CN107602011B - 利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖，所述水泥彩砖的原料按重量份包括如下成分：水泥10‑15份、骨料55‑65份、粉煤灰10‑15份、羟丙基甲基纤维素0.3‑0.5份、坡缕石粉7‑10份、海藻粉7‑10份、改性丝瓜纤维0.5‑1份、苎麻纤维0.5‑1份、竹炭纤维0.5‑1份、水泥光亮剂0.2‑0.5份、氧化铁颜料0.5‑1份、水15‑20份；所述骨料为盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂，所述机制砂的细度模数为2.6～3.7，MB不大于1.4，石粉含量不大于12％；采用的各原料组分之间能够相互配合，相互协同作用，使制得的水泥彩砖具有具有韧性好、耐磨性好、抗压强度好、抗冻性能好、抗开裂性能优异、耐腐蚀性能优异的优点，且具有一定保暖性和吸附透气性。本发明提供的制备方法工艺步骤和工艺参数合理。

Description

利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖及其制备方法。
背景技术
盾构隧道施工在城市地铁、高速铁路施工中越来越普遍，盾构隧道产生的大量弃渣对城市环境污染产生巨大影响，堆放不当甚至还可能出现滑坡塌方等重大危害，且弃渣的处理、外运、堆场都需要巨大的费用。
在最近的十几年里，国家大力推行交通基础建设，盾构隧道施工技术应用越来越广泛，而盾构隧道产生的弃渣基本都作为施工废料进行了处理，以断面直径10米的盾构为例，每公里隧道将产生78500方的弃渣。弃渣的外运、堆放都会对城市产生巨大的环境污染。近几年由于施工废弃物堆放不当造成的滑坡塌方屡见不鲜，给人民的生命安全和财产安全带来巨大隐患。
在全世界能源和自然资源保护日益重要的背景下，随着产业政策的调整和环境保护意识的提高，工业废弃物的再利用已呈现上升趋势，大多数国家对工业废弃物在施工过程中具有的经济、环境和技术方面的优势表现出积极的兴趣，许多工业废弃物被证明可以被循环利用，成为发展循环经济和可持续发展的动力。而在对盾构弃渣进行分析后发现，盾构隧道大多穿越软弱破碎地层、砂岩地层、砂层、岩石地层等，弃渣经过初步分离筛选后可分为碎石块、砂土，且因为经过盾构刀盘的切割，盾构隧道弃渣多以砂土为主，若可以将盾构隧道弃渣加以利用，则必将可以减少环境污染，并带来巨大的经济效益。
因此，为了解决盾构隧道弃渣造成的环境污染问题，避免弃渣因堆放不当造成滑坡塌方等重大危害问题，同时实现盾构隧道弃渣再资源化。需要研发出一种能够利用盾构隧道弃渣作为原料组分的水泥彩砖，使盾构隧道弃渣能够与其他原料组份协同，制备出一种韧性好、耐磨性好、抗冻性能好、抗压强度好，抗开裂性能优异，耐腐蚀性能优异，且具有一定保暖性和吸附透气性的水泥彩砖，实现废物的循环利用，减少盾构隧道弃渣对环境的污染，符合可持续发展战略要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖，具有韧性好、耐磨性好、抗压强度好、抗冻性能好、抗开裂性能优异、耐腐蚀性能优异的优点，且具有一定保暖性和吸附透气性，实现了盾构隧道弃渣的再资源化，减少了盾构隧道弃渣对环境的污染，符合可持续发展战略要求；同时，本发明还针对水泥彩砖原料设计了一种操作方便的用于制备该水泥彩砖的方法。
本发明提供的利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖，所述水泥彩砖的原料按重量份包括如下成分：水泥10-15份、骨料55-65份、粉煤灰10-15份、羟丙基甲基纤维素0.3-0.5份、坡缕石粉7-10份、海藻粉7-10份、改性丝瓜纤维0.5-1份、苎麻纤维0.5-1份、竹炭纤维0.5-1份、水泥光亮剂0.2-0.5份、氧化铁颜料0.5-1份、水15-20份；所述骨料为盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂，所述机制砂的细度模数为2.6～3.7，MB不大于1.4，石粉含量不大于12％；
