CN102171157A

CN102171157A - 处理海洋沉积物的方法及所得固体产物在砂浆或混凝土中的应用

Info

Publication number: CN102171157A
Application number: CN2009801392110A
Authority: CN
Inventors: 皮埃尔·卡萨特; 埃曼努埃尔·莫迪洛; 布鲁诺·莱罗兰德
Original assignee: Ciments Francais SAS
Current assignee: Ciments Francais SAS
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2011-08-31
Also published as: EG26479A; US8123854B2; WO2010043495A1; EP2334614A1; EP2334614B1; ES2399178T3; US20110185950A1; FR2937266B1; DK2334614T3; EA201100475A1; MA32718B1; FR2937266A1; CA2732941A1; EA019715B1; CA2732941C

Abstract

本发明涉及处理海洋或河流疏浚沉积物、特别是游离水含量在40重量％至80重量％之间的港区沉积物以获得易于操作的固体材料的方法，所述方法特征在于其包括以下连续步骤：使所述沉积物与处理组合物混合，所述处理组合物包含硫铝酸盐粘合剂和至少一种选自硫酸盐源和硫铝酸盐粘合剂的水合反应催化剂的其它组分，使所述混合物凝固、从而产生游离水含量小于20重量％的密实混合物的步骤，然后将所述密实混合物分级。经过如此处理的沉积物可以掺入混凝土或砂浆配方，所述配方则具有小于1重量％的可浸出部分。

Description

处理海洋沉积物的方法及所得固体产物在砂浆或混凝土中的应用

本发明涉及处理海洋或河流疏浚沉积物、特别是港区沉积物以固化它们的方法，并且还涉及如此获得的固体材料在砂浆或混凝土中的应用。

港湾正变得越来越受累于海洋沉积物，海洋沉积物阻塞了它们，并且引起潜在毒性物质的蓄积。环境法规(GEODE，伦敦公约)禁止将这些污染的沉积物倾倒入海，并且强制要求港务当局在陆地上存放和处理这些材料。

然而，这些材料在原始状态时的流动性非常高(它们的确含有40％-80％的海水)，使得它们非常难以在陆地上进行操作和处理。而且，这些沉积物可能含有大量重金属，尤其是砷、铬和铅，以及每公斤所述沉积物的固体干物质约数十毫克的量的锌、铜、镉和汞。这些沉积物可能还含有PCB。它们的粒度非常细，小于一毫米，其平均粒度往往接近数十微米。

由于海洋沉积物不可以浸入海洋中，特别是当它们被污染时，因此已经设想了各种处理这些沉积物的方法，尤其希望将液态的原始污染沉积物转化为更固态并因而易于操作的材料。

目前最常用的处理方法之一是通过与生石灰反应进行处理。这是因为石灰与沉积物中存在的水瞬时发生大量放热的反应(温度增加可达140℃)，形成氢氧钙石Ca(OH)₂。伴随该沉淀物的产生的沉积物中游离水的去除以及由放热导致的游离水的蒸发，使得沉积物被部分干燥，因此也使得其可操作性更强。

例如，用浓度约20％的生石灰处理海洋沉积物的确允许非常迅速地使沉积物在小于2h内能够被操作。然而，这两小时后，其质构(texture)的改变很小，或者完全没有。

此外，生石灰因其是通过剧烈且危险的过程而转化为熟石灰的，所以是极端危险的产品。因此，其必须小心谨慎地运输和使用。放出的热是这样的，当其熄灭时，水可能开始沸腾，并喷射出腐蚀性石灰。在新的欧洲化学品法规REACH的情况下，生石灰(或富石灰)可以属于危险物质分类，或者对于它，至少要求制造商证明其能够以安全的方式使用。

在用石灰处理之后，已处理的沉积物通常被卸到垃圾填埋场，而没有被利用。

以前就观察到，疏浚沉积物，特别是获自港区的那些沉积物，含有高水平的重金属。因此，经石灰处理的沉积物在进行浸提时具有大的可溶部分，并且可以随着时间释放出重金属。因此必须将它们送到专门的垃圾填埋场(最终废弃物贮存中心)。

