lái)在國(guó)外也受到重視，由于生土建筑減少鋼筋、水泥、能源的消耗，因而被看做綠色建筑的重要內(nèi)容。但是生土建材也存在一些缺點(diǎn)，如抗拉強(qiáng)度和抗壓性能較低，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度小于1mpa，耐水能力較差，易產(chǎn)生較大變形等，這限制了生土建材的應(yīng)用。本發(fā)明的目的是為提高生土建材的強(qiáng)度等性能指標(biāo)，特別是利用生土棄土開(kāi)發(fā)含有多種添加劑的高性能復(fù)合土，這種復(fù)合土可以廣泛應(yīng)用于建筑中的砌塊、墻體、基礎(chǔ)墊層、基坑支護(hù)，也可應(yīng)用于水利工程，鐵路、公路建設(shè)和市政工程，農(nóng)林和古建筑修復(fù)等領(lǐng)域。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：一種高性能復(fù)合土建材的制作方法，包括原材料優(yōu)化選取、材料配合比確定、混配、壓實(shí)成型、養(yǎng)護(hù)。原材料以生土為基材，摻和料優(yōu)選聚丙烯纖維，粉煤灰、硅粉、貝殼粉、石灰、水泥、碎石或者卵石、沸石粉、砂。表1原材料配合比表復(fù)合土中最優(yōu)含水率控制在14-16％，為提高復(fù)合土強(qiáng)度，拌合用水采用磁處理水，ph大于4.5，氯離子含量不超過(guò)500mg/l。制作時(shí)先將生土風(fēng)干，搗碎、過(guò)篩，出去大于2mm的顆粒，根據(jù)配方分別稱量烘干土、聚丙烯纖維，硅粉、貝殼粉、石灰、水泥、碎石或者卵石、沸石粉，倒入攪拌器內(nèi)機(jī)械攪拌或人工拌和到均勻，最后加入所需的水量攪拌直至各組成材料混和均勻，加水為磁處理自來(lái)水，磁處理水的磁場(chǎng)強(qiáng)度0.3-0.5t。復(fù)合土建材經(jīng)模壓搗制成型后即可進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間28天左右。具體實(shí)施方式1、制作復(fù)合土試樣1.1復(fù)合土試塊制備首先將烘干、碾碎后的土樣過(guò)2mm篩，根據(jù)配方分別稱量烘干土、聚丙烯纖維，硅粉、貝殼粉、石灰、水泥、碎石或者卵石、沸石粉，倒入攪拌器內(nèi)機(jī)械攪拌均勻，最后加入所需的水量攪拌直至各組成材料混和均勻，然后開(kāi)始制備試樣。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的立方體試塊。尺寸為70.7mmx70.7mmx70.7mm。試料分3層裝入試模內(nèi)，每層裝料厚度大致相等，每裝一層手工搗實(shí)，插搗時(shí)從邊緣向中心螺旋方向均勻進(jìn)行，同時(shí)進(jìn)行人工振動(dòng)，直至面上出現(xiàn)氣泡為止，試模頂部多余的試料應(yīng)稍高出試模頂面，待其2h凝結(jié)后，用抹刀抹平，蓋上玻璃或材料薄膜，防止水分過(guò)度蒸發(fā)。含水率14.5％，試樣密實(shí)度95％，制作好試塊后立即放入室內(nèi)陰暗不通風(fēng)處養(yǎng)護(hù)，溫度一般為(20±3)℃。脫模時(shí)間可根據(jù)試塊強(qiáng)度決定，一般為1～2d，不得少于24h，脫模時(shí)，應(yīng)修整立方體試塊表面，剔除表面孔洞過(guò)大和尺寸不合要求的，然后裝入兩層塑料袋中封閉放回養(yǎng)護(hù)處，至規(guī)定齡期28天時(shí)取出進(jìn)行試驗(yàn)。制作試件3個(gè)，試件強(qiáng)度取平均值。表2p.o42.5水泥性能指標(biāo)表3石灰ca(oh)2分析純雜質(zhì)最高含量表4聚丙烯纖維物理學(xué)性能指標(biāo)表5硅粉化學(xué)成分表6沸石粉主要成分成分可溶硅可溶鋁al2o3fe2o3sio2含量(％)88188.92651.2復(fù)合土試樣配合比粉質(zhì)黏土和摻和料聚丙烯纖維，硅粉、貝殼粉、石灰、水泥、碎石、沸石粉配合比如表7所示。表7復(fù)合土試樣配合比表1.3養(yǎng)護(hù)試件做好后，放在復(fù)合土養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)到28天規(guī)定的時(shí)間。1.4無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)前一天，將試件從養(yǎng)護(hù)箱中取出，浸入水中，將試件放到試驗(yàn)機(jī)升降臺(tái)上進(jìn)行抗壓測(cè)定，試件形變速率保持約為5mm/min，試驗(yàn)機(jī)記錄試件破壞時(shí)最大壓力f和應(yīng)力-應(yīng)變曲線。