进一步，所述水泥彩砖的原料按重量份包括如下成分：水泥12份、骨料60份、粉煤灰12份、羟丙基甲基纤维素0.4份、坡缕石粉8份、海藻粉9份、改性丝瓜纤维0.7份、苎麻纤维0.7份、竹炭纤维0.7份、水泥光亮剂0.3份、氧化铁颜料0.7份、水17份；所述骨料为盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂，所述机制砂的细度模数为3.5，MB为0.8，石粉含量为10％；
进一步，所述坡缕石粉的粒度为600～800目；所述海藻粉的粒度为600～800目；
进一步，所述改性丝瓜纤维的制备方法包括如下步骤：
(1)制备改性用溶液，包括制备碱性混合溶液A和酸性混合溶液B，其中：
所述碱性混合溶液A的制备方法为：按重量份取16.7份NaOH与1.3份尿素置于82份去离子水中，搅拌溶解即可；
所述酸性混合溶液B的制备方法为：按重量份取25份H2SO4、60份Na2SO4和55份ZnSO4置于860份去离子水中，搅拌溶解即可；
(2)制备改性丝瓜纤维：将丝瓜络剪成小段后，撕成单根的丝瓜丝，然后将丝瓜丝置于碱性混合溶液A中，升温至100℃，煮沸25min，然后取出丝瓜丝置于酸性混合溶液B中，浸泡处理10min，然后过滤并收集浸泡所得的丝瓜丝，采用蒸馏水反复洗涤所得的丝瓜丝，直到最后一次清洗液显示为中性为止，最后，将清洗好的丝瓜丝在100℃温度下干燥45min，剪成9～12mm即可。
进一步，所述苎麻纤维和竹炭纤维的单丝长度均为9～12mm。
本发明还公开一种水泥彩砖的制备方法，包括如下步骤：
a、按重量份取粉煤灰、坡缕石粉和海藻粉混合，送入球磨机中研磨成1000-1200目颗粒，然后与水泥和骨料均匀混合，再与长度为9-12mm的改性丝瓜纤维、苎麻纤维和竹炭纤维均匀混合，然后加入水，搅拌均匀，再加入水泥光亮剂和氧化铁颜料，搅拌均匀得到浆料；
b、将步骤a得到的浆料倒入模具中，得到砖坯体，然后放入静养室中，在60-65℃温度下密封保温，静养1.5-2h，得到静养好的坯体；
c、将静养好的坯体放到切割机上加工成砖块，将砖块放入到高压蒸压釜中进行抽真空，然后在2-2.5h内均匀地通入蒸汽，使蒸养室内的温度升至170-180℃，压力达到10-11MPa，蒸压养护9-12h；
d、对蒸压釜中的砖块进行撤压、降温、出釜，然后置于室内，在23～25℃温度下放置7～10天即得产品；
进一步，所述步骤d中，进行撤压与降温的具体操作方法为：在2.5h小时内均匀地放出蒸压釜中的蒸汽，使蒸养室内的温度降至50℃以下。
本发明的有益效果：本发明采用的各原料组分之间能够相互配合，相互协同作用，使制得的水泥彩砖具有具有韧性好、耐磨性好、抗压强度好、抗冻性能好、抗开裂性能优异、耐腐蚀性能优异的优点，且具有一定保暖性和吸附透气性。其中：改性丝瓜纤维、竹炭纤维和苎麻纤维均具有非常好的韧性和一定的吸水性，与其他原料混合制得水泥彩砖后，能够相互协同起到连接的作用，从而更好地提高了制得的水泥彩砖的抗开裂性能和韧性；海藻粉接触水后具有非常好的粘性，能够配合具有优异粘接性能的羟丙基甲基纤维素，与具有一定吸收性的改性丝瓜纤维、苎麻纤维和竹炭纤维充分混合，从而提高制得的水泥彩砖的韧性和密度，同时避免水泥彩砖在使用过程中发生开裂现象；苎麻纤维和竹炭纤维还具有优异的耐磨性能，能够与其他原料组分相互协同，提高了制得的水泥彩砖的耐磨性能；向水泥中添加盾构隧道弃渣制得的骨料、坡缕石粉、海藻粉等，能够使制得的水泥彩砖具有优异的抗压强度；添加水泥光亮剂和氧化铁颜料，能够使制得的水泥彩砖色彩分布更加均匀，彩砖更加漂亮；利用竹炭纤维优异的蓄热保暖性，将竹炭纤维、改性丝瓜纤维和苎麻纤维均匀分散在由水泥、骨料、粉煤灰、坡缕石粉和海藻粉制得的混合粉料中，能够使制得的水泥彩砖具有优异的保暖效果，从而大大的提高了水泥彩砖的抗冻性能。此外，粉煤灰、坡缕石粉、改性丝瓜纤维、苎麻纤维和竹炭纤维均具有优异的吸附能力，苎麻纤维和竹炭纤维还具有透气性、抑菌杀菌能力，从而使制得的水泥彩砖具有吸附空气中有害物质(如甲醛)和粉尘的作用，有助于环境保护。本发明中采用具有盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂作为骨料，能够与其他原料组份均匀混合，使制得的水泥彩砖具有高的强度，实现了盾构隧道弃渣的再资源化，减少了盾构隧道弃渣对环境的污染，降低了制备水泥彩砖的经济成本，符合可持续发展战略要求。
具体实施方式