因此，确实需要提供这样的处理方法，其一方面利用在使用时危险性比生石灰小的处理组合物，另一方面可以获得抗浸提、主要是重金属的浸提的处理过的沉积物。

本发明相应地提供了为了获得易于处理的固体材料的目的，处理海洋或河流疏浚沉积物、特别是其游离水含量在40重量％至80重量％之间的港区沉积物的方法，所述方法特征在于其包括以下连续步骤：

-使所述沉积物与处理组合物混合，所述处理组合物包含硫铝酸盐粘合剂和至少一种选自硫酸盐源和硫铝酸盐粘合剂的水合反应催化剂的其它组分，

-使所述混合物凝固、产生游离水含量小于20重量％的密实混合物的步骤，

-然后将所述密实混合物分级。

处理组合物可以包含：

-硫铝酸盐粘合剂和硫酸盐源，或

-硫铝酸盐粘合剂和所述硫铝酸盐粘合剂的水合反应催化剂，或

-硫铝酸盐粘合剂，硫酸盐源和所述硫铝酸盐粘合剂的水合反应催化剂。

在根据本发明的这个方法中，包含硫铝酸盐粘合剂和硫酸盐源以及任选的催化剂的处理组合物是使用时危险性比生石灰小的组合物。该组合物可以用简单的程序与沉积物一起使用，所述程序包括将沉积物与所述组合物在环境温度下简单混合。凝固步骤是使混合物静置的步骤，在此期间，硫铝酸盐粘合剂在疏浚沉积物中的大量游离水存在下发生水合。

因此，在持续时间为大约1至7天的凝固步骤之后，获得了游离水含量相对于初始沉积物减少的变干的固态密实混合物。该游离水含量通常小于总混合物的20重量％，甚至可以达到仅为10重量％。

最后，该密实混合物被分级，供后续使用(铲放或其它用途)。

硫铝酸盐粘合剂优选为包含硫铝酸钙(ye′elimite)C4A3$作为主相(按重量百分比)的硫铝酸盐熟料。硫铝酸盐熟料是表示由含有至少一种石灰源(例如CaO含量在50％至60％之间的石灰石)、至少一种氧化铝源(例如铝土矿，煅烧氧化铝或含有氧化铝的其它生产副产品)和至少一种硫酸盐源(石膏，化学石膏，天然或合成硬石膏，灰泥，sulphocalcic ash)的混合物在900℃至1450℃的温度(烧结(clinkerization)温度)下煅烧产生的任何材料。本发明使用的硫铝酸盐熟料优选具有大于30％的4CaO.3Al₂O₃.SO₃(也称C4A3$)含量。

在水泥行话中，主要化合物CaO由C表示，SiO₂由S表示，Al₂O₃由A表示，SO₃由$表示，H₂O由H表示，这些将在本文中全篇使用。

有利的是，该硫铝酸盐熟料含有40重量％-80重量％的硫铝酸钙C4A3$，5重量％-15重量％的C$和15重量％-25重量％的二钙硅酸盐(belite)C2S。

关于硫酸盐源，优选使用选自硬石膏、石膏或烧石膏(硫酸钙半水合物)的硫酸钙，它们是凝固调节剂，与硫铝酸盐熟料的C4A3$相反应，形成钙矾石。

催化剂能够加快硫铝酸盐粘合剂的水合反应。在无催化剂存在时，水合确实发生，但是非常慢，并且不是很先进。该催化剂优选为锂盐，有利地为选自碳酸锂、硫酸锂或硝酸锂的可溶盐。

有利的处理组合物包含下列物质，以重量百分比计：

-49％-90％、优选80％-90％的硫铝酸盐熟料

-9％-51％、优选12％-20％的硫酸钙

-最高1％、优选0.20％-0.90％的锂盐。

意外的是，发现这类处理组合物在以所述沉积物的1重量％至20重量％之间的比例加入到所述沉积物中时，提供了基本变干的疏浚沉积物和可以使操作容易进行的固化。

加入到沉积物中的该组合物的优选比例为所述沉积物的2重量％至15重量％之间，甚至在小于8重量％的值时仍观察到了有利的结果。

除上文所述构成其“活性成分”的硫铝酸盐粘合剂、硫酸盐源和催化剂外，处理组合物还可以进一步包含选自波特兰(Portland)水泥(按照标准NF EN 197-1标准化的水泥(I，II，III，IV和V型))、富石灰、天然水硬石灰或人造水硬石灰的水硬粘合剂，或这些粘合剂的混合物。然而，为了产生可接受的质构，该其他粘合剂在处理组合物中的比例应不超过优选35重量％。

