CN110105004B - 一种淤泥固化砖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种淤泥固化砖的制备方法，可即时挖掘即时处理淤泥，无需淤泥临时堆放池。采用水泥类无机材料加固化树脂复合固化配方，加入淤泥中，使其快速固化、快速成型、快速脱模。采用此方法生产出来的淤泥固化砖，形态规整度好，边角处不易破损，抗压、抗折强度高，经3‑7天自然养护后即可达到使用标准，超过国家标准中红砖MU15等级强度(GB‑5101‑2003)。本方法采用间歇式加料，流水线产出，可快速稳定处理河流淤泥，一套工作体系每天能处理约800m3淤泥(含水率70％)，制成约140万块砖，可同时多体系并联运作。本方法可长期锁固淤泥中的重金属离子，并且具有一定的抑菌功能，解决淤泥在资源化利用时的潜在隐患，市场潜力巨大，前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于环境工程及资源利用领域，具体涉及一种淤泥固化砖的制备方法。
技术背景
淤泥可分为自然淤泥以及因农业养殖、工业排水以及城镇居民生活污水等所形成的人工污泥，经物理化学和生物化学等作用，在静止或缓慢的流水环境中发生沉积形成絮状和蜂窝状结构物，这类结构物是各种胶体有机质及其吸附的金属元素、无机颗粒、微生物病菌、虫卵等组成的极其复杂的非匀质体，存在较高的有机物和重金属污染物，易腐败发臭，污染土壤、水体，对环境造成严重污染，易使生态环境遭到日益破坏。清淤最大的难题是淤泥的资源化利用，淤泥的黏粒含量大于20％，扰动强度极低，正常排水固结缓慢，孔隙比大、压缩性高、透水性差，并具有触变性且处于流动状态，土力学性质差，难以直接利用。而且，每年砖需求量总体呈增长趋势。如果可以将淤泥固化处理转化为工程材料，不仅有利于净化水环境，还使得淤泥得到资源化开发利用，化害为利。因此，高效、经济、绿色、稳定地资源化处理淤泥，对城市环境可持续性发展具有重要意义。
目前淤泥处理主要有焚烧、吹填造陆、机械脱水以及化学固化等方法。焚烧虽然成本低，但会造成二次污染，而吹填造陆、机械脱水处理淤泥能力较低，所以化学固化以其施工方便、价格低、见效快等优势，成为大规模处理淤泥最适宜的方法。常用的无机固化材料固化效率低，受土中有机质影响大，土体易开裂，水稳定性差，而且淤泥中的金属离子易进入土壤或地下水，污染环境。而使用高分子材料进行固化虽然施工方便，适用性广，工期短，但是固化后淤泥强度达不到工程要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种淤泥固化砖的制备方法，能够制备出抗压强度高、锁固金属离子效果好的免烧砖。
本发明所采用的技术方案是：一种淤泥固化砖的制备方法，具体按以下步骤实施：
步骤1，采淤：
从河流湖泊中挖出淤泥并过滤，得到预处理淤泥；
步骤2，配料
按照质量百分比分别称取水泥1％～40％，沙子1％～20％，粉煤灰1％～40％，生石灰1％～40％，固化树脂0.01％～10％，步骤1中得到的预处理淤泥40％～80％，以上各组分质量百分比之和为100％。
步骤3，测含水率
将步骤2称取好的预处理淤泥加到搅拌罐中直至搅拌罐刻度线，启动搅拌罐，使用含水率测试仪测出搅拌罐中淤泥的含水率，计算需要加入的水量，通过物料搅拌加水自动控制装置自动控制加水量使淤泥含水量控制到75％±1％；
步骤4，混料、搅拌
将步骤2中称取好的水泥、沙子、粉煤灰、生石灰在配料混合罐中混合均匀，形成混合料后通过输送管输送至步骤3中已调配好含水率的预处理淤泥搅拌罐中，启动搅拌罐中的搅拌装置，搅拌一段时间后即制得混合淤泥A；
