CN115107163A - 一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，制备方法包括：S1、将工程渣土除杂、破碎、晾晒、碾压破碎；S2、以四分法对取样渣土缩分均化，装袋备用；S3、砂质土：黏质土=1:1，向其中添加10%的固化剂，采用专用混合设备将原料混合成均匀粉料；S4、专用混合设备对混合料进行混合，并加入13%水搅拌成半干混合料；S5、使用对压式液压成模设备压制，压制成50*50 mm的样块；S6、样块在20℃下养护28d，得渣土回填填料；S7、对渣土回填填料进行性能检测。本发明的制备方法简单，过程容易控制，极大降低了渣土回填填料的生产成本，使得制备所得的产品品质高，具有较好的抗压强度。本发明适用于渣土回填填料制备再利用的技术领域。

Description

一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法

技术领域

本发明属于渣土回填填料制备再利用的技术领域，具体的说，涉及一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法。

背景技术

塘渣是一种由风化碎石和土壤形成的混合物，通常产生于山体滑坡等地质灾害或机械、人工开挖山体的过程中。目前，塘渣主要用于坑基填筑、路基基层填筑、坑道回填、涵管回填等工程中。随着时代的发展，市政建设工程量逐年增加，针对软弱地基的加固处理普遍使用塘渣，往往强度高、含水率低的高品质渣土回填填料供不应求。然而，与之形成鲜明对比的是，工程建设开挖的渣土无处堆放，再利用困难，若将其变废为宝，并且解决高品质渣土回填填料的供应问题，即如何将工程渣土进行再利用并将其制备成具有高强度和低含水率的渣土回填填料，具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明提供一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，制备方法简单，过程容易控制，极大降低了回填填料的生产成本，制备的产品品质高，具有较好的抗压强度。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，包括如下步骤：

S1、原料的预处理：将工程渣土除杂、破碎，并晾晒至含水率＜5%，碾压破碎，使其土团颗粒全部通过4.75mm标准筛；

S2、以四分法对取样渣土缩分均化，装袋备用；

S3、按重量配比称重复合渣土，砂质土：黏质土=1:1，向其中添加10%的固化剂，固化剂为SS-W-S型矿物基类胶凝材料，之后，采用专用混合设备将原料混合成均匀粉料；

S4、专用混合设备对混合料进行混合，并加入13%水搅拌成半干混合料；

S5、半干混合料经对压式液压成模设备压制，并在15MPa压力下制成压制成50*50mm的样块；

S6、对50*50 mm的样块在20℃下养护28d，得渣土回填填料；

S7、对渣土回填填料进行性能检测。

本发明还公开了一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备系统，包括依次设置的破碎机、筛分机、专用混合设备及对压式液压成模设备，所述专用混合设备包括可拆卸连接于混合釜上端的端盖，于所述端盖上构造有的进料口和水喷淋接头，一个主动式翻料机构安装于混合釜内，且所述主动式翻料机构下端经转接件伸出混合釜，所述转接件与主动式翻料机构的连接方式为关节式连接，且转接件通过角度调节组件调整其与主动式翻料机构的角度，转接件与混合釜的下端转动连接，转动件被驱动而带动主动式翻料机构转动。

进一步的，所述主动式翻料机构包括外周面上形成有第一球状连接头的第一排料筒，于所述转接件上构造有供第一球状连接头装配的碗状槽，于第一排料筒的外周面上且位于第一球状连接头的下方构造有第一连接板，所述角度调节组件连接于第一连接板和转接件之间，于第一排料筒的上端构造有螺旋搅拌叶片，所述螺旋搅拌叶片沿第一排料筒的轴线延伸，且螺旋搅拌叶片的口径沿竖向向上渐扩，于第一排料筒的下端可拆卸连接有排料塞。

进一步的，所述主动式翻料机构包括外周面上形成有第二球状连接头的排料部，于所述转接件上构造有供第二球状连接头装配的碗状槽，于所述排料部的上端连通的混料提升部，于所述排料部和混料提升部之间构造有混料通过口。

进一步的，所述排料部包括第二排料筒，于所述第二排料筒的外周面上且位于第二球状连接头的下方构造有第二连接板，所述角度调节组件连接于第二连接板和转接件之间，于第二排料筒的下部构造有排料接头，于所述排料接头上构造有控制阀；所述混料提升部包括设置于第二排料筒上端的混料提升筒，所述混料提升筒和第二排料筒的轴线重合，且混料提升筒的口径大于第二排料筒的口径，一个正反转电机的输出轴上同轴连接有安装杆，所述安装杆位于第二排料筒和混料提升筒的部位分别构造有第一螺旋叶片和第二螺旋叶片，且所述第一螺旋叶片和第二螺旋叶片相互靠近的一端相互接续。

进一步的，所述对压式液压成模设备包括上下对称设置于模具本体两端的上压模机构和下压模机构，所述上压模机构和下压模机构上分别可拆卸连接有多个上压块和多个下顶块，且所述模具本体上构造有多个成型口，所述上压块、下顶块及成型口三者沿竖向对齐设置。