本实施例的利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖，所述水泥彩砖的原料按重量份包括如下成分：水泥10-15份、骨料55-65份、粉煤灰10-15份、羟丙基甲基纤维素0.3-0.5份、坡缕石粉7-10份、海藻粉7-10份、改性丝瓜纤维0.5-1份、苎麻纤维0.5-1份、竹炭纤维0.5-1份、水泥光亮剂0.2-0.5份、氧化铁颜料0.5-1份、水15-20份；所述骨料为盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂，所述机制砂的细度模数为2.6～3.7，MB不大于1.4，石粉含量不大于12％；
优选地，所述水泥彩砖的原料按重量份包括如下成分：水泥12份、骨料60份、粉煤灰12份、羟丙基甲基纤维素0.4份、坡缕石粉8份、海藻粉9份、改性丝瓜纤维0.7份、苎麻纤维0.7份、竹炭纤维0.7份、水泥光亮剂0.3份、氧化铁颜料0.7份、水17份；所述骨料为盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂，所述机制砂的细度模数为3.5，MB为0.8，石粉含量为10％；
本实施例采用的各原料组分之间能够相互配合，相互协同作用，使制得的水泥彩砖具有具有韧性好、耐磨性好、抗压强度好、抗开裂性能优异、耐腐蚀性能优异的优点，且具有一定保暖性和吸附透气性。其中：改性丝瓜纤维、竹炭纤维和苎麻纤维均具有非常好的韧性和一定的吸水性，与其他原料混合制得水泥彩砖后，能够相互协同起到连接的作用，从而更好地提高了制得的水泥彩砖的抗开裂性能和韧性；海藻粉接触水后具有非常好的粘性，能够配合具有优异粘接性能的羟丙基甲基纤维素，与具有一定吸收性的改性丝瓜纤维、苎麻纤维和竹炭纤维充分混合，从而提高制得的水泥彩砖的韧性和密度，同时避免水泥彩砖在使用过程中发生开裂现象；苎麻纤维和竹炭纤维还具有优异的耐磨性能，能够与其他原料组分相互协同，提高了制得的水泥彩砖的耐磨性能；向水泥中添加盾构隧道弃渣制得的骨料、坡缕石粉、海藻粉等，能够使制得的水泥彩砖具有优异的抗压强度；添加水泥光亮剂和氧化铁颜料，能够使制得的水泥彩砖色彩分布更加均匀，彩砖更加漂亮；利用竹炭纤维优异的蓄热保暖性，将竹炭纤维、改性丝瓜纤维和苎麻纤维均匀分散在由水泥、骨料、粉煤灰、坡缕石粉和海藻粉制得的混合粉料中，能够使制得的水泥彩砖具有优异的保暖效果，从而大大的提高了水泥彩砖的抗冻性能。此外，粉煤灰、坡缕石粉、改性丝瓜纤维、苎麻纤维和竹炭纤维均具有优异的吸附能力，苎麻纤维和竹炭纤维还具有透气性、抑菌杀菌能力，从而使制得的水泥彩砖具有吸附空气中有害物质(如甲醛)和粉尘的作用，有助于环境保护。本实施例中采用具有盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂作为骨料，能够与其他原料组份均匀混合，使制得的水泥彩砖具有高的强度，实现了盾构隧道弃渣的再资源化，减少了盾构隧道弃渣对环境的污染，降低了制备水泥彩砖的经济成本，符合可持续发展战略要求。
本实施例中，所述坡缕石粉的粒度为600～800目；所述海藻粉的粒度为600～800目；便于使用时更好的研磨和分散。
本实施例中，所述改性丝瓜纤维的制备方法包括如下步骤：
(1)制备改性用溶液，包括制备碱性混合溶液A和酸性混合溶液B，其中：
所述碱性混合溶液A的制备方法为：按重量份取16.7份NaOH与1.3份尿素置于82份去离子水中，搅拌溶解即可；
所述酸性混合溶液B的制备方法为：按重量份取25份H2SO4、60份Na2SO4和55份ZnSO4置于860份去离子水中，搅拌溶解即可；
(2)制备改性丝瓜纤维：将丝瓜络剪成小段后，撕成单根的丝瓜丝，然后将丝瓜丝置于碱性混合溶液A中，升温至100℃，煮沸25min，然后取出丝瓜丝置于酸性混合溶液B中，浸泡处理10min，然后过滤并收集浸泡所得的丝瓜丝，采用蒸馏水反复洗涤所得的丝瓜丝，直到最后一次清洗液显示为中性为止，最后，将清洗好的丝瓜丝在100℃温度下干燥45min，剪成9～12mm即可；采用这种方式处理丝瓜纤维，能够更好的软化丝瓜纤维，使其具有优异的柔韧性，从而在使用过程更好的发挥其连接作用和吸附吸水性能。