無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到4.59mpa。2、制作復(fù)合土墻制作工藝步驟包括原材料優(yōu)化選取、材料配合比確定和前處理、混配、基礎(chǔ)開(kāi)挖、夯筑成型、養(yǎng)護(hù)。2.1復(fù)合土墻原料選用的原料紅土是某建筑基坑紅土，取土深度7m，摻和料分別為聚丙烯纖維、粉煤灰、硅粉、貝殼粉、石灰、水泥、卵石、沸石粉、砂。紅土成分如表8所示，粉煤灰主要成分如表9所示，其余摻和料的性能指標(biāo)參見(jiàn)表2、表3、表4、表5、表6。2.2復(fù)合土墻原料配合比和配料復(fù)合土墻原料摻和比例如表8所示。表8復(fù)合土墻原料摻和比表表8紅粘土主要物理性質(zhì)表9粉煤灰主要化學(xué)組成％sio2al2o3fe2o3.feocaomgoso3燒失量48.7521.619.86.152.162.584.662.3復(fù)合土墻制作加工制作的土墻高度3m，寬度3m，下部寬度0.4m，上部寬度0.3m，土墻在地面以下部分深度0.4m，基礎(chǔ)開(kāi)挖0.6m寬，深度0.4m。采用模板搗制復(fù)合土制作，模板設(shè)計(jì)對(duì)傳統(tǒng)模具進(jìn)行改良，使模板的強(qiáng)度和剛度大幅提高，能夠在多次重復(fù)夯擊中不變形，并且在運(yùn)輸、使用過(guò)程中攜帶輕便，易組裝和拆卸。模板由螺栓將竹板夾、角鋼連接而成。2.4復(fù)合土墻夯筑工藝1)夯筑方法采用搗固機(jī)先快速夯擊一遍，然后慢速壓實(shí)夯擊兩遍，特別注意墻的角部需夯實(shí)。夯筑順序：先外圍后里面，先四周后中心，從外到里成回字形夯擊。夯擊時(shí)，夯點(diǎn)之間保證連續(xù)、不漏夯。一層夯筑完成后，將搗固機(jī)傾斜，使用夯錘尖角部在夯土表面打出坑槽，以保證上下兩層夯土之間的黏結(jié)。2)夯土墻應(yīng)分層交錯(cuò)交圈夯筑，避免出現(xiàn)豎向裂縫；轉(zhuǎn)角處應(yīng)采用l形或t形模板夯筑，加強(qiáng)角部的連接。3)模板拆卸時(shí)，先松動(dòng)并取出拉接螺桿，再將模板緊靠夯土墻體并側(cè)向推離，以保證模板不粘土或受到局部破壞。4)模板拆卸后，應(yīng)把墻體端部鏟成斜面，以使前后夯筑的夯土墻能夠結(jié)合緊密，如果相隔時(shí)間較長(zhǎng)，宜在夯筑時(shí)再鏟成斜面并應(yīng)澆水后夯筑。5)模板拆卸后，對(duì)土墻側(cè)面坑坑洼洼處進(jìn)行修整，用土料抹平。6)細(xì)部做法為墻體轉(zhuǎn)角處在模板內(nèi)側(cè)加入小木三角片，使墻角在夯筑后形成倒角，可以有效減少墻角的應(yīng)力集中。最優(yōu)含水率控制在15％，采用經(jīng)過(guò)0.5t場(chǎng)強(qiáng)的磁場(chǎng)處理過(guò)的水與其他原材料混合。夯筑工具主要是經(jīng)加工改造的氣動(dòng)搗固機(jī)與夯錘等。輔助工具有空氣壓縮機(jī)、皮管、空壓閥、喉卡等。氣動(dòng)搗固機(jī)以壓縮空氣作為動(dòng)力，并且在搗固機(jī)底部焊接了一個(gè)100mmx100mmx20mm的鋼板，具有沖擊力大，頻率快的特點(diǎn)。為避免夯筑土墻時(shí)搗固機(jī)的沖擊力過(guò)大引起模板的不穩(wěn)定和土體破壞，對(duì)土墻的夯擊壓力控制在0.5mpa左右，通過(guò)調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的空壓閥來(lái)滿足此要求。2.6測(cè)試試塊制作方法與制作復(fù)合土墻所用材料完全一樣，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的立方體試塊尺寸為70.7mmx70.7mmx70.7mm，制作方法參照前述土樣制作過(guò)程。制作試塊三件，測(cè)試強(qiáng)度數(shù)據(jù)取平均值。2.7養(yǎng)護(hù)復(fù)合土墻做好后，自然狀態(tài)下養(yǎng)護(hù)到28天規(guī)定的時(shí)間。試樣用塑料袋包裝自然狀態(tài)養(yǎng)護(hù)。2.8無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)將試件放到試驗(yàn)機(jī)升降臺(tái)上進(jìn)行抗壓測(cè)定，試件形變速率保持約為5mm/min，試驗(yàn)機(jī)記錄試件破壞時(shí)最大壓力f和應(yīng)力-應(yīng)變曲線，測(cè)得試樣無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到5.32mpa。當(dāng)前第1頁(yè)12