泡沫塑料颗粒混合轻量土及生产方法 【技术领域】
本发明涉及的是一种既可用作道路填土、滑坡地填土、桥台与挡土墙背后填土、地下工程和管线工程的回填料，又可作为建筑用的新型土工材料的泡沫塑料颗粒(EPS)混合轻量土及其它的生产方法。属于土建材料技术领域。背景技术
我国在城市建设、水利工程、海洋工程中，每年都会产生大量的工程废弃土，既造成相当程度的环境污染，又严重影响城市的可持续发展。而在土木、水利工程中，需要大量的土方，因为土是建筑工程中最基本的建筑原料。此外，许多工程问题如：软基上高填方路基的稳定和变形(如图1、图2)；在山地由于斜面崩塌及滑坡等原因造成的道路破坏(如图3)等难题，只通过常规地基处理方法，既不经济又难以有效的解决问题。通过减轻上部填土重量来降低地基中的应力水平，提高地基的稳定性和减少沉降，是一种全新的软基处理思路。泡沫塑料颗粒混合轻量土轻质、高强的特点，使其成为“不经过地基处理的软基处理”方法的重要方法之一。发明内容
本发明的目的就在于克服和解决工程上的一些问题，提出一种泡沫塑料颗粒混合轻量土及生产方法。本发明的技术方案：泡沫塑料颗粒混合轻量土，其主要技术特征在于向原料土中添加水、固化剂和泡沫塑料颗粒(球粒或碎片)，混合均匀。制成泡沫塑料颗粒混合轻量土，原料组分按照重量百分比控制如下：
原料土(粘土、淤泥、砂土等) 61-96％
水 1-10％
固化剂 2-20％
泡沫塑料颗粒(球粒或碎片) 1-9％
泡沫塑料颗粒混合轻量土的生产方法，其特征是它的工艺步骤依次为：(1)将原料土、水和固化材料投入到混合处理器内混合搅拌。(2)泡沫塑料颗粒地制备既可由聚苯乙烯颗粒按照在模型中发泡发泡、挤出法发泡两种方式发泡而成，也可通过粉碎装置将废旧泡沫塑料粉碎为碎粒而制成。(3)再将泡沫塑料颗粒投入到混合处理器与原料土混合体进行混合搅拌，制成泡沫塑料颗粒混合轻量土。(4)将制得的泡沫塑料颗粒混合轻量土在施工现场铺开、碾压，形成轻质填土。
本发明的优点和效果在于：(1)轻量性：湿密度一般介于0.5～1.2g/cm3之间，干密度只有0.4～0.8g/cm3，而且密度可通过配方进行自由的调整。(2)高强性：强度可以通过配方的改变进行调节，28天强度一般在100～1000kPa之间。(3)经济环保性：该材料可以消化工程废弃土及工业废料粉煤灰、废石膏而减少垃圾，可以利用废旧泡沫塑料而减轻其对环境的污染。具有废物利用和环境保护双重效益。(4)广泛应用性：由于其具有自身荷载轻，各种力学性能好，施工噪音低，施工工期短，有效地降低软基处理费用等优点，可以广泛应用于土木、水利工程。附图说明图1—泡沫塑料颗粒混合轻量土用于高速公路的路基填土的实例示意图图2—泡沫塑料颗粒混合轻量土用于高速公路桥头路堤填土的实例示意图图3—泡沫塑料颗粒混合轻量土用于滑坡地段填土的实例示意图具体实施方式实施例1：
水、EPS颗粒、水泥共100Kg，其中
砂土 占85.96％
水 占7.16％
水泥 占5.16％
EPS颗粒(球粒) 占1.72％
砂土为广州粉砂，其中75％颗粒粒径在0.1-0.01mm范围内；水泥为32.5#普通硅酸盐水泥；EPS为粒径是1-3mm球粒。标准养护条件下养护，28天的湿密度1.1g/cm3，无侧限抗压强度300kPa。
将上述砂土、水和水泥投入到混合处理器内混合搅拌；泡沫塑料(EPS)颗粒由聚苯乙烯颗粒按照在模型中发泡而成，将泡沫塑料颗粒投入到上述的混合处理器中再进行混合搅拌，制成泡沫塑料颗粒混合轻量土。然而在施工现场铺开、碾压，形成轻质填土。由于EPS颗粒混合轻量土这种材料自身具有较好的快硬性，填土施工的工期也可以被缩短。实施例2：