步骤5，快速固化
步骤4搅拌停止后，将步骤2中称取好的固化树脂加入搅拌罐中，再次启动搅拌罐，搅拌一段时间后制得混合淤泥B；
步骤6，制备砖坯单元
打开搅拌罐的底部出料口，将步骤5中混合淤泥B置于制砖机中，得到淤泥固化的砖坯单元；
步骤7，自然养护
将步骤6中的砖坯单元运送至通风的空旷场地进行堆放，进行自然养护，制得最终的淤泥固化砖。
步骤1中的淤泥为海湾、湖沼或河湾中水流缓慢的环境中有微生物参与作用的条件下所形成的一种近代沉积物，淤泥中富含有机物、重金属、微生物等污染物，力学强度低，压缩性强，孔隙比大于1.5。
步骤1具体操作步骤为：采用抓斗式清淤船将淤泥从河流湖泊中挖出，并通过格栅剔除大块漂浮物，得到预处理淤泥，预处理淤泥的含水量低于75％。
步骤2中，固化树脂为酚醛树脂聚合物、聚丙烯酸酯系共聚物、聚乙烯醇系共聚物、脲醛树脂聚合物、聚苯乙烯系共聚物、丁苯树脂聚合物、三聚甲醛树脂聚合物、环氧树脂聚合物、苯丙树脂聚合物、丁腈树脂系聚合物、聚乙烯系共聚物、聚氯乙烯系共聚物中任意两种或两种以上混合物；
步骤3中搅拌罐的型号为：HZS90，含水率测定仪的型号为：Em50/G。
步骤3中，要使含水率控制在75％±1％，当测得淤泥的含水率不足时要及时从外部加水。
步骤4中在搅拌罐中混合搅拌时间为20min～25min，所述步骤5中在搅拌罐中混合搅拌时间为5min～10min，
步骤6中制备砖坯单元的具体的操作步骤为：
步骤6.1打开搅拌罐的底部出料口，将步骤5中混合淤泥B通过固定卸料溜槽，布于带底板的成型模具中；
步骤6.2，压制成型
将步骤6.1中已填料的成型模具通过固定传送带传送至液压机下压制成型，制得淤泥固化砖坯；
步骤6.3，脱模
将步骤6.2中成型模具与底板的固定装置松开，在液压机的压力下使砖坯同底板与成型模具脱离，并通过输送带将砖坯运离液压机，将底板同砖坯合称为砖坯单元。
步骤6.1中成型模具的规格为：4～40块/模，所述步骤6.2中液压机的型号是：Y32-400T，液压机的压力范围为5MPa～20MPa。
步骤7中自然养护的具体过程为：将步骤6中砖坯单元运送至通风的空旷场地进行堆放，每个单元之间用8个20*20*60mm的木块隔离，堆放1～2天，撤去底板和木块，将砖坯与砖坯之间直接码放，并晾晒3～7天，得到淤泥固化砖。
本发明的有益效果是：
1.本发明提供了一种淤泥固化砖的制备方法，即时挖掘即时处理，无需淤泥临时堆放池，不污染环境；
2.采用水泥类无机材料+固化树脂复合固化配方，对淤泥进行化学固化，快速固化、快速成型、快速脱模，制出的砖形态规整度好，边角处不易破损，抗压、抗折强度高，3-7天即可达到使用标准，超过国家标准中红砖MU15等级强度(GB-5101-2003)。此工艺可长期锁固淤泥中的重金属离子，并且具有一定的抑菌功能，解决淤泥在资源化利用时的潜在隐患，市场潜力巨大，前景广阔；
3.生产过程中采用间歇式加料，流水线产出，效率高，质量好，可快速稳定的处理河流淤泥；
4.利用此工艺，一套工作体系每天能处理约800m3淤泥(含水率70％)，制成约140万块砖，可同时多体系并联运作；节约传统砖制造时消耗的土方，一套工作体系每天可以节约1600m3左右的土方消耗，每年可节约320万m3左右土方消耗。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，为本发明一种淤泥固化砖的制备方法的流程图，具体按以下步骤实施：
步骤1，采淤