对于获得易于处理的固体材料，这类构成“活性成分”的“稀释”的混合物可以表现出良好的效力，但是其效力通常小于在不稀释情况下的效力。

在根据本发明的方法中，在凝固和干燥为期约1至7天的步骤之后，已处理的沉积物在分级后可以呈现为含有小于20重量％，优选小于10重量％的游离水含量的固体颗粒的形式。已处理的沉积物的质构通过装有3mm²圆柱形探针的质构测定仪(尤其是TA.XT+质构分析仪，例如，由STABLE MICRO SYSTEMS公司开发的仪器)测量。质构与导致探针以给定速度穿透给定深度所需要的力相对应(对于各测试样品的深度和速度都是相同的，在本情况下为10mm，1mm/min)。通过根据本发明的方法处理的沉积物产生了至少10牛顿、优选至少15牛顿的力值。

因此，已处理的沉积物对质构测定仪的圆柱形探针穿透的抗性大于值接近0牛顿值的原始沉积物。这种用质构测定仪进行的测量因此能够定量评价已处理的沉积物的“固体”特性，并且通过测量相应力的强度将这种固化进行定量。

此外还意外发现，即使最初的原始沉积物含有高水平的氯化物(特别是当沉积物为海洋来源的沉积物，如港口疏浚沉积物时)，已处理的沉积物也可以随后引入混凝土或砂浆组合物中。

本发明因此还涉及掺入了按照上述根据本发明的方法处理的沉积物的混凝土或砂浆。尤其是，混凝土或砂浆可以含有最高50重量％的已处理沉积物。例如，其可以由10重量％-30重量％的已处理沉积物和由CEM III水泥制备，然后按照标准NF EN ISO 12457-2测定，具有小于1重量％的可浸出部分。

进行试验以确定三种类型的高炉水泥CEM III(主要为根据欧洲水泥标准NF EN 197-1的A、B和C)是否适用于制备这样的混凝土或砂浆。这是因为这些水泥含有不同百分比的高炉矿渣。

CEM III/A水泥含有36％-65％的矿渣和35％-64％的熟料，CEM III/B含有66％-80％的矿渣和20％-34％的熟料，CEM III/C含有81％-95％的矿渣和5％-19％的熟料。

混凝土用比例为200至500kg/m³的这类CEM III水泥在10％-50％的通过根据本发明的方法处理的沉积物存在下生产。

已经注意到，这类混凝土或砂浆基本截留了可溶性部分，换言之，根据前述标准的可浸出部分。

根据本发明的方法因此能够使原始疏浚沉积物中含有的重金属成为惰性(换言之，使其固定)。

如此处理过的河流或海洋疏浚沉积物因此可以容易地再循环(例如进入混凝土，道路站台(road platform)或路堤)。

本发明将通过非限制性实施例参考附图进行说明，其中：

图1显示了试验疏浚沉积物的粒度分析；

图2是根据本发明的方法的方块图；

图3显示了通过本发明的方法处理的沉积物的水分水平随凝固时间的变化；

图4的曲线集显示了用不同处理组合物处理的沉积物的质构(牛顿力)随接触时间的比较性发展；

图5的曲线集显示了用不同处理组合物处理的沉积物的质构(牛顿力)随接触时间的比较性发展。

在以下实施例中，从沉积物开始，采用了根据本发明的方法或根据现有技术的方法。

1-污染的海洋沉积物的表征

试验海洋沉积物是从法国敦刻尔克(Dunkirk)港口泵抽的沉积物。其物理化学特性如下：

■水含量：71.2重量％

■密度：1.36kg/m³

■动力粘度：90mPa.s(供比较：接近于橄榄油的动力粘度＝100mPa.s)