进一步的，所述模具本体包括上下设置并且可拆卸连接的上筒体和下筒体，于所述上筒体和下筒体之间设置有圆形塑形块，所述圆形塑形块与上筒体固定连接，所述成型口形成于圆形塑形块上并贯穿圆形塑形块的上下两端；所述下筒体的下端封闭，于下筒体的下端面上开设有供多个下顶块通过的多个导向孔，下筒体内且位于圆形塑形块的下方形成排料腔，于下筒体的下部一侧开设有与排料腔连通的排出口。

进一步的，于所述模具本体上设置有旋转式刮排料机构，所述旋转式刮排料机构包括设置于下筒体下方的驱动电机，所述驱动电机的输出轴同轴装配有轴杆，所述轴杆由下筒体的下端经圆形塑形块伸出，于轴杆上沿竖直方向向下间隔安装有刮料部和排料部；所述刮料部的下端与圆形塑形块的上端相接触，刮料部包括沿轴杆的周向均匀设置的刮板；所述排料部包括设置于排料腔内的圆形气囊，于所述圆形气囊的周向均匀地连通有多根拨料杆，于所述轴杆上且位于下筒体的下方转动设置有转接体，所述转接体具有相互独立的进气腔和排气腔，于轴杆上构造有相互独立并均与圆形气囊连通的进气通道和排气通道，所述进气腔经进气通道与圆形气囊连通，所述排气通道经排气腔与圆形气囊连通。

进一步的，所述上压模机构和下压模机构均包括固定盘，两所述固定盘分别与两个相对设置的液压油缸连接，于各所述固定盘上沿其周向均匀地设置有条状安装板，于所述上压块和下顶块上分别构造有沿竖向延伸的调节螺杆，所述调节螺栓穿经相对应的条状安装板并经锁紧螺母锁紧。

进一步的，所述模具本体的底部通过多根固定螺栓可拆卸连接有安装盘，于所述安装盘上且与各成型口相对应的位置处构造有孔道调整套，所述孔道调整套具有调整口，各孔道调整套装配于相对应的成型口内。

本发明由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：本发明制备的免烧渣土回填填料制备方法简单，过程容易控制，不仅变废为宝，同时还极大降低了回填填料的生产成本，制备的产品品质高，抗压强度可达8.43MPa，具有较好的抗压强度；而且通过本发明的制备系统制备，大幅度的提高效率，尤其是专用混合设备，使得原料之间的混合效率提高，对压式液压成模设备对半干混合料进行双向对压成模，进而提高产品的品质，其品质优于单向压模而成的产品。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明的制备工艺流程图；

图2为固化剂与水泥掺量对回填料试样的抗压强度与饱水抗压强度影响的矩形图；

图3为固化剂掺量对回填料试样软化系数影响的示意图；

图4为成型压力对回填料试样的抗压强度与饱水抗压强度影响的矩形图；

图5为成型压力对回填料试样软化系数影响的示意图；

图6为含水率对回填料试样的抗压强度与饱水抗压强度影响的矩形图；

图7为含水率对回填料试样软化系数影响的示意图；

图8为本发明第一种专用混合设备的结构示意图；

图9为图8的轴向结构剖视图；

图10为图9中A部位的放大图；

图11为本发明端盖的结构示意图；

图12为图7的设备去除混合釜和端盖后的结构示意图；

图13为图12的结构主视图；

图14为本发明转接件的结构示意图；

图15为本发明另一种专用混合设备的结构示意图；

图16为图15的轴向结构剖视图；

图17为图15的设备去除混合釜和端盖后的结构示意图；

图18为本发明对压式液压成模设备的结构示意图；

图19为本发明对压式液压成模设备的上压模机构的结构示意图；

图20为本发明对压式液压成模设备去除上压模机构和下压模机构后的轴向结构剖视图；

图21为本发明旋转式刮排料机构的轴向结构剖视图；

图22为本发明旋转式刮排料机构中排料部的结构仰视图；

图23为本发明模具本体的结构示意图；

图24为本发明模具本体另一角度的结构示意图；

图25为本发明安装盘与模具本体拆分后的结构示意图；

图26为本发明安装盘与孔道调整套连接的结构示意图。

标注部件：100-混合釜，101-端盖，102-进料口，103-水喷淋接头，104-下料腔，105-下料斗，106-下料口，107-环形喷淋板，108-喷淋腔，200-螺旋搅拌叶片，201-第一排料筒，202-排料塞，203-第一连接板，204-第一球状连接头，300-转接件，301-传动轮，302-碗状槽，303-连接套，400-调节杆，401-铰接杆，402-连接杆，500-正反转电机，501-第二排料筒，502-第二连接板，503-排料接头，504-控制阀，505-混料提升筒，506-安装杆，507-混料通过口，508-第一螺旋叶片，509-第二螺旋叶片，510-第二球状连接头，511-伞状板，600-驱动电机，601-轴杆，602-刮板，603-圆形气囊，604-拨料杆，605-转接体，606-进气腔，607-排气腔，608-进气通道，609-排气通道，700-上筒体，701-圆形塑形块，702-成型口，800-下筒体，801-排料腔，802-排出口，803-导向孔，900-上压模机构，901-固定盘，902-条状安装板，903-上压块，904-调节螺栓，905-锁紧螺母，1000-下压模机构，1001-连接座，1002-下顶块，1100-安装盘，1101-孔道调整套，1102-调整口，1103-固定螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。下述实施例中所用的试剂、方法及设备如无特殊说明均采用现有的试剂、方法及设备。

