CN109293313A - 一种淤泥砖及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种淤泥砖及其制备工艺，按重量份计，淤泥砖包括如下组分的原料：淤泥粉30‑40份，矿粉8‑12份，水6‑8份，粉煤灰2‑5份，陶粒砂3‑5份，水泥15‑20份，早强剂0.2‑0.8份，环氧树脂0.8‑1.2份，固化剂0.4‑0.6份；淤泥粉由河道淤泥脱水制得，淤泥粉能通过5目的网筛，淤泥粉的含水量为35%‑40%。本发明中淤泥粉、矿粉、粉煤灰、陶粒砂和水泥的互相配合，有助于制备出密实度更高的淤泥砖，进而起到增强淤泥砖强度的作用；早强剂和环氧树脂的配合，有助于砖坯的成型；制备工艺中无需烧结，在自然条件下则能够完成淤泥砖的制备，有助于节能减排。

Description

一种淤泥砖及其制备工艺

技术领域

本发明涉及制砖技术领域，尤其是涉及一种淤泥砖及其制备工艺。

背景技术

淤泥是在静水或缓慢的流水环境中沉积并经生物化学作用形成的，其天然含水量大于粘性土。河道淤泥不仅影响河道正常的泄洪能力以及航道、港口的畅通，而且会污染河流水体。淤泥的传统处置办法有海洋倾倒、卫生填埋、焚烧等，但极易对大气、海洋、土地以及地下水资源造成污染。淤泥固化技术是一项环保型新技术,涉及到生态修复、资源再生利用、环境保护等众多领域，它按照“以废治废”的创新思路，通过向淤泥中加入固化材料来固结疏浚淤泥，并将固化处理后的淤泥作为市政工程、堤坊加固工程、道路工程、填方工程的良好原料，使其变废为宝。

申请公布号为CN101769037A的中国专利公开了一种黄河淤泥烧结砖及其制造方法；该发明的黄河淤泥烧结砖由以下质量百分比的原料复配而成：黄河淤泥30％～85％、炉渣0％～25％、煤矸石0～60％、粘土5～50％；制造方法为：通过将上述原料破碎筛分、配料、搅拌、陈化、成型、切割、干燥、焙烧的工艺步骤制作而成。

上述现有技术利用黄河淤泥作为制砖的原料，可为黄河流域清淤，但是在制备的过程中有焙烧的环节，需要浪费大量燃料，易产生污染气体，达不到节能减排的效果。

申请公布号为CN101439949A的公开了一种环保免烧淤泥砖及其生产方法，淤泥砖的主要成分是淤泥、砂和水泥，辅助化工原料是高锰酸钾等钾质盐类饱和溶剂作为氧化剂，采用水浸、氧化、固化、凝结、上模和脱模生产工艺制得。

上述现有技术制备的淤泥砖为免烧结砖，节约了大量燃料，也减少了污染气体的排放，但是生产出的最终产品抗压抗折性能较差，质量得不到保证。

发明内容

本发明的目的一是提供一种淤泥砖，该淤泥砖具有较好的抗压抗折性。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种淤泥砖，按重量份计，包括如下组分的原料：淤泥粉30-40份，矿粉8-12份，水6-8份，粉煤灰2-5份，陶粒砂3-5份，水泥15-20份，早强剂0.2-0.8份，环氧树脂0.8-1.2份，固化剂0.4-0.6份；所述淤泥粉由河道淤泥脱水制得，所述淤泥粉能通过5目的网筛，所述淤泥粉的含水量为35％-40％。

通过采用上述技术方案，淤泥粉能通过5目的网筛，其粒径均小于4mm,与陶粒砂、水泥、粉煤灰互相配合，更易制备得到密实的淤泥砖，有助于增强淤泥砖的抗压强度和抗折强度。环氧树脂的加入，有助于提高原料混合之后混合料的粘度，环氧树脂与早强剂配合，有助于提高淤泥砖的早期强度，使淤泥砖更容易制备成型的砖坯，且有助于提高砖坯的强度，在制备淤泥砖的过程中更易码垛，有助于减少码垛对淤泥砖形状的影响。

本发明进一步设置为：按重量份计，由如下组分的原料组成：淤泥粉36-40份，矿粉8-10份，水6份，粉煤灰4-5份，陶粒砂3.6份，水泥18-20份，早强剂0.65份，环氧树脂1.1份，固化剂0.53份；所述淤泥粉由河道淤泥脱水制得，所述淤泥粉能通过5目的网筛，所述淤泥粉的含水量为35％-40％。