取疏浚淤泥、废弃泡沫塑料颗粒、水泥共100Kg，其中
疏浚淤泥 占90.51％
水泥 占6.70％
废弃泡沫塑料颗粒 占2.79％
淤泥为滨海相淤泥，水泥为32.5#普通硅酸盐水泥，废弃泡沫塑料颗粒是粒径为1-4mm不规则颗粒。标准养护条件下养护，28天的湿密度0.76g/cm3，无侧限抗压强度118kPa。
将上述的疏浚淤泥和水泥投入到混合处理器内混合搅拌；泡沫塑料颗粒的制备由聚苯乙烯颗粒按照挤出法发泡方式发泡而成，将泡沫塑料颗粒投入到上述的混合处理器中进行混合搅拌，制成泡沫塑料颗粒混合轻量土。将上述方法制得的泡沫塑料颗粒混合轻量土在施工现场铺开、碾压，形成轻质填土。实施例3：
取疏浚淤泥、废弃泡沫塑料碎片、水泥、粉煤灰共100Kg，其中：
疏浚淤泥 90.51％
水泥 3.35％
粉煤灰 3.35％
废弃泡沫塑料碎片 2.79％
淤泥为滨海相淤泥，水泥为32.5#普通硅酸盐水泥，粉煤灰为LIFAC灰(其中飞灰占66.7％，各种钙基化合物占33.3％)，废弃泡沫塑料碎片是粒径为1-4mm不规则碎片。标准养护条件下养护，28天的湿密度0.72g/cm3，无侧限抗压强度107kPa。由于粉煤灰作为辅助固化剂时，可激活水泥水化、硬化反应，因此工业废料粉煤灰可以替代部分水泥的量。采用这种复合型固化材料，不但提高了固化效果，而且节省了造价，并达到以废治废的目的。同时采用疏浚淤泥作为原料土，可达到资源再生与环保的目的。
将上述的疏浚淤泥和水泥投入到混合处理器内混合搅拌；将粉碎后的粉煤灰投入到上述的混合处理器中进行混合搅拌，制成混合轻量土。将上述方法制得的混合轻量土在施工现场铺开、碾压，形成轻质填土。
实施例4
取疏浚淤泥、废弃泡沫塑料颗粒、水泥、废石膏共100Kg，其中：
疏浚淤泥 90.51％
水泥 5.15％
废石膏 1.55％
废弃泡沫塑料碎粒 2.79％
淤泥为滨海相淤泥，水泥为32.5#普通硅酸盐水泥，废弃泡沫塑料颗粒是粒径为1-4mm不规则颗粒。标准养护条件下养护，28天的湿密度0.74g/cm3，无侧限抗压强度102kPa。由于加入能够促进水泥水化反应的工业废料石膏作为辅助固化剂，不但从总体上降低固化材料的造价，而且提高了固化效果，减少了工业废料对环境的污染。同时采用疏浚淤泥作为原料土，可达到资源再生与环保的目的。
将上述的疏浚淤泥、水泥、粉碎后的废石膏投入到混合处理器内混合搅拌；泡沫塑料颗粒的制备通过粉碎装置将废旧泡沫塑料粉碎为碎粒而制成。将泡沫塑料颗粒投入到上述的混合处理器中进行混合搅拌，制成泡沫塑料颗粒混合轻量土。将上述方法制得的泡沫塑料颗粒混合轻量土在施工现场铺开、碾压，形成轻质填土。
泡沫塑料颗粒混合轻量土超轻质特性及其特有的力学性质，决定了它能有效地减轻路堤重量，保证路堤强度的稳定性，从而有效控制路堤沉降，保证路面的使用重量，如图1所示。
桥台等构造物背面的填土的沉降往往产生引道部分和桥台的垂直错位，采用泡沫塑料颗粒混合轻量土代替填土，可有效地防止基础下沉而避免垂直错位；还可以减小减桥台等构筑物侧向土压力，减小构筑物的移动变位。从根本上消除高速公路中的桥头跳车问题，如图2所示。
在山地由于填土的荷载，往往更易导致坡体的滑动，若用泡沫塑料颗粒混合轻量土代替填土，则荷重将大大减小，就可以有效地防止滑坡的产生。此外，在山地由于斜面崩塌及滑坡等原因造成的道路破坏，可考虑采用泡沫塑料颗粒混合轻量土代替普通填土，应急修复道路，如图3所示。