本实施例中，所述苎麻纤维和竹炭纤维的单丝长度均为9～12mm；采用这种尺寸的苎麻纤维和竹炭纤维，能够更好的分散在混合粉料中，从而更好的发挥其优异性能。
本实施例中还公开一种水泥彩砖的制备方法，包括如下步骤：
a、按重量份取粉煤灰、坡缕石粉和海藻粉混合，送入球磨机中研磨成1000-1200目颗粒，然后与水泥和骨料均匀混合，再与长度为9-12mm的改性丝瓜纤维、苎麻纤维和竹炭纤维均匀混合，然后加入水，搅拌均匀，再加入水泥光亮剂和氧化铁颜料，搅拌均匀得到浆料；
b、将步骤a得到的浆料倒入模具中，得到砖坯体，然后放入静养室中，在60-65℃温度下密封保温，静养1.5-2h，得到静养好的坯体；
c、将静养好的坯体放到切割机上加工成砖块，将砖块放入到高压蒸压釜中进行抽真空，然后在2-2.5h内均匀地通入蒸汽，使蒸养室内的温度升至170-180℃，压力达到10-11MPa，蒸压养护9-12h；控制升温速率，避免因升温速率过快导致坯体内外温差过大而膨胀不均，从而使得应力集中不能即使释放而发生开裂；
d、对蒸压釜中的砖块进行撤压、降温、出釜，然后置于室内，在23～25℃温度下放置7～10天即得产品；本实施例的制备方法操作简便，针对本实施例水泥彩砖选用的原料组分，采用了适合的工艺参数和工艺步骤，步骤与步骤之间衔接紧凑，能够使各组分更好的协同配合，最终制备出的水泥彩砖性能优异。
本实施例中，所述步骤d中，进行撤压与降温的具体操作方法为：在2.5h小时内均匀地放出蒸压釜中的蒸汽，使蒸养室内的温度降至50℃以下；缓慢降温降压能够有效的避免砖头内部热量释放过快导致其开裂。
以下为具体实施例：
实施例一
本实施例的水泥彩砖的原料按重量份包括如下成分：水泥15份、骨料55份、粉煤灰10份、羟丙基甲基纤维素0.5份、坡缕石粉(600～800目)7份、海藻粉(600～800目)7份、改性丝瓜纤维1份、苎麻纤维(单丝长度为9～12mm)0.5份、竹炭纤维(单丝长度为9～12mm)1份、水泥光亮剂0.5份、氧化铁颜料1份、水20份；所述骨料为盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂，所述机制砂的细度模数为2.6，MB为1.4，石粉含量为12％。
本实施例中，水泥彩砖的制备方法，包括如下步骤：
a、按重量份取粉煤灰、坡缕石粉和海藻粉混合，送入球磨机中研磨成1000-1200目颗粒，然后与水泥和骨料均匀混合，再与长度为9-12mm的改性丝瓜纤维、苎麻纤维和竹炭纤维均匀混合，然后加入水，搅拌均匀，再加入水泥光亮剂和氧化铁颜料，搅拌均匀得到浆料；
b、将步骤a得到的浆料倒入模具中，得到砖坯体，然后放入静养室中，在65℃温度下密封保温，静养2h，得到静养好的坯体；
c、将静养好的坯体放到切割机上加工成砖块，将砖块放入到高压蒸压釜中进行抽真空，然后在2h内均匀地通入蒸汽，使蒸养室内的温度升至175℃，压力达到11MPa，蒸压养护12h；控制升温速率，避免因升温速率过快导致坯体内外温差过大而膨胀不均，从而使得应力集中不能即使释放而发生开裂；
d、对蒸压釜中的砖块进行撤压、降温、出釜，然后置于室内，在23～25℃温度下放置10天即得产品；其中，进行撤压与降温的具体操作方法为：在2.5h小时内均匀地放出蒸压釜中的蒸汽，使蒸养室内的温度降至50℃以下。
本实施例中，所述改性丝瓜纤维的制备方法包括如下步骤：
(1)制备改性用溶液，包括制备碱性混合溶液A和酸性混合溶液B，其中：
所述碱性混合溶液A的制备方法为：按重量份取16.7份NaOH与1.3份尿素置于82份去离子水中，搅拌溶解即可；
所述酸性混合溶液B的制备方法为：按重量份取25份H2SO4、60份Na2SO4和55份ZnSO4置于860份去离子水中，搅拌溶解即可；
(2)制备改性丝瓜纤维：将丝瓜络剪成小段后，撕成单根的丝瓜丝，然后将丝瓜丝置于碱性混合溶液A中，升温至100℃，煮沸25min，然后取出丝瓜丝置于酸性混合溶液B中，浸泡处理10min，然后过滤并收集浸泡所得的丝瓜丝，采用蒸馏水反复洗涤所得的丝瓜丝，直到最后一次清洗液显示为中性为止，最后，将清洗好的丝瓜丝在100℃温度下干燥45min，剪成9～12mm即可。
实施例二