通过淤泥砖物理性质的检测，说明采用上述技术方案，各组分之间的协同配合更好，制备得到的淤泥砖的抗压和抗折效果更好，使淤泥砖的强度更高。

本发明进一步设置为：所述淤泥粉由如下方法制得：对流体状的河道淤泥进行脱水处理，使河道淤泥的含水量降低至50％-55％，接着加入生石灰，搅拌均匀后，静置,自然晾晒至河道淤泥的含水量为35％-40％，破碎晾晒之后的河道淤泥，过筛，取能通过5目筛网的河道淤泥为制备完成的淤泥粉。

优选的，淤泥粉的制备中，含水量为50％-55％的河道淤泥与生石灰的质量比为10：(2-2.5)。

通过上述技术方案，脱水机对河道淤泥初步脱水，降低河道淤泥内的含水量，一方面便于运输，另一方面也便于储存备用。生石灰的主要成分为氧化钙，加入淤泥中，与水反应生成氢氧化钙，而氢氧化钙为强电解质，解离出钙离子，与淤泥中的钾离子、钠离子等产生交换作用，有助于提高淤泥的稳定性。在制备淤泥砖的过程中，含氢氧化钙的淤泥粉与超细矿粉内的活性硅、活性铝反应，有助于生成胶凝产物，使淤泥砖原料的各个成分间产生胶结，有助于减少颗粒间的空隙，进而有助于增强淤泥砖的密实度，进而起到增强淤泥砖抗压和抗折强度的作用。

本发明进一步设置为：所述矿粉为超细矿粉。

本发明进一步设置为：所述水泥为普通硅酸盐水泥。

本发明进一步设置为：所述固化剂为聚酰胺固化剂。

聚酰胺固化剂为环氧树脂的中温固化剂，在室温下，24h之后能使环氧树脂完全固化，当升温至55℃左右时，能使环氧树脂在3h左右完全固化，在制备淤泥砖的过程中，生石灰与原料中的其他组分反应放出的热量与聚酰胺固化剂配合也有助于环氧树脂的固化。

本发明进一步设置为：所述陶粒砂的粒径为0.3mm-0.5mm。

本发明的目的二是提供一种淤泥砖的制备工艺，该工艺中为免烧结工艺，起到节能减排的效果。

本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种淤泥砖的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤。

步骤一，取淤泥粉、矿粉、粉煤灰混合均匀，得到第一混合物；取陶粒砂、水泥混合均匀得到第二混合物；取水、早强剂、固化剂、环氧树脂和固化剂混合均匀得到第三混合物。

步骤二，将上述第一混合物、第二混合物混合均匀之后，加入第三混合物，搅拌混合均匀之后得到制备淤泥砖的混合料。

步骤三，通过制砖机将混合料制备成砖坯。

步骤四，将制备成型的砖坯置于自然环境中3-6天或置于70℃的环境下养护10-15h，得到制备完成的淤泥砖。

通过采用上述技术方案，在自然环境中可完成淤泥砖的制备，无需烧结，有助于节能减排。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.淤泥粉、矿粉、粉煤灰、陶粒砂和水泥的互相配合，有助于制备出密实度更高的淤泥砖，进而起到增强淤泥砖强度的作用；

2.早强剂和环氧树脂的配合，有助于砖坯的成型；

3.无需烧结，在自然条件下则能够完成淤泥砖的制备，有助于节能减排。

具体实施方式

实施例1

淤泥粉的制备

去除河道淤泥中可见的生活垃圾，利用污泥脱水机对流体状的河道淤泥进行脱水处理，脱水处理完成之后的河道淤泥的含水量为52.5％(±2.5％)，备用。按重量份数计，取上述脱水之后的河道淤泥100份，向其中加入20份生石灰，搅拌均匀后，平铺静置，自然晾晒3天后，河道淤泥的含水量为37.5％(±2.5％)，备用。利用破碎机破碎晾晒之后的河道淤泥，取破碎后的河道淤泥过筛，能通过5目筛网的河道淤泥为制备完成的淤泥粉，备用；继续破碎不能通过5目筛网的河道淤泥，至能通过5目的筛网，备用。

淤泥砖的制备

按重量份计，取30份淤泥粉、8份超细矿粉和2份一级粉煤灰，搅拌混合均匀，得到第一混合物，备用。取3份粒径为3mm-5mm的陶粒砂和15份P·O52.5普通硅酸盐水泥，搅拌混合均匀得到第二混合物；取6份水、0.2份早强剂、0.4份聚酰胺固化剂和0.8份环氧树脂混合均匀得到第三混合物，备用。

将上述第一混合物、第二混合物混合均匀之后，加入第三混合物，搅拌混合均匀之后得到制备淤泥砖的混合料。利用制砖机将混合料制备成砖坯，将砖坯码垛，置于自然环境中4(±1)天后，得到制备完成的淤泥砖。