采用抓斗式清淤船将淤泥从河流湖泊中挖出，抓斗式清淤船可以将多余的水分控出，使淤泥含水量控制在75％以下，并通过格栅剔除大块漂浮物(塑料、橡胶类固体垃圾，水生植物)，得到预处理淤泥。
上述淤泥为海湾、湖沼或河湾中水流缓慢的环境中有微生物参与作用的条件下所形成的一种近代沉积物，淤泥中富含有机物、重金属、微生物等污染物，力学强度低，压缩性强，孔隙比大于1.5。
步骤2，配料
按照质量百分比分别称取水泥1％～40％，沙子1％～20％，粉煤灰1％～40％，生石灰1％～40％，固化树脂0.01％～10％，步骤1中预处理淤泥40％～80％，以上各组分的质量百分比之和为100％。
上述固化树脂为酚醛树脂聚合物、聚丙烯酸酯系共聚物、聚乙烯醇系共聚物、脲醛树脂聚合物、聚苯乙烯系共聚物、丁苯树脂聚合物、三聚甲醛树脂聚合物、环氧树脂聚合物、苯丙树脂聚合物、丁腈树脂系聚合物、聚乙烯系共聚物、聚氯乙烯系共聚物中任意两种或两种以上混合物；
步骤3，测含水率
将步骤2中的淤泥加到搅拌罐中至搅拌罐刻度线，启动搅拌罐将淤泥搅拌均匀，再使用含水率测试仪测搅拌罐中淤泥的含水率，计算出需要加入的水量，通过物料搅拌加水自动控制装置自动控制加水量使淤泥含水率控制到75％±1％。
其中，搅拌罐的型号为HZS90，含水率测试仪的型号为Em50/G。
步骤4，混料、搅拌
将步骤2中称取好的水泥、沙子、粉煤灰和生石灰在配料混合罐中混合均匀，形成混合料后通过输送管输送至步骤3中已调配好含水率的淤泥搅拌罐中，启动搅拌罐，使上述淤泥与加入的混合料进行搅拌混合，混合搅拌时间为20～25min，使物料混合均匀并进行化学固化反应，制得混合淤泥A。
步骤5，快速固化
步骤4搅拌停止后，将步骤2中称取好固化树脂加入搅拌罐中，再次启动搅拌罐，搅拌时间为5～10min，使混合物料中的各成分与固化树脂充分反应，制得混合淤泥B。
加入固化树脂目的是减少水泥用量、降低成本、增加砖坯初强度、实现快速固化，并锁固淤泥中金属离子。
步骤6，制备砖坯单元
步骤6.1，打开搅拌罐的底部出料口，将步骤5中混合淤泥B通过固定卸料溜槽，布于带底板的成型模具中。成型模具的规格为：4～40块/模。
步骤6.2，压制成型
将步骤6.1中已填料的成型模具通过固定传送带传送至液压机下压制成型，制得淤泥固化砖坯；
液压机的型号是：Y32-400T，液压机的压力范围为5MPa～20MPa。
步骤6.3，脱模
将步骤6.2中成型模具与底板的固定装置松开，在液压机的压力下使加载砖坯的底板与成型模具脱离，并通过输送带将该批砖坯运离液压机，将底板同砖坯合称为砖坯单元；
步骤7，自然养护
将步骤6中砖坯单元运送至通风的空旷场地进行堆放，每个砖坯单元之间用8个20*20*60mm的木块隔离，使其具有一定层高，通风、防止挤压变形；待1～2天后砖坯具有一定初强后，撤去底板和木块，将砖坯与砖坯之间直接码放，并在自然条件下继续晾晒，自然养护3～7天，即可得到淤泥固化砖。
如表1所示，为本发明采用4组样品分别自然养护3、7、30天后的样品参数比对：通过加入步骤3中的配料，在步骤7中自然养护时，不同时间的自然养护对砖坯的形状和体积影响不大，但是随着自然养护时间的增加，样品的重量减少，所以自然养护的时间长短不影响固化砖在其强度和工程上的应用，具体实验数据如表1所示：
表1.自然养护固化砖样品的参数对比表
与其他砖坯不同的是，本发明是使用淤泥作为原料，其中含有一定的重金属污染物，如果不能将其长期锁固，就会对环境造成严重的二次污染。设置如下实验：将本发明制得的淤泥固化砖坯浸入自来水中，并对自来水留样，用市售红砖作对比实验，浸泡一个月，采用火焰原子吸收光度法对浸泡液进行金属离子吸光度检测，并用留样自来水和市售红砖的浸泡液作对比，数据如表2所示：