本实施例的水泥彩砖的原料按重量份包括如下成分：水泥10份、骨料65份、粉煤灰15份、羟丙基甲基纤维素0.3份、坡缕石粉(600～800目)10份、海藻粉(600～800目)10份、改性丝瓜纤维0.5份、苎麻纤维(单丝长度为9～12mm)1份、竹炭纤维(单丝长度为9～12mm)0.5份、水泥光亮剂0.2份、氧化铁颜料0.5份、水17份；所述骨料为盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂，所述机制砂的细度模数为3.1，MB为1.0，石粉含量为10％。
本实施例中，水泥彩砖的制备方法，包括如下步骤：
a、按重量份取粉煤灰、坡缕石粉和海藻粉混合，送入球磨机中研磨成1000-1200目颗粒，然后与水泥和骨料均匀混合，再与长度为9-12mm的改性丝瓜纤维、苎麻纤维和竹炭纤维均匀混合，然后加入水，搅拌均匀，再加入水泥光亮剂和氧化铁颜料，搅拌均匀得到浆料；
b、将步骤a得到的浆料倒入模具中，得到砖坯体，然后放入静养室中，在60℃温度下密封保温，静养2h，得到静养好的坯体；
c、将静养好的坯体放到切割机上加工成砖块，将砖块放入到高压蒸压釜中进行抽真空，然后在2.5h内均匀地通入蒸汽，使蒸养室内的温度升至170℃，压力达到10MPa，蒸压养护10h；控制升温速率，避免因升温速率过快导致坯体内外温差过大而膨胀不均，从而使得应力集中不能即使释放而发生开裂；
d、对蒸压釜中的砖块进行撤压、降温、出釜，然后置于室内，在23～25℃温度下放置8天即得产品；其中，进行撤压与降温的具体操作方法为：在2.5h小时内均匀地放出蒸压釜中的蒸汽，使蒸养室内的温度降至50℃以下。
本实施例中，所述改性丝瓜纤维的制备方法包括如下步骤：
(1)制备改性用溶液，包括制备碱性混合溶液A和酸性混合溶液B，其中：
所述碱性混合溶液A的制备方法为：按重量份取16.7份NaOH与1.3份尿素置于82份去离子水中，搅拌溶解即可；
所述酸性混合溶液B的制备方法为：按重量份取25份H2SO4、60份Na2SO4和55份ZnSO4置于860份去离子水中，搅拌溶解即可；
(2)制备改性丝瓜纤维：将丝瓜络剪成小段后，撕成单根的丝瓜丝，然后将丝瓜丝置于碱性混合溶液A中，升温至100℃，煮沸25min，然后取出丝瓜丝置于酸性混合溶液B中，浸泡处理10min，然后过滤并收集浸泡所得的丝瓜丝，采用蒸馏水反复洗涤所得的丝瓜丝，直到最后一次清洗液显示为中性为止，最后，将清洗好的丝瓜丝在100℃温度下干燥45min，剪成9～12mm即可。
实施例三
本实施例的水泥彩砖的原料按重量份包括如下成分：水泥15份、骨料65份、粉煤灰15份、羟丙基甲基纤维素0.5份、坡缕石粉(600～800目)10份、海藻粉(600～800目)10份、改性丝瓜纤维1份、苎麻纤维(单丝长度为9～12mm)1份、竹炭纤维(单丝长度为9～12mm)1份、水泥光亮剂0.5份、氧化铁颜料1份、水20份；所述骨料为盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂，所述机制砂的细度模数为3.7，MB为0.6，石粉含量为8％。
本实施例中，水泥彩砖的制备方法，包括如下步骤：
a、按重量份取粉煤灰、坡缕石粉和海藻粉混合，送入球磨机中研磨成1000-1200目颗粒，然后与水泥和骨料均匀混合，再与长度为9-12mm的改性丝瓜纤维、苎麻纤维和竹炭纤维均匀混合，然后加入水，搅拌均匀，再加入水泥光亮剂和氧化铁颜料，搅拌均匀得到浆料；
b、将步骤a得到的浆料倒入模具中，得到砖坯体，然后放入静养室中，在65℃温度下密封保温，静养2h，得到静养好的坯体；
c、将静养好的坯体放到切割机上加工成砖块，将砖块放入到高压蒸压釜中进行抽真空，然后在2.5h内均匀地通入蒸汽，使蒸养室内的温度升至180℃，压力达到11MPa，蒸压养护12h；控制升温速率，避免因升温速率过快导致坯体内外温差过大而膨胀不均，从而使得应力集中不能即使释放而发生开裂；
d、对蒸压釜中的砖块进行撤压、降温、出釜，然后置于室内，在23～25℃温度下放置10天即得产品；其中，进行撤压与降温的具体操作方法为：在2.5h小时内均匀地放出蒸压釜中的蒸汽，使蒸养室内的温度降至50℃以下。
本实施例中，所述改性丝瓜纤维的制备方法包括如下步骤：
(1)制备改性用溶液，包括制备碱性混合溶液A和酸性混合溶液B，其中：
所述碱性混合溶液A的制备方法为：按重量份取16.7份NaOH与1.3份尿素置于82份去离子水中，搅拌溶解即可；