实施例2

淤泥粉的制备

去除河道淤泥中可见的生活垃圾，利用污泥脱水机对流体状的河道淤泥进行脱水处理，脱水处理完成之后的河道淤泥的含水量为52.5％(±2.5％)，备用。按重量份数计，取上述脱水之后的河道淤泥100份，向其中加入25份生石灰，搅拌均匀后，平铺静置，自然晾晒4天后，河道淤泥的含水量为37.5％(±2.5％)，备用。利用破碎机破碎晾晒之后的河道淤泥，取破碎后的河道淤泥过筛，能通过5目筛网的河道淤泥为制备完成的淤泥粉，备用；继续破碎不能通过5目筛网的河道淤泥，至能通过5目的筛网，备用。

淤泥砖的制备

按重量份计，取40份淤泥粉、12份超细矿粉和5份二级粉煤灰，搅拌混合均匀，得到第一混合物，备用。取5份粒径为3mm-5mm的陶粒砂和18份P·O52.5普通硅酸盐水泥，搅拌混合均匀得到第二混合物；取8份水、0.8份早强剂、0.6份聚酰胺固化剂和1.2份环氧树脂混合均匀得到第三混合物，备用。

将上述第一混合物、第二混合物混合均匀之后，加入第三混合物，搅拌混合均匀之后得到制备淤泥砖的混合料。利用制砖机将混合料制备成砖坯，将砖坯码垛，将码垛完成之后的砖坯转移至养护室，在70℃的环境中养护10h，得到制备完成的淤泥砖。

实施例3

按重量份计，除了河道淤泥为100份，生石灰为23份外，其余操作均与实施例2的操作相同。

与实施例2的操作相同。

淤泥砖的制备

按重量份计，取36份淤泥粉、10份超细矿粉和9份一级粉煤灰，搅拌混合均匀，得到第一混合物，备用。取4份粒径为3mm-5mm的陶粒砂和18份P·O52.5普通硅酸盐水泥，搅拌混合均匀得到第二混合物；取7份水、0.72份早强剂、0.5份聚酰胺固化剂和1份环氧树脂混合均匀得到第三混合物，备用。

将上述第一混合物、第二混合物混合均匀之后，加入第三混合物，搅拌混合均匀之后得到制备淤泥砖的混合料。利用制砖机将混合料制备成砖坯，将砖坯码垛，置于自然环境中4(±1)天后，得到制备完成的淤泥砖。

实施例4

淤泥粉的制备

按重量份计，除了河道淤泥为100份，生石灰为22份外，其余操作均与实施例2的操作相同。

淤泥砖的制备

按重量份计，取38.5份淤泥粉、9份超细矿粉和4.3份一级粉煤灰，搅拌混合均匀，得到第一混合物，备用。取3.6份粒径为3mm-5mm的陶粒砂和18.8份P·O52.5普通硅酸盐水泥，搅拌混合均匀得到第二混合物；取6份水、0.65份早强剂、0.53份聚酰胺固化剂和1.1份环氧树脂混合均匀得到第三混合物，备用。

将上述第一混合物、第二混合物混合均匀之后，加入第三混合物，搅拌混合均匀之后得到制备淤泥砖的混合料。利用制砖机将混合料制备成砖坯，将砖坯码垛，将码垛完成之后的砖坯转移至养护室，在70℃的环境中养护12h，得到制备完成的淤泥砖。

实施例5

淤泥粉的制备

按重量份计，除了河道淤泥为100份，生石灰为24份外，其余操作均与实施例2的操作相同。

淤泥砖的制备

按重量份计，取32份淤泥粉、11份超细矿粉和7.5份二级粉煤灰，搅拌混合均匀，得到第一混合物，备用。取4.5份粒径为3mm-5mm的陶粒砂和16份P·O52.5硅酸盐水泥，搅拌混合均匀得到第二混合物；取7.5份水、0.3份早强剂、0.53份聚酰胺固化剂和0.84份环氧树脂混合均匀得到第三混合物，备用。

将上述第一混合物、第二混合物混合均匀之后，加入第三混合物，搅拌混合均匀之后得到制备淤泥砖的混合料。利用制砖机将混合料制备成砖坯，将砖坯码垛，置于自然环境中4(±1)天后，得到制备完成的淤泥砖。

对比例1

淤泥粉的制备

去除河道淤泥中可见的生活垃圾，利用污泥脱水机对流体状的河道淤泥进行脱水处理，脱水处理完成之后的河道淤泥的含水量为42.5％(±2。5％)，晾晒5天之后备用。利用破碎机破碎晾晒之后的河道淤泥，取破碎后的河道淤泥过筛，能通过5目筛网的河道淤泥为制备完成的淤泥粉，备用；继续破碎不能通过5目筛网的河道淤泥，至能通过5目的筛网，备用。