■通过x射线荧光测量的干物质(DM)的元素化学组成-见下表1，元素分析(重量％)：

元素	量(以DM的％计)
		灼烧失重(950℃)	32.28％
SiO₂	32.08％
		CaO	16.95％
Al₂O₃	6.85％
		Na₂O	4.31％
Fe₂O₃	2.85％
		MgO	1.88％
K₂O	1.33％
		SO₃	0.73％
TiO₂	0.38％
		P₂O₅	0.23％
MnO	0.05％

SrO	0.03％
		总计+LOI	99.95％

表1

■分析的其它元素-见表2

元素	量(以DM的％计)
		S_总	0.54％
Cl	4.17％
		C_总	5.59％
C_矿物	3.60％
		C_有机	1.99％
有机物质	3.5％

表2

表3

■矿物组成-见表4

矿物	化学式	量
			方解石	CaCO₃	30％
石英	SiO₂	30％
			白云母	KAl₂(Si₃Al)O₁₀(OH，F)2	10％
岩盐	NaCl	10％
			钾石膏	K₂Ca(SO₄)₂.H₂O	＜5％
正长石	KAlSi₃O₈	＜5％
			钠长石	Al₂(Al_2.8Si_1.2)O_9.6	＜5％
钠长石	NaAlSi₃O₈	＜5％
			斜微长石	KAlSi₃O₈	＜5％
蒙脱石高岭石	Al-Si-O-OH-H₂O	＜5％

表4

■粒度测量：

沉积物在乙醇中的激光粒度分析显示于图1中，因此以下主要特性明显：

d_0.1＝3.2μm d_0.5＝40μm d_0.9＝294μm

在研究中的沉积物因此是超细沉积物，特征为以下固体部分：

-＜2μm的粘质部分：5％

-壤土(在2至63μm之间)：55％

-＞63μm的砂质部分：40％

2-根据本发明的方法的方块图

按照图2概略显示的连续步骤，将根据本发明的方法应用于以上所示的沉积物。

本方法(1阶段+2阶段)的最终目的是获得符合混凝土的机械强度和浸出的要求、并且可溶性部分(材料的该部分在按照标准NF EN ISO 12457-2进行浸出试验后溶解于水中)小于1重量％的材料。

3-进行的测量

已处理的沉积物通过以下程序测量“质构”。

质构是与食品特征相关的四个标准之一。这种质构分析允许通过机械试验进行客观测量。

这种测量被应用于经处理组合物处理的沉积物，以验证其固态，同时对所述态进行定量。所用的质构测定仪是由STABLE MICRO SYSTEMS公司开发的TA.XT加质构分析仪的仪器。

在本发明的情况中，使用的原则是测量对抗探针被驱动穿透到材料中的力(牛顿)。本情况下的探针是接触表面面积为3mm²的圆柱形探针。该探针被驱动进入材料中(施加力)，仪器测量对抗该压力的力，所作的曲线表明了所产生的牛顿力。

在所示实施例中，为了在试验样品之间进行比较，主要测量了该力随时间的变化。

实施例1(比较例)：用生石灰处理沉积物

在港区的污泥被泵抽出之后，将这种沉积物释放入公海的替代方案是用生石灰处理它。

根据反应CaO+H₂O→Ca(OH)₂(氢氧钙石)，生石灰立即与沉积物中存在的水发生大量放热的反应，同时温度大大增加。与该沉淀物形成和归功于放热反应的游离水蒸发有关的沉积物中游离水的去除意味着污泥的“部分干燥”，因此也意味着更强的可操作性。

为了获得试验的制剂参考点、化学稳定性和重现性，因此制备了“参考合成”石灰。该石灰通过将碳酸钙脱碳酸化24h来制备。制备方案包括将所述碳酸钙置于氧化铝坩埚中。在950℃煅烧后，当坩埚冷却至100-200℃的温度时，将生石灰置于干燥器内，直至石灰的温度接近环境温度。然后从干燥器中取出生石灰，过筛成40μm，最后置于密封袋中，再将该密封袋本身装入相同种类的袋中，以确保最好的贮藏性，并防止其水合。

我们用在上文第2节所述方案的1阶段中如此制得的20％的生石灰处理含有60％海水的沉积物。已处理的沉积物的稠度用上文第3节所述质构测定仪测量。

显然，获得的固体材料含有未反应石灰的包含物。石灰和沉积物混合时的反应是高度放热的。在1h至2h之间，石灰开始改变沉积物，沉积物变得更稠，并具有相当的延展性，外观类似于雕塑粘土。这种稠度后来没有改变。