表2.室温下固化砖坯浸泡液金属离子检测对比表
注：吸光度表示液体中金属离子的含量，吸光度越高表示液体中金属离子含量越高。
上述检测结果显示，红砖浸泡液中的金属离子吸光度远远大于本发明制得的淤泥固化砖坯浸泡液的相应值，这表示红砖浸泡液中金属离子含量较高，实验结果表明在湿潮环境下红砖中金属离子很容易游离出来。而本发明制得的淤泥固化砖坯浸泡液中金属离子含量极低，说明经过本发明的化学固化作用，对淤泥中的金属离子锁固效果极佳；并且，通过实验数据发现，本发明制得的淤泥固化砖坯浸泡液中金属离子的浸出量甚至低于留样自来水中的金属离子含量，这说明本发明方法制得的砖坯还具有一定的吸附作用，能吸附水中的金属离子。
为了检测砖坯对金属离子的长期锁固效果，设置下列实验：将淤泥砖坯浸泡于不同温度的水浴中，恒温一个月，然后采用火焰原子吸收光度法对浸泡液进行金属离子吸光度检测。具体数据如表3所示：
表3.不同温度下固化砖坯浸泡液中金属离子检测表
上述检测结果显示，通过本发明制得的淤泥固化砖坯经过高温浸泡，浸泡液中金属离子吸光度没有明显增加，这说明本发明制得的砖坯在高温下锁固作用没有受到影响，根据时温等效原理可确保砖坯的长期稳定性和环保性。
淤泥中还含有一定的病毒、病原菌、寄生虫卵等微生物，如果逸出传播至空气中，会对人体造成严重的威胁。通过本发明制得的淤泥固化砖坯有一定的抑菌作用。设置实验，实验数据如表4、表5所示。表4、表5中的实验采用平板菌落计数法测定各水样中细菌数，每个菌落代表个菌细胞，细菌测定值实际上是菌落形成，有繁殖能力的菌细胞才能形成菌落，死菌及某此受损伤的细菌或营养要求苛刻的细菌在规定的培养基上不能生长，因而不被计数。表a、b、c分别为培养第一、二、三天后的菌落数含量变化情况，无菌水实验结果表明细菌数测定全过程严格遵守无菌操作。
表4.室温下水样菌落培养对比表
表4-a.水样菌落培养第一天数量表
表4-b.水样菌落培养第二天数量表
表4-c.水样菌落培养第三天数量表
上述检测结果显示：红砖浸泡液中菌落数远远大于本发明制得的淤泥固化砖坯浸泡液的相应值，这表示红砖浸泡液中菌落数含量较高，实验结果表明在潮湿环境下红砖极易滋生细菌。而本发明制得的淤泥固化砖坯浸泡液中菌落数含量较低，说明经过本配方的化学固化作用，对淤泥中菌落锁固效果极佳；并且，通过实验数据发现，本发明制得的淤泥固化砖坯浸泡液中菌落数甚至低于留样自来水中菌落数，这说明本发明方法制得的砖坯还具有一定的抑菌作用，能一定程度上抑制水体中的菌落生长。
为了检测砖坯对菌落的长期抑制效果，设置下列实验：将淤泥砖坯浸泡于不同温度的水浴中，恒温一个月。然后采用涂布法对浸泡液进行菌落含量检测。具体数据如5表所示：
表5.不同温度下本品水样中菌落数含量对比表
表5-a.水样菌落培养第一天数量表
表5-b.水样菌落培养第二天数量表
表5-c.水样菌落培养第三天数量表
上述检测结果显示，通过本发明制得的淤泥固化砖坯经过高温浸泡，浸泡液中菌落数含量没有明显增加，这说明本发明制得的砖坯在高温下抑菌作用没有受到影响，根据时温等效原理可确保砖坯的长期稳定性、环保性和抑菌性。
采用本发明的淤泥固化方法生产出来的免烧砖具有抗压、抗折强度高、污染物高效锁固以及净化功能，市场潜力巨大，前景广阔。
实施例1：
本发明一种淤泥固化砖的制备方法，按照以下步骤具体实施：
步骤1，采淤
采用抓斗式清淤船将淤泥从河流湖泊中挖出，抓斗式清淤船可以将多余的水分控出，使淤泥含水量控制在75％以下，并通过格栅剔除大块漂浮物，得到预处理淤泥。