所述酸性混合溶液B的制备方法为：按重量份取25份H2SO4、60份Na2SO4和55份ZnSO4置于860份去离子水中，搅拌溶解即可；
(2)制备改性丝瓜纤维：将丝瓜络剪成小段后，撕成单根的丝瓜丝，然后将丝瓜丝置于碱性混合溶液A中，升温至100℃，煮沸25min，然后取出丝瓜丝置于酸性混合溶液B中，浸泡处理10min，然后过滤并收集浸泡所得的丝瓜丝，采用蒸馏水反复洗涤所得的丝瓜丝，直到最后一次清洗液显示为中性为止，最后，将清洗好的丝瓜丝在100℃温度下干燥45min，剪成9～12mm即可。
实施例四
本实施例的水泥彩砖的原料按重量份包括如下成分：水泥12份、骨料60份、粉煤灰12份、羟丙基甲基纤维素0.4份、坡缕石粉(600～800目)8份、海藻粉(600～800目)9份、改性丝瓜纤维0.7份、苎麻纤维(单丝长度为9～12mm)0.7份、竹炭纤维(单丝长度为9～12mm)0.7份、水泥光亮剂0.3份、氧化铁颜料0.7份、水17份；所述骨料为盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂，所述机制砂的细度模数为3.5，MB为0.8，石粉含量为9％。
本实施例中，水泥彩砖的制备方法，包括如下步骤：
a、按重量份取粉煤灰、坡缕石粉和海藻粉混合，送入球磨机中研磨成1000-1200目颗粒，然后与水泥和骨料均匀混合，再与长度为9-12mm的改性丝瓜纤维、苎麻纤维和竹炭纤维均匀混合，然后加入水，搅拌均匀，再加入水泥光亮剂和氧化铁颜料，搅拌均匀得到浆料；
b、将步骤a得到的浆料倒入模具中，得到砖坯体，然后放入静养室中，在65℃温度下密封保温，静养1.5h，得到静养好的坯体；
c、将静养好的坯体放到切割机上加工成砖块，将砖块放入到高压蒸压釜中进行抽真空，然后在2.5h内均匀地通入蒸汽，使蒸养室内的温度升至180℃，压力达到11MPa，蒸压养护9h；控制升温速率，避免因升温速率过快导致坯体内外温差过大而膨胀不均，从而使得应力集中不能即使释放而发生开裂；
d、对蒸压釜中的砖块进行撤压、降温、出釜，然后置于室内，在23～25℃温度下放置8天即得产品；其中，进行撤压与降温的具体操作方法为：在2.5h小时内均匀地放出蒸压釜中的蒸汽，使蒸养室内的温度降至50℃以下。
本实施例中，所述改性丝瓜纤维的制备方法包括如下步骤：
(1)制备改性用溶液，包括制备碱性混合溶液A和酸性混合溶液B，其中：
所述碱性混合溶液A的制备方法为：按重量份取16.7份NaOH与1.3份尿素置于82份去离子水中，搅拌溶解即可；
所述酸性混合溶液B的制备方法为：按重量份取25份H2SO4、60份Na2SO4和55份ZnSO4置于860份去离子水中，搅拌溶解即可；
(2)制备改性丝瓜纤维：将丝瓜络剪成小段后，撕成单根的丝瓜丝，然后将丝瓜丝置于碱性混合溶液A中，升温至100℃，煮沸25min，然后取出丝瓜丝置于酸性混合溶液B中，浸泡处理10min，然后过滤并收集浸泡所得的丝瓜丝，采用蒸馏水反复洗涤所得的丝瓜丝，直到最后一次清洗液显示为中性为止，最后，将清洗好的丝瓜丝在100℃温度下干燥45min，剪成9～12mm即可。
实施例五
本实施例的水泥彩砖的原料按重量份包括如下成分：水泥10份、骨料55份、粉煤灰10份、羟丙基甲基纤维素0.3份、坡缕石粉(600～800目)7份、海藻粉(600～800目)7份、改性丝瓜纤维0.5份、苎麻纤维(单丝长度为9～12mm)0.5份、竹炭纤维(单丝长度为9～12mm)0.5份、水泥光亮剂0.2份、氧化铁颜料0.5份、水15份；所述骨料为盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂，所述机制砂的细度模数为2.6，MB为1.4，石粉含量为12％。
本实施例中，水泥彩砖的制备方法，包括如下步骤：
a、按重量份取粉煤灰、坡缕石粉和海藻粉混合，送入球磨机中研磨成1000-1200目颗粒，然后与水泥和骨料均匀混合，再与长度为9-12mm的改性丝瓜纤维、苎麻纤维和竹炭纤维均匀混合，然后加入水，搅拌均匀，再加入水泥光亮剂和氧化铁颜料，搅拌均匀得到浆料；
b、将步骤a得到的浆料倒入模具中，得到砖坯体，然后放入静养室中，在60℃温度下密封保温，静养2h，得到静养好的坯体；