实施例

本实施例提供了一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1、原料的预处理：将工程渣土除杂、破碎，并晾晒至含水率＜5%，碾压破碎，使其土团颗粒全部通过4.75mm标准筛；

S2、以四分法对取样渣土缩分均化，装袋备用；

S3、按重量配比称重复合渣土，砂质土：黏质土=1:1，向其中添加10%的固化剂，固化剂为SS-W-S型矿物基类胶凝材料（生产企业：安徽省融工博大环保技术材料研究院有限公司，型号是“融工博大矿物基胶凝材料SS-W-S”），之后，采用专用混合设备将原料混合成均匀粉料；

S4、专用混合设备对混合料进行混合，并加入13%水搅拌成半干混合料；

S5、半干混合料经对压式液压成模设备压制，并在15MPa压力下制成压制成50*50mm的样块；

S6、对50*50 mm的样块在20℃下养护28d，得渣土回填填料；

S7、对渣土回填填料进行性能检测。

1、渣土回填填料的性能测试

（1）抗压强度

测试设备：微机电液伺服万能试验机、液压试验机

测试方法：圆柱形小样的抗压强度R按照GB/T 2810-2016《陶瓷砖试验方法》，采用万能电子压力机进行测试。免烧砖制品按照GB/T 2542-2012《砌墙砖试验方法》中规定的抗压强度试验方法进行。将中间断裂后形成的两个半截砖，断口朝外叠到一起，将试件置于试验机承压板上，使试样中心轴线与试验机压板的压力中心保持重合，之后以10kN/s-30kN/s的速度缓慢加荷，直至试件破坏。记录最大破坏荷载P。每个试件的抗压强度按公式5-2计算，精确至0.1MPa。

公式（1）

式中：R一试件的抗压强度，MPa；

P一破坏荷载，N；

L一受压面的长度，mm；

B一受压面的宽度，mm。

（2）软化系数

测试设备：微机电液伺服万能试验机

测试方法：将用于软化试验的试样浸入(20±5)℃的水中，水面高出试样20 mm，浸泡24h后取出，用拧干的湿布拭去试样表面的水，达到饱和面干状态。将5块对比试样，在20℃的空调室内放置72h，制成气干状态试样。随后将软化试样和未经软化对比试样进行抗压强度试验。结果按照公式5-6计算。

公式（2）

式中：K_f — 软化系数；

R_f — 软化后抗压强度平均值，单位为兆帕(MPa)；

R₀ —对比试样的抗压强度平均值，单位为兆帕(MPa)。

2、固化剂掺量对渣土渣土回填填料制备与性能的影响

2.1 试验设计

为确定固化剂掺量对渣土回填填料性能的影响，试验研究固化剂掺量为6%、8%、10%、12%（≈1:15.7、1:11.5、1:9、1:7.3）时渣土回填填料试样的抗压强度，并添加12% P∙O425水泥作为对比试样，分析固化剂与水泥使用效果。试验前将砂质土与粘质土按照1:1混合制备复合渣土，再按照设计掺量添加固化剂，具体的原材料设计如表1所示。混合料按照含水率15%加水快速搅拌制成半干混合料，并以10MPa的压力成型为φ50mm*50mm的圆柱形试件。试样在20℃常温养护28d后，表征试样的抗压强度与软化系数。

表1 试验配方设计与养护制度

2.2 试验结果与分析

图2给出了固化剂掺量对养护28d渣土回填填料试样的抗压强度，以及试样泡水24h后的抗压强度的影响。由图2可见，随着固化剂掺量的增加，试样的抗压强度逐渐增长。当固化剂掺量为6%时，渣土回填填料试样的抗压强度为4.07 MPa。当固化剂掺量增至10%时，抗压强度达到7.23 MPa。而进一步提升至12%后，渣土回填填料试样强度增至8.86 MPa。然而，同样为12%掺量条件下，P∙O 425水泥胶结制备的渣土回填填料强度仅为5.61MPa。但泡水后试样的抗压强度显著降低，仅为3.86 MPa。这表明水泥固化渣土回填填料的耐水性较低。

此外，耐水性是渣土回填填料作为回填料重要的性能指标，为此分析泡水后渣土回填填料试样经泡水24h后的抗压强度。由图2所示，不同固化剂掺量渣土回填填料试样经泡水24h后的抗压强度均显著降低，计算得到各试样的软化系数如图3所示。由图3可见，固化剂掺量的增加可小幅提升试样的耐水性。其中，固化剂掺量6%的渣土回填填料试样，其软化系数仅为0.778，而当固化剂掺量达到10%后，试样的软化系数大于0.8，达到0.813。软化系数的增加表示渣土回填填料耐水性增长，这是由于渣土内部的水化产物随固化剂掺量增加而增多，逐渐堵塞毛细空隙，降低试样的吸水率，从而提升试样的耐水性。

3、成型压力对渣土回填填料制备与性能的影响

成型压力是渣土回填填料成型的主要工艺参数，较低的成型压力有助于降低材料的制备成本，提升试样的制备效率。然而，成型压力决定了渣土回填填料的压实密度，这对渣土回填填料试样的抗压强度及其耐水性具有显著影响。为此，研究了不同成型压力条件下，渣土回填填料试样的力学性能和软化系数。