图4所示结果(线最粗的曲线)显示了生石灰(CaO)处理的该沉积物样品的质构随时间的变化。

该海洋沉积物样品的生石灰处理(浓度为20％)使其迅速具有更强的可操纵性(在小于3h内接近4牛顿)。然而，此后其质构随着时间的过去显示出改变很少，达到接近6牛顿的最大值。

实施例2：根据本发明处理沉积物-组合物F11

这里开发的处理组合物首先能够避免生石灰所固有的使用危险。与实施例1中相同的沉积物样品的处理用7％的组合物F11进行，所述F11包含：

-84.9％的硫铝酸盐熟料(含有约65％的硫铝酸钙C₄A₃$，15％的C$和20％的二钙硅酸盐C₂S)

-15％的硬石膏

-0.1％的碳酸锂

将处理组合物F11加入被置于碾磨机的容器底部的沉积物中。立即开始碾磨，然后是30s的停机时间，并再次碾磨30s。

碾磨结束后立即用质构测定仪进行测量，以组合物与沉积物接触时对应的时间为零时(见图4)。然后在不同时间间隔测量质构。

结果发现，如此处理的沉积物具有非常迅速地干燥的能力。

构成熟料的硫铝酸钙(C₄A₃$)的非常迅速的水合导致了被称作钙矾石的水合三硫铝酸盐(trisulphoaluminate)的形成，这有助于根据下式吸收相应量的水：

C₄A₃$+2C$+38H-＞C₆A$₃H₃₂+2AH₃

引入仅7％的该处理组合物就产生了已处理的沉积物的质构变化曲线(参照图3，黑色正方形)远高于用20％生石灰获得的曲线。这个结果表明，根据本发明的处理组合物能够以小3倍的比例替代石灰。

已经观察到，已处理的沉积物的“可操纵性”阈值接近于相当于大约至少6牛顿的测量质构值。

实施例3：

根据与实施例2相同的程序，用不同比例的根据本发明的处理组合物处理同样的沉积物样品，与20％石灰进行比较。

结果发现(见图3)，用根据本发明的组合物处理的沉积物的干燥没有用生石灰迅速，但是6h后，对于7％和15％的处理组合物比例而言，其水分含量小于15％。

8h后，所有已处理样品的水分含量(在105℃的烘箱中干燥后测得)都接近10％或以下。

鉴于达到了水分百分比小于10％的目标干燥度(为了获得有效的可操纵性)的事实，与20％的生石灰相比，按照本发明产生的制剂全部提供了非常迅速地达到此干燥度的可能性。

根据本发明的方法的处理允许以小3倍的比例获得与用石灰相同水平的性能，而且，与生石灰相反，产生的混合物更均质而无任何未反应粘合剂的包含物。

实施例4：

我们用含有59％游离水的沉积物测试了不同配方的处理组合物。

沉积物的重量比例93％和处理组合物的重量比例7％保持不变。

试验组合物整理在下表5中。所得结果显示在图4中，图4显示了质构测定仪的探针的穿透力(N)随沉积物和处理组合物的接触时间而变。

组合物	组分	重量％
			F6	硫铝酸盐熟料	99％
	Li₂CO₃	1％
			F8	硫铝酸盐熟料	30.7
	硬石膏	32.9
				CEM I	36.3
	Li₂CO₃	0.1
			F9	硫铝酸盐熟料	30.5
	硬石膏	32.6

	CEM I	35.9
				Li₂CO₃	1
F10	硫铝酸盐熟料	84
				硬石膏	15
	Li₂CO₃	1
			F11	硫铝酸盐熟料	84.9
	硬石膏	15
				Li₂CO₃	0.1
F12	硫铝酸盐熟料	30.7
				硬石膏	32.9
	CEM III	36.3
				Li₂CO₃	0.1
F13	硫铝酸盐熟料	30.5
				硬石膏	32.6
	CEM III	35.9
				Li₂CO₃	1