c、将静养好的坯体放到切割机上加工成砖块，将砖块放入到高压蒸压釜中进行抽真空，然后在2h内均匀地通入蒸汽，使蒸养室内的温度升至170℃，压力达到10MPa，蒸压养护12h；控制升温速率，避免因升温速率过快导致坯体内外温差过大而膨胀不均，从而使得应力集中不能即使释放而发生开裂；
d、对蒸压釜中的砖块进行撤压、降温、出釜，然后置于室内，在23～25℃温度下放置7天即得产品；其中，进行撤压与降温的具体操作方法为：在2.5h小时内均匀地放出蒸压釜中的蒸汽，使蒸养室内的温度降至50℃以下。
本实施例中，所述改性丝瓜纤维的制备方法包括如下步骤：
(1)制备改性用溶液，包括制备碱性混合溶液A和酸性混合溶液B，其中：
所述碱性混合溶液A的制备方法为：按重量份取16.7份NaOH与1.3份尿素置于82份去离子水中，搅拌溶解即可；
所述酸性混合溶液B的制备方法为：按重量份取25份H2SO4、60份Na2SO4和55份ZnSO4置于860份去离子水中，搅拌溶解即可；
(2)制备改性丝瓜纤维：将丝瓜络剪成小段后，撕成单根的丝瓜丝，然后将丝瓜丝置于碱性混合溶液A中，升温至100℃，煮沸25min，然后取出丝瓜丝置于酸性混合溶液B中，浸泡处理10min，然后过滤并收集浸泡所得的丝瓜丝，采用蒸馏水反复洗涤所得的丝瓜丝，直到最后一次清洗液显示为中性为止，最后，将清洗好的丝瓜丝在100℃温度下干燥45min，剪成9～12mm即可。
实施例六
本实施例的水泥彩砖的原料按重量份包括如下成分：水泥10份、骨料55份、粉煤灰15份、羟丙基甲基纤维素0.4份、坡缕石粉(600～800目)10份、海藻粉(600～800目)10份、改性丝瓜纤维0.7份、苎麻纤维(单丝长度为9～12mm)1份、竹炭纤维(单丝长度为9～12mm)0.5份、水泥光亮剂0.5份、氧化铁颜料0.5份、水18份；所述骨料为盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂，所述机制砂的细度模数为3.7，MB为0.6，石粉含量为8％。
本实施例中，水泥彩砖的制备方法，包括如下步骤：
a、按重量份取粉煤灰、坡缕石粉和海藻粉混合，送入球磨机中研磨成1000-1200目颗粒，然后与水泥和骨料均匀混合，再与长度为9-12mm的改性丝瓜纤维、苎麻纤维和竹炭纤维均匀混合，然后加入水，搅拌均匀，再加入水泥光亮剂和氧化铁颜料，搅拌均匀得到浆料；
b、将步骤a得到的浆料倒入模具中，得到砖坯体，然后放入静养室中，在60℃温度下密封保温，静养2h，得到静养好的坯体；
c、将静养好的坯体放到切割机上加工成砖块，将砖块放入到高压蒸压釜中进行抽真空，然后在2.5h内均匀地通入蒸汽，使蒸养室内的温度升至180℃，压力达到11MPa，蒸压养护10h；控制升温速率，避免因升温速率过快导致坯体内外温差过大而膨胀不均，从而使得应力集中不能即使释放而发生开裂；
d、对蒸压釜中的砖块进行撤压、降温、出釜，然后置于室内，在23～25℃温度下放置7天即得产品；其中，进行撤压与降温的具体操作方法为：在2.5h小时内均匀地放出蒸压釜中的蒸汽，使蒸养室内的温度降至50℃以下。
本实施例中，所述改性丝瓜纤维的制备方法包括如下步骤：
(1)制备改性用溶液，包括制备碱性混合溶液A和酸性混合溶液B，其中：
所述碱性混合溶液A的制备方法为：按重量份取16.7份NaOH与1.3份尿素置于82份去离子水中，搅拌溶解即可；
所述酸性混合溶液B的制备方法为：按重量份取25份H2SO4、60份Na2SO4和55份ZnSO4置于860份去离子水中，搅拌溶解即可；
(2)制备改性丝瓜纤维：将丝瓜络剪成小段后，撕成单根的丝瓜丝，然后将丝瓜丝置于碱性混合溶液A中，升温至100℃，煮沸25min，然后取出丝瓜丝置于酸性混合溶液B中，浸泡处理10min，然后过滤并收集浸泡所得的丝瓜丝，采用蒸馏水反复洗涤所得的丝瓜丝，直到最后一次清洗液显示为中性为止，最后，将清洗好的丝瓜丝在100℃温度下干燥45min，剪成9～12mm即可。
以上实施例中，所述水泥为普通硅酸盐水泥。
1、测试实施例一至实施例六的水泥彩砖的抗压强度和抗冻融性能，结果见表1；
2、测试实施例一至实施例六的水泥彩砖的外观，结果见表2。
Figure BDA0001405716110000151