处理的淤泥为海湾、湖沼或河湾中水流缓慢的环境中有微生物参与作用的条件下所形成的一种近代沉积物，富含有机物、重金属、微生物等污染物，力学强度低，压缩性强，孔隙比大于1.5。
步骤2，配料
按照质量百分比分别称取水泥30％，沙子13％，粉煤灰8％，生石灰8％，淤泥40.89％，固化树脂0.11％，上述组分的的质量百分比之和为100％。
步骤3，测含水率
将步骤2称取的淤泥间歇加到搅拌罐中直至搅拌罐刻度线，启动搅拌罐将淤泥搅拌均匀，使用含水率测试仪测出淤泥的含水率，计算出需要加入的水量，通过物料搅拌加水自动控制装置自动控制加水量使搅拌罐中的淤泥的含水量控制至75％±1％。
其中，含水率测定仪型号为：Em50/G，搅拌器的型号为：HZS90。
步骤4，混料、搅拌
将步骤2中称取好的水泥、沙子、粉煤灰和生石灰在配料混合罐中混合均匀，形成混合料后通过输送管输送至步骤3中已调配好含水率的淤泥的搅拌罐中，启动搅拌罐中的搅拌装置，使上述淤泥与加入的混合料进行搅拌混合，混合搅拌时间为20min，使物料混合均匀并进行化学固化反应，制得混合淤泥A。
步骤5，快速固化
步骤4搅拌停止后，将步骤2称量好的固化树脂加入搅拌罐中，再次启动搅拌罐，搅拌时间为10min，使混合物料中的各成分与固化树脂充分反应，制得混合淤泥B。
步骤6，制备砖坯单元
步骤6.1，打开搅拌罐的底部出料口，将步骤5中混合淤泥B通过固定卸料溜槽，布于带底板的成型模具中。成型模具的规格为：4～40块/模。
步骤6.2，压制成型
将步骤6.1中已填料的成型模具通过固定传送带传送至液压机下压制成型，制得淤泥固化砖坯；
液压机的型号是：Y32-400T，液压机的压力范围为5MPa～20MPa。
步骤6.3，脱模
将步骤6.2中成型模具与底板的固定装置松开，在液压机的压力下使加载砖坯的底板与成型模具脱离，并通过输送带将该批砖坯运离液压机，将底板同砖坯合称为砖坯单元；
步骤7，自然养护
将步骤6中砖坯单元运送至通风的空旷场地进行堆放，每个砖坯单元之间用8个20*20*60mm的木块隔离，使其具有一定层高，通风、防止挤压变形；待1天后砖坯具有一定初强后，撤去底板和木块，将砖坯与砖坯之间直接码放，并在自然条件下继续晾晒，自然养护3天，得到淤泥固化砖。
实施例2：
一种淤泥固化砖的制备方法，具体按照一下步骤具体实施：
步骤1，采淤
采用抓斗式清淤船将淤泥从河流湖泊中挖出，抓斗式清淤船可以将多余的水分控出，使淤泥含水量控制在75％以下，并通过格栅剔除大块漂浮物，得到预处理淤泥。
处理的淤泥为海湾、湖沼或河湾中水流缓慢的环境中有微生物参与作用的条件下所形成的一种近代沉积物，富含有机物、重金属、微生物等污染物，力学强度低，压缩性强，孔隙比大于1.5。
步骤2，配料
按照质量百分比分别称取水泥20％，沙子7％，粉煤灰10％，生石灰10％，淤泥50.5％，固化树脂2.5％，以上各组分质量百分比之和为100％。
步骤3，测含水率
将步骤2称取的淤泥间歇加到搅拌罐中直至搅拌罐刻度线，启动搅拌罐将淤泥搅拌均匀，使用含水率测试仪测出淤泥的含水率，计算出需要加入的水量，通过物料搅拌加水自动控制装置自动控制加水量使搅拌罐中的淤泥的含水量控制至75％±1％。
其中，含水率测定仪型号为：Em50/G，搅拌器的型号为：HZS90。
步骤4，混料、搅拌
将步骤2中称取好的水泥、沙子、粉煤灰和生石灰在配料混合罐中混合均匀，形成混合料后通过输送管输送至步骤3中已调配好含水率的淤泥的搅拌罐中，启动搅拌罐中的搅拌装置，使上述淤泥与加入的混合料进行搅拌混合，混合搅拌时间为23min，使物料混合均匀并进行化学固化反应，制得混合淤泥A。