表5

关于用7％的适当的水硬组合物(F10类)处理的论证，结果是相当确凿的，表明碳酸锂的催化作用在1重量％时更佳。

这里的优选处理组合物是含有15％硫酸盐(硬石膏)和1％催化剂的F10。熟料与硫酸盐反应产生钙矾石，其固定的水比单用熟料(F6)多得多。

图4的结果还显示：

-对于硫铝酸盐熟料和CEM III的组合物而言，在与硬石膏的混合物中，甚至在1重量％的催化剂存在下(组合物F 12和F13)，质构也比用20％石灰获得的低得多。

-在含有硬石膏的混合物中，硫铝酸盐熟料和CEM I的组合物，在与硬石膏的混合物中有效，动力学较慢(组合物F8和F9相对于组合F10和F11)。

实施例5：比较例

用CEM I水泥代替硫铝酸盐熟料进行的试验证明是毫无结果的：24h时，质构测定仪未达到用硫铝酸盐熟料获得的值的一半。

处理组合物配方的优化

以相对于沉积物7％的比例测试的配方PC1-PC16在下表6中显示，结果见图5。

	组分	(重量％)		组分	(重量％)
						PC1	硫铝酸盐熟料	84.76	PC9	硫铝酸盐熟料	61.33
	硬石膏	14.96		硬石膏	38.67
							Li₂CO₃	0.29		Li₂CO₃	0
PC2	硫铝酸盐熟料	49.33	PC10	硫铝酸盐熟料	61.2
							硬石膏	50.34		硬石膏	38.59
	Li₂CO₃	0.33		Li₂CO₃	0.21
						PC3	硫铝酸盐熟料	49.25	PC11	硫铝酸盐熟料	84.52
	硬石膏	50.25		硬石膏	14.91
							Li₂CO₃	0.5		Li₂CO₃	0.57
PC4	硫铝酸盐熟料	72.99	PC12	硫铝酸盐熟料	72.63
							硬石膏	26.77		硬石膏	26.64
	Li₂CO₃	0.25		Li₂CO₃	0.73
						PC5	硫铝酸盐熟料	49.41	PC13	硫铝酸盐熟料	60.95
	硬石膏	50.42		硬石膏	38.43
							Li₂CO₃	0.17		Li₂CO₃	0.62
PC6	硫铝酸盐熟料	73.16	PC14	硫铝酸盐熟料	49.49
							硬石膏	26.84		硬石膏	50.51
	Li₂CO₃	0		Li₂CO₃	0
						PC7	硫铝酸盐熟料	72.81	PC15	硫铝酸盐熟料	84.28
	硬石膏	26.7		硬石膏	14.87
							Li₂CO₃	0.49		Li₂CO₃	0.85

PC8	硫铝酸盐熟料	85	PC16	硫铝酸盐熟料	61.08
						硬石膏	15	硬石膏	38.51
	Li₂CO₃	0		Li₂CO₃	0.41

表6

显然，尤其是通过比较例如处理组合物PC14和PC3，Li₂CO₃“催化剂”的存在使质构测定仪的探针的穿透力加倍，因此产生了更强的已处理沉积物。

在约4N的力值以下，已处理的沉积物是糊状的。

实施例6

根据实施例2和3的已处理沉积物随后可以通过用于混凝土或砂浆制剂来经济地开发利用。

分级后，已处理的沉积物为大小在数毫米至数厘米之间的固体颗粒的形式。

这种颗粒状材料随后被用作混凝土配方的组分(第2节所示方案的2阶段)。

所用水泥类型为CEM III A/B或C。

为了概述，不同CEM III水泥如下：

A：35-65％的熟料；36-65％的高炉矿渣

B：20-34％的熟料；66-80％的高炉矿渣

C：5-19％的熟料；81-95％的高炉矿渣

在根据本发明的混凝土配方中，使用的范围优选如下：

水泥：200至500kg/m³混凝土

沉积物：0至50％的预处理沉积物

颗粒：约45％

w/c(水/水泥)＝0.3至0.7

本实施例中产生的混凝土具有以下标准配方(占混凝土总重量的百分比)：

-30％的预处理沉积物(或650kg/m³混凝土)

-15.3％的CEM III A水泥(或350kg/m³混凝土)

-w/c＝0.6

-45.80％的颗粒(或1049kg/m³混凝土)