3.1 试验设计

为确定成型压力对渣土回填填料性能的影响，试验固定固化剂掺量为10%（1:9）、含水率15%，采用5~20MPa成型不同的渣土渣土回填填料试样。试验前将砂质土与粘质土按照1:1混合制备复合渣土，再分别按照10%和15%添加固化剂与水，随后快速搅拌制成半干混合料，并以不同压力成型为φ50mm*50mm的圆柱形试件。试样在20℃常温养护28d后，表征试样的抗压强度与软化系数。

3.2 试验结果与分析

图4显示了以5～20MPa成型的渣土回填填料试样，其28d抗压强度与饱水抗压强度。由图4可见，当固化剂掺量固定为10%时，随着成型压力的增加，渣土回填填料试样的抗压强度逐渐增大。当成型压力仅为5MPa时，试样的28d抗压强度仅为4.33MPa，强度明显不足。而当成型压力增至20MPa时，试样的抗压强度增长近1倍，达到8.23MPa。由此表明，成型压力对试样强度具有极为显著的影响，尤其是当成型压力低于10MPa时，渣土回填填料试样的强度明显偏低。

此外，成型压力对试样的耐水性同样具有显著影响。由图5可见，当成型压力仅为5MPa时，试样泡水24h后的强度降至3MPa以下，其软化系数仅为0.69。而成型压力增至10MPa后，试样的软化系数快速增至0.81，并在20MPa条件下达到0.88。由此可见，成型压力对渣土回填填料试样的软化系数具有显著影响。这主要是由于较高的成型压力可以提升渣土回填填料试样的致密度，有助于降低试样的吸水率，从而避免泡水过程中渣土回填填料因吸水膨胀而损害。

4、渣土含水率对渣土回填填料制备与性能的影响

在渣土回填填料制备过程中，确定其最佳含水率对渣土回填填料制备具有重要的指导意义。同时，含水率也是影响渣土回填填料制备及其性能的重要因素，一方面，较高的含水率有助于提升渣土的可塑性，易于渣土回填填料的制备。另一方面，研究表明，过高的含水率将影响增大渣土回填填料的孔隙度，从而影响材料的强度。为此，系统研究了渣土含水率对渣土回填填料试样抗压强度的影响。

4.1 试验设计

为确定含水率对渣土回填填料性能的影响，试验固定固化剂掺量为10%（1:9）、成型压力15MPa，按照含水率10%~22%拌制不同渣土混合料。试验前将砂质土与粘质土按照1:1混合制备复合渣土，再按照含水率10%、13%、16%、19%、22%向渣土中加水搅拌成半干状渣土，随后向渣土中添加10%固化剂并快速搅拌制成混合料，并以15MPa成型为φ50mm*50mm的圆柱形试件。试样在20℃常温养护28d后，表征其抗压强度与软化系数。

4.2 试验结果与分析

图6给出了不同含水率条件下，渣土试样的28d抗压强度及其泡水后的强度值。由图可见，渣土回填填料试样的抗压强度随着含水率的增加，表现为先增大后降低的变化趋势。其中，以含水率13%的渣土混合料成型的试样，其28d抗压强度达到8.43MPa。而随着渣土含水率的逐渐增大，试样的抗压强度逐渐降低，当含水率为22%时，试样的抗压强度降至5.53MPa。因此，过高的含水率将显著影响试样的抗压强度。一方面，这是由于含水率较高的渣土团聚性能更强，很难将固化剂均匀分散在渣土内部，导致试样内的固化剂分散不均，强度显著降低。另一方面，由于过高的含水率填充在颗粒间隙，限制了渣土颗粒在压缩时的聚集，从而在养护后形成大量空隙，影响了材料的力学性能。

基于这一机理，含水率也将影响渣土回填填料的软化系数。由图7可见，渣土回填填料试样的软化系数同样随着含水率增加呈现先增大后降低的变化趋势。并在含水率13%时获得最大值（0.87）。当含水率增至22%后，渣土试样泡水24h后的强度仅为4.21MPa，软化系数高达0.76。因此，以渣土压缩制备渣土回填填料时，含水率不宜过高，其适宜的含水率约为13%。

本发明还公开了一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备系统，包括依次设置的破碎机、筛分机、专用混合设备及对压式液压成模设备。

本发明的专用混合设备的具体的结构为，如图8-图17所示，其具体的结构为，专用混合设备包括混合釜100、端盖101及主动式翻料机构，其中，端盖101可拆卸安装在混合釜100的上端，在该端盖101上构造有的进料口102和水喷淋接头103。本发明的主动式翻料机构安装在混合釜100内，并且主动式翻料机构的下端经转接件300伸出混合釜100，该转接件300与主动式翻料机构的连接方式为关节式连接，转接件300通过角度调节组件调整，使转接件300与主动式翻料机构的角度发生变化。本发明的转接件300与混合釜100的下端转动连接，转动件被驱动而带动主动式翻料机构转动。本发明的工作原理及优势在于：操作人员可根据混合原料量的不同，来改变主动式翻料机构的上端偏离混合釜100轴线的距离，这样在转接件300被驱动而转动时，转接件300带动主动式翻料机构转动，使得主动式翻料机构发生自转或者圆锥转动，自转时，主动式翻料机构的轴线与混合釜100的轴线重合，其他情况下为圆锥转动。主动式翻料机构自转时，适应少量原料的混合，圆锥转动适应大量原料的混合。随着主动式翻料机构的转动，使得混合釜100内的原料自下而上，再由上部回归至下部进而形成循环；或者混合釜100内的原料自上而下，在由下部回归至上部形成循环，使得原料在混合的过程中，不仅与周边的原料混合，而且同时实现上下混合，提高混合的效率。尤其是当主动式翻料机构做圆锥转动时，其起到偏心搅拌，使得混合釜100内不同位置处的原料均能得到充分混合，避免出现死角的问题。