表1利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖30d抗压强度和抗冻融性能
Figure BDA0001405716110000152
表2利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖的外观质量
由表1和表2可知，本发明的利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖外观漂亮，且具有优异的抗压强度和抗冻性能，能够满足国家标准及使用要求。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖，其特征在于：所述水泥彩砖的原料按重量份由如下成分组成：水泥10-15份、骨料55-65份、粉煤灰10-15份、羟丙基甲基纤维素0.3-0.5份、坡缕石粉7-10份、海藻粉7-10份、改性丝瓜纤维0.5-1份、苎麻纤维0.5-1份、竹炭纤维0.5-1份、水泥光亮剂0.2-0.5份、氧化铁颜料0.5-1份、水15-20份；所述骨料为盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂，所述机制砂的细度模数为2.6～3.7，MB不大于1.4，石粉含量不大于12％；所述坡缕石粉的粒度为600～800目；所述海藻粉的粒度为600～800目；
所述改性丝瓜纤维的制备方法包括如下步骤：
(1)制备改性用溶液，包括制备碱性混合溶液A和酸性混合溶液B，其中：
所述碱性混合溶液A的制备方法为：按重量份取16.7份NaOH与1.3份尿素置于82份去离子水中，搅拌溶解即可；
所述酸性混合溶液B的制备方法为：按重量份取25份H2SO4、60份Na2SO4和55份ZnSO4置于860份去离子水中，搅拌溶解即可；
(2)制备改性丝瓜纤维：将丝瓜络剪成小段后，撕成单根的丝瓜丝，然后将丝瓜丝置于碱性混合溶液A中，升温至100℃，煮沸25min，然后取出丝瓜丝置于酸性混合溶液B中，浸泡处理10min，然后过滤并收集浸泡所得的丝瓜丝，采用蒸馏水反复洗涤所得的丝瓜丝，直到最后一次清洗液显示为中性为止，最后，将清洗好的丝瓜丝在100℃温度下干燥45min，剪成9～12mm即可；
所述苎麻纤维和竹炭纤维的单丝长度均为9～12mm。
2.根据权利要求1所述的利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖，其特征在于：所述水泥彩砖的原料按重量份由如下成分组成：水泥12份、骨料60份、粉煤灰12份、羟丙基甲基纤维素0.4份、坡缕石粉8份、海藻粉9份、改性丝瓜纤维0.7份、苎麻纤维0.7份、竹炭纤维0.7份、水泥光亮剂0.3份、氧化铁颜料0.7份、水17份；所述骨料为盾构隧道弃渣粉碎形成的机制砂，所述机制砂的细度模数为3.5，MB为0.8，石粉含量为10％。
3.一种用于权利要求1所述的利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、按重量份取粉煤灰、坡缕石粉和海藻粉混合，送入球磨机中研磨成1000-1200目颗粒，然后与水泥和骨料均匀混合，再与长度为9-12mm的改性丝瓜纤维、苎麻纤维和竹炭纤维均匀混合，然后加入水，搅拌均匀，再加入水泥光亮剂和氧化铁颜料，搅拌均匀得到浆料；
b、将步骤a得到的浆料倒入模具中，得到砖坯体，然后放入静养室中，在60-65℃温度下密封保温，静养1.5-2h，得到静养好的坯体；
c、将静养好的坯体放到切割机上加工成砖块，将砖块放入到高压蒸压釜中进行抽真空，然后在2-2.5h内均匀地通入蒸汽，使蒸养室内的温度升至170-180℃，压力达到10-11MPa，蒸压养护9-12h；
d、对蒸压釜中的砖块进行撤压、降温、出釜，然后置于室内，在23～25℃温度下放置7～10天即得产品。
4.根据权利要求3所述的用于权利要求1所述的利用盾构隧道弃渣生产的水泥彩砖的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，进行撤压与降温的具体操作方法为：在2.5h小时内均匀地放出蒸压釜中的蒸汽，使蒸养室内的温度降至50℃以下。
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