淤泥砖的制备

按重量份计，取30份淤泥粉、8份超细矿粉和2份一级粉煤灰，搅拌混合均匀，得到第一混合物，备用。取3份粒径为3mm-5mm的陶粒砂、6份水、0.2份早强剂和15份P·O52.5普通硅酸盐水泥，搅拌混合均匀得到第二混合物。

将上述第一混合物和第二混合物搅拌混合均匀之后得到制备淤泥砖的混合料。利用制砖机将混合料制备成砖坯，将砖坯码垛，置于自然环境中5(±1)天后，得到制备完成的淤泥砖。

对比例2

淤泥粉的制备与实施例1相同。

淤泥砖的制备

除了将3mm-5mm的陶粒砂替换为5mm-8mm的陶粒，其余操作均与实施例1的操作相同。

实施例和对比例中的早强剂均为HY-ZQ01型早强剂，环氧树脂为双酚A液体环氧树脂，超细矿粉和聚酰胺固化剂为650聚酰胺固化剂，上述原料均通过市售获得。

性能测试：参照国家标准GB/T2542-2012，测试实施例和对比例中制备完成的淤泥砖的物理性能，具体结果见下表1所示。

表1实施例1-6和对比例1的淤泥砖性能测试结果

观察表1中数据，实施例1-实施例6利用本发明的配方和工艺制得的淤泥砖的抗压和抗折性均优于对比例1和对比例2制备得到的淤泥砖。

对比例1中的淤泥未经过生石灰处理，制备淤泥砖的原料中也不含环氧树脂和早强剂，制备得到的淤泥砖的抗压和抗折性能均差于本发明的淤泥砖。对比例2中的陶粒砂的替换为粒径更大的陶粒，陶粒与原料中其他组分的协同作用差于本发明中陶粒砂与其他组分的配合，制备得到的淤泥砖的密实度差于本发明淤泥砖的密实度，故本发明制备得到的淤泥砖的抗压和抗折性能更优。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种淤泥砖，其特征在于，按重量份计，包括如下组分的原料：淤泥粉30-40份，矿粉8-12份，水6-8份，粉煤灰2-5份，陶粒砂3-5份，水泥15-20份，早强剂0.2-0.8份，环氧树脂0.8-1.2份，固化剂0.4-0.6份；所述淤泥粉由河道淤泥脱水制得，所述淤泥粉能通过5目的网筛，所述淤泥粉的含水量为35%-40%。

2.根据权利要求1所述的淤泥砖，其特征在于，按重量份计，由如下组分的原料组成：淤泥粉36-40份，矿粉8-10份，水6份，粉煤灰4-5份，陶粒砂3.6份，水泥18-20份，早强剂0.65份，环氧树脂1.1份，固化剂0.53份；所述淤泥粉由河道淤泥脱水制得，所述淤泥粉能通过5目的网筛，所述淤泥粉的含水量为35%-40%。

3.根据权利要求1所述的淤泥砖，其特征在于，所述淤泥粉由如下方法制得：对流体状的河道淤泥进行脱水处理，使河道淤泥的含水量降低至50%-55%，接着加入生石灰，搅拌均匀后，静置，自然晾晒至河道淤泥的含水量为35%-40%，破碎晾晒之后的河道淤泥，过筛，取能通过5目筛网的河道淤泥为制备完成的淤泥粉。

4.根据权利要求3所述的淤泥砖，其特征在于，淤泥粉的制备中，含水量为50%-55%的河道淤泥与生石灰的质量比为10：（2-2.5）。

5.根据权利要求1所述的淤泥砖，其特征在于，所述矿粉为超细矿粉。

6.根据权利要求1所述的淤泥砖，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥。

7.根据权利要求1所述的淤泥砖，其特征在于，所述固化剂为聚酰胺固化剂。

8.根据权利要求1所述的淤泥砖，其特征在于，所述陶粒砂的粒径为0.3mm-0.5mm。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的淤泥砖的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，取淤泥粉、矿粉、粉煤灰混合均匀，得到第一混合物；取陶粒砂、水泥混合均匀得到第二混合物；取水、早强剂、固化剂、环氧树脂和固化剂混合均匀得到第三混合物；

步骤二，将上述第一混合物、第二混合物混合均匀之后，加入第三混合物，搅拌混合均匀之后得到制备淤泥砖的混合料；

步骤三，通过制砖机将混合料制备成砖坯；

步骤四，将制备成型的砖坯置于自然环境中3-6天或置于70℃的环境下养护10-15h，得到制备完成的淤泥砖。