作为本发明一个优选的实施例，如图9、图11、图16所示，在端盖101内构造有下料斗105，该下料斗105的口径沿竖直方向向下渐缩。在端盖101内且位于进料口102和下料斗105之间形成下料腔104，在下料斗105的小径端形成下料口106，各个原料通过进料口102进入下料腔104内，并通过下料口106进入混合釜100内。本实施例在下料斗105下端面的大径端处构造有环形喷淋板107，该环形喷淋板107与端盖101的相对应表面之间形成喷淋腔108，水喷淋接头103与喷淋腔108连通，在环形喷淋板107上布满喷淋孔。由于本实施例设置了下料斗105，下料斗105起到环形喷淋板107与下料口106处原料的分离，避免由下料口106进入混合釜100内的原料直接与环形喷淋板107接触；而且在混料的过程中，被主动式翻料机构搅拌的混合料在下料斗105的阻挡下，不会发生飞溅而出的情况。本实施例为了使得喷淋水在原料的混合中均匀地加入，避免出现喷淋水集束于一点射流在混合釜100内，影响混合的效率，所采取的措施为，环形喷淋板107的轴截面为朝向主动式翻料机构凸起的圆弧形结构，这样，喷淋水呈发散的形态喷洒在位于上部的翻滚流动的混合料上，随着混合料的持续翻滚，实现了混合料与喷淋水的充分混合。

作为本发明一个优选的实施例，如图14所示，转接件300包括传动轮301，该传动轮301的轴线与混合釜100的轴线重合，在传动轮301的上端构造有连接套303，该连接套303装配在混合釜100的下端，并且连接套303与混合釜100转动连接，本实施例可采用电机驱动安装在其输出轴上的动力轮转动，该动力轮通过链条或者皮带等与传动轮301传动连接，使得传动轮301转动，传动轮301带动与其连接的主动式翻料机构转动。

作为本发明一个优选的实施例，主动式翻料机构分为两种形式，第一种，如图9-图10、图12-图13所示，主动式翻料机构包括第一排料筒201和螺旋搅拌叶片200，其中，在第一排料筒201的外周面上形成有第一球状连接头204，在转接件300的内壁上构造有碗状槽302，第一球状连接头204装配在碗状槽302内并呈关节的形态，即第一球状连接头204在碗状槽302内转动一定的角度。本实施例在第一排料筒201的外周面上且位于第一球状连接头204的下方构造有第一连接板203，角度调节组件连接在第一连接板203和转接件300之间，这样第一球状连接头204在碗状槽302内转动一定的角度后，通过角度调节组件锁定二者的角度，避免了主动式翻料机构在混合原料的过程中，主动式翻料机构与转接件300角度发生变化。本实施例的螺旋搅拌叶片200的下端与第一排料筒201的上端相互连接，该螺旋搅拌叶片200沿第一排料筒201的轴线延伸，而且螺旋搅拌叶片200的口径沿竖直方向向上渐扩。螺旋搅拌叶片200被驱动而转动的过程中，将位于混合釜100上部的混合料通过螺旋搅拌叶片200的内部逐渐输送至螺旋搅拌叶片200的下部处排至螺旋搅拌叶片200的外部，位于螺旋搅拌叶片200外部的混合逐渐上升至螺旋搅拌叶片200的上部，进而形成了循环。本实施例在第一排料筒201的下端可拆卸连接有排料塞202，当需要将混合完成的半干混合料排出混合釜100时，将排料塞202拆下，螺旋搅拌叶片200旋转，使得半干混合料在螺旋搅拌叶片200作用下逐渐向下运动，并通过第一排料筒201排出，这时螺旋搅拌叶片200起到排料的作用，促进半干混合料顺利排出混合釜100。在排料时，可调整螺旋搅拌叶片200，使之倾斜，这样螺旋搅拌叶片200的下部与混合釜100的底壁的距离较近，便于完全排出半干混合料。本实施例在便于混合料绝大部分由螺旋搅拌叶片200的下部排出，小部分由螺旋搅拌叶片200中部、上部的螺旋间隙排出，螺旋搅拌叶片200的螺距沿竖直方向向下递增，这样便于混合料的上、下循环。