按照标准NF EN 196-1(Cement testing methods-part 1：Determination of mechanical strengths(水泥测试方法-第1部分：机械强度测定))，将所有成分混合。

用来测定砂浆强度的试样在(4x4x16)cm³的模具中产生，用来测定混凝土强度的试样在(直径16cm，高32cm的)模具中产生，碾磨后在95％的湿度下保持24-48h。脱模后，测量之前，将砂浆和混凝土保存在20℃的水中。

对各个试样进行弯曲试验和压缩试验。

如浸出标准NF EN IS0 12457-2(Characterization of waste-Leaching-Compliance test for leaching of fragmented waste materials and sludges，Part 2：one-stage batch test at an L/S ratio＝10 and a particle size of less than 4mm(废弃物的表征-浸出-碎片状废弃材料和污泥浸出的符合性试验，第2部分：L/S比＝10并且粒度小于4mm的一级分批试验))的规定，随后将样块压碎，使粒度低于4mm。浸出后，测量2002年12月19日的指令2003/33/CE中规定的各种参数。

首先，砂浆试样的结果在下表7中展示：

表7

如此配制的砂浆和混凝土的机械和化学特性符合预期应用规范，尤其是符合2002年12月19日的指令2003/33/CE的III类(除可溶性部分为II类外)规范，所述指令规定了垃圾填埋场接受废弃物的标准和程序。

尤其是，可浸出部分小于1重量％。该混凝土因此有效地保留了重金属。

Claims

1.处理海洋或河流疏浚沉积物、特别是游离水含量在40重量％至80重量％之间的港区沉积物以获得易于操作的固体材料的方法，所述方法特征在于其包括以下连续步骤：

-使所述沉积物与处理组合物混合，所述处理组合物包含硫铝酸盐粘合剂和至少一种选自硫酸盐源以及硫铝酸盐粘合剂的水合反应催化剂的其它组分，

-使所述混合物凝固、从而产生游离水含量小于20重量％的密实混合物的步骤，

-然后将所述密实混合物分级。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于处理组合物包含硫铝酸盐粘合剂、硫酸盐源以及所述硫铝酸盐粘合剂的水合反应催化剂。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于处理组合物包含硫铝酸盐粘合剂和硫酸盐源。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于处理组合物包含硫铝酸盐粘合剂以及所述硫铝酸盐粘合剂的水合反应催化剂。

5.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于硫铝酸盐粘合剂是包含硫铝酸钙C4A3$作为主相的硫铝酸盐熟料。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于硫铝酸盐熟料含有40重量％-80重量％的硫铝酸钙C4A3$、5重量％-15重量％的C$和15重量％-25重量％的二钙硅酸盐C2S。

7.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于硫酸盐源是选自硬石膏、石膏或烧石膏(硫酸钙半水合物)的硫酸钙。

8.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于催化剂为锂盐，优选为选自碳酸锂、硫酸锂或硝酸锂的可溶盐。

9.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于以重量百分比计，处理组合物包含：

-49％-90％、优选为80％-90％的硫铝酸盐熟料

-9％-51％、优选为12％-20％的硫酸钙

-高至1％、优选为0.20％-0.90％的锂盐。

10.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于处理组合物以所述沉积物的1重量％至20重量％、优选2重量％至15重量％的比例加入到所述沉积物中。

11.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于凝固步骤的持续时间为约1至7天，已处理的沉积物在分级后为固体颗粒的形式，所述固体颗粒含有小于10重量％的游离水含量，并且其通过装有3mm²圆柱形探针的质构测定仪测量的质构值为至少10牛顿，优选为至少15牛顿。

12.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于已处理的沉积物随后被引入混凝土或砂浆组合物中。

13.混凝土或砂浆，其特征在于其掺合按照前述权利要求任一项的方法处理过的沉积物。

14.根据权利要求13所述的混凝土或砂浆，其特征在于其含有高至50重量％的已处理沉积物。

15.根据权利要求14所述的混凝土或砂浆，其特征在于其由10重量％-30重量％的已处理沉积物和由CEM III水泥制备，并且特征在于其按照标准NF EN ISO 12457-2测定的可浸出部分小于1重量％。