步骤5，快速固化
步骤4搅拌停止后，将步骤2称量好的固化树脂加入搅拌罐中，再次启动搅拌装置，混合搅拌时间为7min，使混合物料中的各成分与固化树脂充分反应，制得混合淤泥B。
步骤6，制备砖坯单元
步骤6.1，打开搅拌罐的底部出料口，将步骤5中混合淤泥B通过固定卸料溜槽，布于带底板的成型模具中。成型模具的规格为：4～40块/模。
步骤6.2，压制成型
将步骤6.1中已填料的成型模具通过固定传送带传送至液压机下压制成型，制得淤泥固化砖坯；
液压机的型号是：Y32-400T，液压机的压力范围为5MPa～20MPa。
步骤6.3，脱模
将步骤6.2中成型模具与底板的固定装置松开，在液压机的压力下使砖坯同底板与成型模具分离，并通过输送带将该批砖坯运离液压机，将底板同砖坯合称为砖坯单元；
步骤7，自然养护
将步骤6中带有底板的砖坯运送至通风的空旷场地进行堆放，每个单元之间用8个20*20*60mm的木块隔离，使其具有一定层高，通风、防止挤压变形；待2天后砖坯具有一定初强后，便可撤去底板和木块，将砖坯与砖坯之间直接码放，并在自然条件下继续晾晒，自然养护5天，得到淤泥固化砖。
实施例3：
一种淤泥固化砖的制备方法，具体按照一下步骤具体实施：
步骤1，采淤
采用抓斗式清淤船将淤泥从河流湖泊中挖出，抓斗式清淤船可以将多余的水分控出，使淤泥含水量控制在75％以下，并通过格栅剔除大块漂浮物，得到预处理淤泥。
处理的淤泥为海湾、湖沼或河湾中水流缓慢的环境中有微生物参与作用的条件下所形成的一种近代沉积物，富含有机物、重金属、微生物等污染物，力学强度低，压缩性强，孔隙比大于1.5。
步骤2，配料
按照质量百分比分别称取水泥10％，沙子10％，粉煤灰10％，生石灰10％，淤泥49％，固化树脂11％，以上各组分质量百分比之和为100％。
步骤3，测含水率
将步骤2称取的淤泥间歇加到搅拌罐中直至搅拌罐刻度线，启动搅拌装置将淤泥搅拌均匀，使用含水率测试仪测出淤泥的含水率，计算出需要加入的水量，通过物料搅拌加水自动控制装置自动控制加水量使搅拌罐中的淤泥的含水量控制至75％±1％。
其中，含水率测定仪型号为：Em50/G，搅拌器的型号为：HZS90。
步骤4，混料、搅拌
将步骤2中称取好的水泥、沙子、粉煤灰和生石灰在配料混合罐中混合均匀，形成混合料后通过输送管输送至步骤3中已调配好含水率的淤泥的搅拌罐中，启动搅拌罐，使上述淤泥与加入的混合料进行搅拌混合，混合搅拌时间为25min，使物料混合均匀，并进行化学固化反应，制得混合淤泥A。
步骤5，快速固化
步骤4搅拌停止后，将步骤2称量好的固化树脂加入搅拌罐中，再次启动搅拌罐，搅拌时间为10min。
使混合物料中的各成分与固化树脂充分反应，制得混合淤泥B。
步骤6，制备砖坯单元
步骤6.1，打开搅拌罐的底部出料口，将步骤5中混合淤泥B通过固定卸料溜槽，布于带底板的成型模具中。成型模具的规格为：4～40块/模。
步骤6.2，压制成型
将步骤6.1中已填料的成型模具通过固定传送带传送至液压机下压制成型，制得淤泥固化砖坯；
液压机的型号是：Y32-400T，液压机的压力范围为5MPa～20MPa。
步骤6.3，脱模
将步骤6.2中成型模具与底板的固定装置松开，在液压机的压力下使砖坯同底板与成型模具分离，并通过输送带将该批砖坯运离液压机，将底板同砖坯合称为砖坯单元。
步骤7，自然养护
将步骤6中砖坯单元运送至通风的空旷场地进行堆放，每个砖坯单元之间用8个20*20*60mm的木块隔离，使其具有一定层高，通风、防止挤压变形；待2天后砖坯具有一定初强后，便可撤去底板和木块，将砖坯与砖坯之间直接码放，并在自然条件下继续晾晒，自然养护7天，得到淤泥固化砖。
