一种新型的夯制免烧砖及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710220430.8 | 申请日 | 2017-04-06 | 公开(公告)号 | CN107415266A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 广东工业大学; | 发明人 | 孙萌; 袁炳祥; 梁仕华; 罗庆姿; 冯德銮; 龚星; | ||||
| 摘要 | 本 发明 将分析高分子材料SH、玻璃 纤维 含量等参数对砖的 力 学参数的影响，如抗剪强度、抗压强度等，通过微观结构测试分析固土剂SH、玻璃纤维和现场土的相互作用原理。本发明目的之一通过改变高分子材料SH和玻璃纤维的配比来研究夯制免烧砖的强度变化。不同配比情况下，新型免烧砖的重度和强度差异悬殊，研究不同配比情况下新型免烧砖的重度和强度问题至关重要，是该项技术运用于 基础 建设的关键性问题。本发明目的之二探索固土剂SH、玻璃纤维和建筑废土三者的相互作用机理，有助于理解该种高分子材料SH和玻璃纤维对新型夯制免烧砖的高强度形成机理。本发明目的之三开发废土夯制免烧砖的夯制技术。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种新型的夯制免烧砖的制备方法，步骤包括： |
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| 说明书全文 | 一种新型的夯制免烧砖及其制备方法技术领域背景技术[0002] 随着全民的环境保护和节省土地资源意识不断增强，建筑行业提倡使用绿色建材已成为大城市的发展趋势，然而，目前进行的基础建设还基本上都采用烧结砖瓦，烧制砖瓦既浪费土地资源又污染环境，被免烧砖瓦取而代之就成为大势所趋。免烧砖材料的来源可以就地取材，变废为宝，将基坑挖出的废土就地进行加工，减少了工厂到而施工现场的长途运输，降低了基础建设的原材料成本；由于采用了免烧工艺，避免了对环境的污染；免烧砖的抗压强度较好，提高了基础建设的安全系数，可谓一举多得。 发明内容[0003] 在基础建设中，尚没有高分子材料SH(液体状的改性聚乙烯醇)和玻璃纤维加筋材料混合应用的实例。本发明将分析高分子材料SH、玻璃纤维含量等参数对砖的力学参数的影响，如抗剪强度、抗压强度等，通过微观结构测试分析固土剂SH、玻璃纤维和现场土的相互作用原理，最终确定出合适的烧制工艺和用量配比。 [0004] 本发明目的之一通过改变高分子材料SH和玻璃纤维的配比来研究夯制免烧砖的强度变化。不同配比情况下，新型免烧砖的重度和强度差异悬殊，研究不同配比情况下新型免烧砖的重度和强度问题至关重要，是该项技术运用于基础建设的关键性问题。 [0005] 本发明目的之二探索固土剂SH、玻璃纤维和建筑废土三者的相互作用机理，有助于理解该种高分子材料SH和玻璃纤维对新型夯制免烧砖的高强度形成机理。 [0006] 本发明目的之三开发废土夯制免烧砖的夯制技术。 [0007] 本发明所述的一种建筑废土夯制免烧砖的方法，步骤包括： [0009] S2：通过2)皮带运输机将初混合物输送至3)轮碾混合机中，该机碾压混合合二为一，对废土物理活化，对物料均匀混合增加表面积比，提高土与添加剂的混合度和反应速度，提高物料塑性，提高制砖工艺性。物料在轮碾机中3-5分钟后输送至储料箱4)[0010] S3：4)储料箱中的原料自动通过皮带运输机5)输送至压砖机6)上部的喂料机，经过喂料机的二次搅拌强制进入压砖机6)的横腔内。经液压压砖机在模具上的压制，免烧夯制砖定型输出。 [0011] 所述高分子材料固土剂SH浓度为0.3％,0.5％,0.8％,1.2％,1.7％,2.3％。 [0012] 所述玻璃纤维相对干土含量为0.25％、0.35％、0.5％、1.00％、1.50％、2.50％。 [0013] 固土剂SH和玻璃纤维的用量配比为：1.2％的SH固土剂与相对土质量为0.50％的玻璃纤维配比和1.2％的SH固土剂与相对土质量为2.50％的玻璃纤维配比，优选1.2％的SH固土剂与相对土质量为2.50％的玻璃纤维。 [0014] 本发明取得的成果之一是通过进行室内单元试验，来研究不同高分子材料SH和玻璃纤维配比情况下的免烧砖的强度变化规律。其中强度包括抗剪强度、抗压强度以及抗拉强度。 [0015] 本发明取得的成果之二是通过室内的力学性质试验和微观结构测试获得高分子材料SH对土颗粒具有包裹作用、胶结作用、连接作用。分析高分子材料SH、玻璃纤维和土颗粒在夯实过程中的相互作用，研究三者在对免烧砖的强度影响机理。 [0017] 图1是本发明建筑废土夯制免烧砖技术路线。 [0018] 图2是本发明建筑废土液压免烧的生产设备。 [0019] 图3是干土的最优含水率。 [0020] 图4是高分子材料SH不同浓度对夯制免烧砖的强度影响。 [0021] 图5是应力-应变曲线、剪切力-轴力曲线以及强度参数(压缩、剪切以及拉伸试验)随玻璃纤维含量变化曲线。 [0022] 图6是用纯土作为对照实验进行力学性能测试。 具体实施方式[0023] 首先将基坑挖出来的现场土与高分子材料和玻璃纤维夯制不同配比的免烧砖[0024] S1:将基坑挖出来的现场土与高分子材料和玻璃纤维以及水等物质混合于1)进料与搅拌箱中，利用强制式搅拌机，搅拌3-5分钟预混合 [0025] S2：通过2)皮带运输机将初混合物输送至3)轮碾混合机中，该机碾压混合合二为一，对废土物理活化，对物料均匀混合增加表面积比，提高土与添加剂的混合度和反应速度，提高物料塑性，提高制砖工艺性。物料在轮碾机中3-5分钟后输送至储料箱4)[0026] S3：4)储料箱中的原料自动通过皮带运输机5)输送至压砖机6)上部的喂料机，经过喂料机的二次搅拌强制进入压砖机6)的横腔内。经液压压砖机在模具上的压制，免烧夯制砖定型输出 [0027] 制成的样品需要养护一段时间，使固土剂SH和加筋玻璃纤维与土样相互作用完全。液压夯制砖养护成品并通过室内单元试验量测土体的物理和力学性质(如抗剪强度和抗压强度等)。微观结构测试定量分析不同配比免烧砖的晶体结构、矿物组分、形态及相互关系。通过对宏观力学性质和微观结构的对比分析，研究SH固土剂、玻璃纤维加筋材料和现场土的相互作用机理。最后，结合中国传统夯土技术和现代机械压制技术，开发出施工现场需要的免烧砖加工工艺。如图1所示，为研究高分子材料SH和玻璃纤维不同配比和强度变化规律，首先研究高分子材料SH不同浓度对夯制免烧砖的强度影响，包括以下几步： [0028] S1：通过实验计算干土的最优含水率，结果见图3，得出干土最优含水率为12％。 [0029] S2：所用SH原液浓度为5％，进行单元试验分别研究高分子材料SH浓度分为0.3％、0.5％、0.8％和1.2％、1.7％、2.3％六种情况按土的最优含水率夯制免烧砖的抗压、抗剪以及抗拉强度 [0030] S3：绘制出高分子材料SH的强度变化曲线，结果见图4. [0031] S4：选择出最优含量固土剂SH的含量，为1.2％。 [0032] 再研究玻璃纤维不同含量对夯制免烧砖的强度影响，包括以下几步： [0033] S1:进行单元压缩、剪切以及拉伸试验，分别研究玻璃纤维相对干土含量为0.25％、0.35％、0.50％和1.00％、1.50％、2.50％六种情况，夯制砖的强度变化[0034] S2：绘制应力-应变曲线、剪切力-轴力曲线以及强度参数(压缩、剪切以及拉伸试验)随玻璃纤维含量变化曲线，见图5。 [0035] S3：选择出最优含量加筋玻璃纤维的含量为2.50％。 [0036] 最后分析最优含量固土剂SH和玻璃纤维对强度的影响，包括以下几步： [0037] S1：基于前两步试验结果，分析最优含量的固土剂SH和玻璃纤维组合作用下，夯制免烧砖的力学强度特性。 [0038] S2：微调高分子材料SH和玻璃纤维的含量，选择最优含量组合为1.2％的SH固土剂与相对土质量为2.50％的玻璃纤维。 [0039] S3：获得两者组合的强度变化规律。 [0040] 为了突出两种固土剂对土体加固的效果，因此设置了相对应的相同土样的纯土对照试验： [0041] S1：即用含水量为12％的纯土制成纯土试样，以试验模具大小取土样为2.5kg，通过加水300g水即达到12％含水量，通过均匀搅拌后，在夯实机上进行夯实成型，为了减少试验误差，同时做了4块相同的纯土单元试样，采取同时养护时间以及进行之后的抗压试验。 [0042] S2：获得4组的强度大小，并取其4组的平均值作为对照试验的结果，如图6。 [0043] 为研究高分子材料SH、玻璃纤维与建筑废土在夯制过程中的相互作用机理，包括以下几步： [0044] S1：基于之前研究出的高分子材料SH、玻璃纤维含量和强度的变化规律，通过微观结构测试定量分析新型免烧砖的晶体结构、矿物组分、形态及相互关系 [0045] S2:通过对宏观力学性质和微观结构的对比分析，研究固土剂SH、加筋材料玻璃纤维和现场土的相互作用机理。 [0046] S3：通过实验室采样、干燥处理、电镜扫描和微结构参数定量化分析，获得高分子材料SH、璃纤维和现场土三者的包裹、胶结和连接等相互作用。 [0047] 研究高分子材料SH-玻璃纤维-生土夯制免烧砖的夯制技术包括以下几步： [0048] S1：新型夯制免烧砖将高分子材料SH、玻璃纤维和现场土根据前面所研究出来的最佳混合比进行混合搅拌 [0049] S2：放置一段时间，使SH固土剂充分溶合以及加筋玻璃纤维发挥最大作用[0050] S3：采样现代液压机械夯制，制作出高强度的免烧砖 |
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