作为本发明一个优选的实施例，主动式翻料机构的第二种形式为，如图15-图17所示，主动式翻料机构包括排料部和混料提升部，其中，在排料部的外周面上形成有第二球状连接头510，在转接件300上的内壁上构造有碗状槽302，第二球状连接头510装配在碗状槽302内。混料提升部的下端与排料部的上端相互连通，在排料部和混料提升部之间构造有混料通过口507。本实施例的工作原理为：各个远离通过进料口102进入混合釜100内，并且落于混合釜100的底部，混料提升部将混合釜100的底部原料提升至混料提升部的上端，之后旋转飞溅而出，使得原料之间充分混合，在原料旋转飞溅的过程中，对这部分远离进行水喷淋，使得水与混合料的混合快速、充分，旋转飞溅的混合料落于混合釜100内，之后再由混料提升部提升，进而形成循环。本实施例可调整混料提升部与混合釜100之间的角度，实现针对不同量的原料的混合。当混合结束后，打开排料部的排料部位，反向控制混料提升部动作，实现混合釜100内的半干混合料由混料通过口507进入排料部并排出。

作为本发明一个优选的实施例，如图16-图17所示，排料部包括第二排料筒501，在该第二排料筒501的外周面上构造有第二连接板502，该第二连接板502位于第二球状连接头510的下方，上述的角度调节组件连接在第二连接板502和转接件300之间。本实施例在第二排料筒501的下部构造有排料接头503，在排料接头503上构造有控制阀504。半干混合料由混料通过口507进入第二排料筒501内，之后由排料接头503排出。本实施例混料提升部包括混料提升筒505，该混料提升筒505设置在第二排料筒501的上端，混料提升筒505和第二排料筒501的轴线重合，并且混料提升筒505的口径大于第二排料筒501的口径。本实施例选用一个正反转电机500，将该正反转电机500设置在第二排料筒501的下方，正反转电机500的输出轴上连接有一根安装杆506，该安装杆506与输出轴的轴线重合，在安装杆506位于第二排料筒501的部位处构造有第一螺旋叶片508，在安装杆506位于混料提升筒505的部位处构造有第二螺旋叶片509，而且第一螺旋叶片508和第二螺旋叶片509均沿安装杆506的轴线螺旋延伸，第一螺旋叶片508和第二螺旋叶片509相互靠近的一端相互接续。当进行原料混合时，正反转电机500正向转动，位于混合釜100下部的原料通过混料通过口507进入混料提升筒505内，在第二螺旋叶片509的作用下原料之间相互混合并逐渐提升至混料提升筒505的上端处，之后原料旋转飞溅而出，实现原料之间的充分、高效混合，并且在旋转飞溅的过程中，喷淋水喷淋至该旋转飞溅区域，使得混合料与水之间充分、高效混合。当混合结束后，正反转电机500反向转动，半干混合料由混料通过口507进入第二排料筒501，在第一螺旋叶片508的作用下逐渐通过第二排料筒501，最后由排料接头503排出。本实施例为了使得旋转飞溅而出的混合料呈倾斜向下的伞状形态，避免混合料飞溅出混合釜100或直接与环形喷淋板107接触，影响环形喷淋板107的喷淋效果，所采取的措施为，在安装杆506伸出混料提升筒505上端的端部安装有伞状板511，喷淋水通过水喷淋接头103喷淋在混合釜100内，并且喷淋水喷淋在旋转飞溅的混合料上，旋转飞溅的混合料由混料提升筒505的上端旋转而出，并经伞状板511阻挡而倾斜向下飞溅，使得原料之间、原料与水之间均混合充分。

作为本发明一个优选的实施例，角度调节组件的结构为，如图10所示，角度调节组件包括多根调节杆400，这些调节杆400沿转接件300的周向均匀设置，调节杆400的两端分别与转接件300和第一连接板203相铰接，或者调节杆400的两端分别与转接件300和和第二连接板502相铰接，通过调整调节杆400的长度，实现主动式翻料机构在混合釜100内倾斜角度的调整。其中，调节杆400包括连接杆402和两个铰接杆401，这两个铰接杆401相互远离的一端分别铰接在相对应的部件的端面上，连接杆402的两端分别螺纹连接在两个铰接杆401相互靠近的一端，通过旋转连接杆402，实现两个铰接杆401的相互靠近或远离。

作为本发明一个优选的实施例，对压式液压成模设备具体的结构为，如图18-图26所示，对压式液压成模设备包括模具本体、上压模机构900及下压模机构1000，其中，上压模机构900和下压模机构1000上下对称设置，并且二者位于模具本体的上下两端。上压模机构900可拆卸连接有多个上压块903，下压模机构1000可拆卸连接有多个下顶块1002，而且本实施例的模具本体上构造有多个成型口702，上压块903、下顶块1002及成型口702三者沿竖向对齐设置。本实施例的工作原理为：操作人员将半干混合料装入模具本体的各个成型口702内，此时下压模机构1000的各个下顶块1002伸至相对应的成型口702的下端，用以封闭成型口702的下端；当半干混合料填充完毕后，控制上压模机构900和下压模机构1000相对运动，使得上压块903和下顶块1002伸入成型口702内并对其内的半干混合料进行压模，制成所需的样块；当制备完成后，上压模机构900驱动样块逐渐向下运动，同时下压模机构1000随着驱动下顶块1002向下运动，使得样块离开模具本体的成型口702，最后将样块收集并进行后续的养护工序。由于本实施例采用双向压模的方式，使得样块在压制的过程中上下受力挤压，进行实现样块上部和下部的致密度等相同，提高了经样块所制成的成品的性能。当需要将半干混合料投入上筒体700内时，控制上压模机构900向上运动，使得上筒体700的上端口露出，之后将半干混合料填充入上筒体700内即可。

作为本发明一个优选的实施例，如图20、图23-25所示，模具本体包括上筒体700、下筒体800及圆形塑形块701，其中，上筒体700和下筒体800上下设置，并且二者相互靠近的一端可拆卸连接在一起，圆形塑形块701设置在上筒体700和下筒体800之间，圆形塑形块701与上筒体700固定连接。上述的成型口702形成在圆形塑形块701上，并且成型口702贯穿圆形塑形块701的上下两端。本实施例下筒体800的下端封闭，在下筒体800的下端面上开设有多个导向孔803，这些导向孔803供多个下顶块1002通过。下筒体800内且位于圆形塑形块701的下方形成排料腔801，在下筒体800的下部一侧开设有与排料腔801连通的排出口802。当需要将样块排出时，下顶块1002随下压模机构1000运动，直至下顶块1002的上端面与导向孔803的上端口齐平，之后，采用旋转式刮排料机构将位于排料腔801内的样块拨至排出口802处，样块由排出口802排出排料腔801，并通过输送带输送至下一道养护工序处。

作为本发明一个优选的实施例，如图20-图22所示，旋转式刮排料机构与模具本体转动连接。旋转式刮排料机构包括驱动电机600、刮料部及排料部，其中，驱动电机600设置在下筒体800的下方，该驱动电机600的输出轴装配有轴杆601，而且输出轴与轴杆601的轴线重合。本实施例的轴杆601由下筒体800的下端沿竖直方向向上伸出圆形塑形块701，刮料部和排料部沿竖直方向向下间隔安装在轴杆601上。本实施例刮料部的作用是，将位于上筒体700内的半干混合料逐渐地填满各个成型口702；排料部的作用是将成型后的样块逐渐拨出排料腔801。刮料部的具体结构为，刮料部包括沿轴杆601的周向均匀设置的刮板602，这些刮板602呈放射状设置，且刮板602的一端与轴杆601的周面固定连接，每个刮板602的下端与圆形塑形块701的上端相接触，用以将半干混合料刮入成型口702内。排料部的具体结构为，排料部包括圆形气囊603和多根拨料杆604，其中，圆形气囊603设置在排料腔801内，多根拨料杆604沿圆形气囊603的周向均匀地设置，且拨料杆604的一端与圆形气囊603连通，拨料杆604可以为实心的结构，亦可为空心的结构。本实施例在轴杆601上且位于下筒体800的下方转动设置有转接体605，该转接体605具有相互独立的进气腔606和排气腔607，在轴杆601上构造有相互独立并均与圆形气囊603连通的进气通道608和排气通道609，进气腔606经进气通道608与圆形气囊603连通，排气通道609经排气腔607与圆形气囊603连通。本实施例的工作原理为：通过对圆形气囊603供气，使得圆形气囊603胀大，圆形气囊603的外径增大，这样将其附近的样块沿其径向向外推，之后轴杆601转动，使得拨料杆604将样块拨至排出口802处。由于排出口802位于下筒体800的外沿处，而样块布满排料腔801的下部，所以圆形气囊603的作用是将这些样块推至排料腔801下部的外沿处，进而通过拨料杆604实现样块全部通过排出口802排出排料腔801。

作为本发明一个优选的实施例，如图18-图19所示，上压模机构900和下压模机构1000均包括固定盘901，上压模机构900的固定盘901和下压模机构1000的固定盘901分别与两个相对设置的液压油缸连接，通过这两个液压油缸实现样块的压制，样块脱离模具本体等功能。本实施例在每个固定盘901上沿其周向均匀地设置有条状安装板902，在上压块903和下顶块1002上分别构造有沿竖直方向延伸的调节螺栓904，每个调节螺栓904穿经相对应的条状安装板902，并且调节螺栓904通过锁紧螺母905与条状安装板902锁紧。本实施例在下压模机构1000上构造有连接座1001，连接座1001的下端与液压油缸连接，连接座1001为筒状，这样在连接座1001随固定盘901上升的过程中，驱动电机600的下端可位于连接座1001内，而不会干扰下压模机构1000的上升。

作为本发明一个优选的实施例，为了制作不同型号的样块，可更换不同型号的上压块903和下顶块1002，并且调整成型口702的口径。本实施例调整成型口702的方式为，如图25-图26所示，模具本体的底部通过多根固定螺栓1103可拆卸连接有安装盘1100，在该安装盘1100上且与各个成型口702相对应的位置处构造有孔道调整套1101，孔道调整套1101具有调整口1102，各个孔道调整套1101装配在相对应的成型口702内，半干混合料填充入本实施例的调整口1102，并且在调整口1102完成样块的压制。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、原料的预处理：将工程渣土除杂、破碎，并晾晒至含水率＜5%，碾压破碎，使其土团颗粒全部通过4.75mm标准筛；

S2、以四分法对取样渣土缩分均化，装袋备用；

S3、按重量配比称重复合渣土，砂质土：黏质土=1:1，向其中添加10%的固化剂，固化剂为SS-W-S型矿物基类胶凝材料，之后，采用专用混合设备将原料混合成均匀粉料；

S4、专用混合设备对混合料进行混合，并加入13%水搅拌成半干混合料；

S5、半干混合料经对压式液压成模设备压制，并在15MPa压力下制成压制成50*50 mm的样块；

S6、对50*50 mm的样块在20℃下养护28d，得渣土回填填料；

S7、对渣土回填填料进行性能检测。

2.根据权利要求1所述的一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，利用一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备系统进行制备，其特征在于：包括依次设置的破碎机、筛分机、专用混合设备及对压式液压成模设备，所述专用混合设备包括可拆卸连接于混合釜上端的端盖，于所述端盖上构造有的进料口和水喷淋接头，一个主动式翻料机构安装于混合釜内，且所述主动式翻料机构下端经转接件伸出混合釜，所述转接件与主动式翻料机构的连接方式为关节式连接，且转接件通过角度调节组件调整其与主动式翻料机构的角度，转接件与混合釜的下端转动连接，转动件被驱动而带动主动式翻料机构转动。

3.根据权利要求2所述的一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，其特征在于：所述主动式翻料机构包括外周面上形成有第一球状连接头的第一排料筒，于所述转接件上构造有供第一球状连接头装配的碗状槽，于第一排料筒的外周面上且位于第一球状连接头的下方构造有第一连接板，所述角度调节组件连接于第一连接板和转接件之间，于第一排料筒的上端构造有螺旋搅拌叶片，所述螺旋搅拌叶片沿第一排料筒的轴线延伸，且螺旋搅拌叶片的口径沿竖向向上渐扩，于第一排料筒的下端可拆卸连接有排料塞。

4.根据权利要求2所述的一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，其特征在于：所述主动式翻料机构包括外周面上形成有第二球状连接头的排料部，于所述转接件上构造有供第二球状连接头装配的碗状槽，于所述排料部的上端连通的混料提升部，于所述排料部和混料提升部之间构造有混料通过口。

5.根据权利要求4所述的一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，其特征在于：所述排料部包括第二排料筒，于所述第二排料筒的外周面上且位于第二球状连接头的下方构造有第二连接板，所述角度调节组件连接于第二连接板和转接件之间，于第二排料筒的下部构造有排料接头，于所述排料接头上构造有控制阀；所述混料提升部包括设置于第二排料筒上端的混料提升筒，所述混料提升筒和第二排料筒的轴线重合，且混料提升筒的口径大于第二排料筒的口径，一个正反转电机的输出轴上同轴连接有安装杆，所述安装杆位于第二排料筒和混料提升筒的部位分别构造有第一螺旋叶片和第二螺旋叶片，且所述第一螺旋叶片和第二螺旋叶片相互靠近的一端相互接续。

6.根据权利要求2所述的一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，其特征在于：所述对压式液压成模设备包括上下对称设置于模具本体两端的上压模机构和下压模机构，所述上压模机构和下压模机构上分别可拆卸连接有多个上压块和多个下顶块，且所述模具本体上构造有多个成型口，所述上压块、下顶块及成型口三者沿竖向对齐设置。

7.根据权利要求6所述的一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，其特征在于：所述模具本体包括上下设置并且可拆卸连接的上筒体和下筒体，于所述上筒体和下筒体之间设置有圆形塑形块，所述圆形塑形块与上筒体固定连接，所述成型口形成于圆形塑形块上并贯穿圆形塑形块的上下两端；所述下筒体的下端封闭，于下筒体的下端面上开设有供多个下顶块通过的多个导向孔，下筒体内且位于圆形塑形块的下方形成排料腔，于下筒体的下部一侧开设有与排料腔连通的排出口。

8.根据权利要求7所述的一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，其特征在于：于所述模具本体上设置有旋转式刮排料机构，所述旋转式刮排料机构包括设置于下筒体下方的驱动电机，所述驱动电机的输出轴同轴装配有轴杆，所述轴杆由下筒体的下端经圆形塑形块伸出，于轴杆上沿竖直方向向下间隔安装有刮料部和排料部；所述刮料部的下端与圆形塑形块的上端相接触，刮料部包括沿轴杆的周向均匀设置的刮板；所述排料部包括设置于排料腔内的圆形气囊，于所述圆形气囊的周向均匀地连通有多根拨料杆，于所述轴杆上且位于下筒体的下方转动设置有转接体，所述转接体具有相互独立的进气腔和排气腔，于轴杆上构造有相互独立并均与圆形气囊连通的进气通道和排气通道，所述进气腔经进气通道与圆形气囊连通，所述排气通道经排气腔与圆形气囊连通。

9.根据权利要求6所述的一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，其特征在于：所述上压模机构和下压模机构均包括固定盘，两所述固定盘分别与两个相对设置的液压油缸连接，于各所述固定盘上沿其周向均匀地设置有条状安装板，于所述上压块和下顶块上分别构造有沿竖向延伸的调节螺杆，所述调节螺栓穿经相对应的条状安装板并经锁紧螺母锁紧。

10.根据权利要求6所述的一种应用于管道回填的新型渣土填料的制备方法，其特征在于：所述模具本体的底部通过多根固定螺栓可拆卸连接有安装盘，于所述安装盘上且与各成型口相对应的位置处构造有孔道调整套，所述孔道调整套具有调整口，各孔道调整套装配于相对应的成型口内。

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