对实施例1、2、3制备的水泥固化砖进行强度测试，分别测量其抗压强度和抗折强度，测量结果如表6所示：
表6.水泥固化砖7天后抗压、抗折强度数据表
从表6可以看出：
实施例1的抗压强度和抗折强度都较低，所以该配方下的固化砖产品可被用于路基的建设。
实施例2的抗压强度最大为16.70MPa，且高于目前市场中红砖的强度，抗折强度也较高，所以该配方下的固化砖产品可被当作建筑材料进行应用。
实施例3的抗压强度较高，且抗折强度较大，所以该配方下的固化砖产品可被当作地面砖进行应用。
所以，本发明的固化砖产品可根据配方的调节，来改变固化产品的强度，从而应用于路基、建筑材料、地面砖等领域，制备简单、应用广泛。
Claims (4)
1.一种淤泥快速固化砖的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：
步骤1，采淤：
从河流湖泊中挖出淤泥并过滤，得到预处理淤泥；
所述步骤1中的淤泥为海湾、湖沼或河湾中水流缓慢的环境中有微生物参与作用的条件下所形成的一种近代沉积物，淤泥中富含有机物、重金属、微生物等污染物，力学强度低，压缩性强，孔隙比大于1.5；
所述步骤1具体操作步骤为：采用抓斗式清淤船将淤泥从河流湖泊中挖出，并通过格栅剔除大块漂浮物，得到预处理淤泥，预处理淤泥的含水量低于75％；
步骤2，配料
按照质量百分比分别称取水泥1％～40％，沙子1％～20％，粉煤灰1％～40％，生石灰1％～40％，固化树脂0.01％～10％，步骤1中得到的预处理淤泥40％～80％，以上各组分质量百分比之和为100％；
所述步骤2中，固化树脂为酚醛树脂聚合物、聚丙烯酸酯系共聚物、聚乙烯醇系共聚物、脲醛树脂聚合物、聚苯乙烯系共聚物、丁苯树脂聚合物、三聚甲醛树脂聚合物、环氧树脂聚合物、苯丙树脂聚合物、丁腈树脂系聚合物、聚乙烯系共聚物、聚氯乙烯系共聚物中任意两种或两种以上混合物；
步骤3，测含水率
将步骤2称取好的预处理淤泥加到搅拌罐中直至搅拌罐刻度线，启动搅拌搅拌罐，使用含水率测试仪测出搅拌罐中预处理淤泥的含水率，计算需要加入的水量，通过物料搅拌加水自动控制装置自动控制加水量使淤泥含水量控制到75％±1％；
步骤4，混料、搅拌
将步骤2中称取好的水泥、沙子、粉煤灰、生石灰在配料混合罐中混合均匀，形成混合料后通过输送管输送至步骤3中已调配好含水率的淤泥搅拌罐中，启动搅拌罐中的搅拌装置，搅拌一段时间后即制得混合淤泥A；
步骤5，快速固化
步骤4搅拌停止后，将步骤2中称取好的固化树脂加入搅拌罐中，再次启动搅拌罐，搅拌一段时间后制得混合淤泥B；
步骤6，制备砖坯单元
打开搅拌罐的底部出料口，将步骤5中混合淤泥B置于制砖机中，得到淤泥固化的砖坯单元；
步骤7，自然养护
将步骤6中的砖坯单元运送至通风的空旷场地进行堆放，进行自然养护，制得最终的淤泥固化砖；
所述步骤6中制备砖坯单元的具体的操作步骤为：
步骤6.1打开搅拌罐的底部出料口，将步骤5中混合淤泥B通过固定卸料溜槽，布于带底板的成型模具中；
步骤6.2，压制成型
将步骤6.1中已填料的成型模具通过固定传送带传送至液压机下压制成型，制得淤泥固化砖坯；
步骤6.3，脱模
将步骤6.2中成型模具与底板的固定装置松开，在液压机的压力下使砖坯同底板与成型模具脱离，并通过输送带将砖坯运离液压机，将底板同砖坯合称为砖坯单元；
所述步骤6.1中成型模具的规格为：4～40块/模，所述步骤6.2中液压机的型号是：Y32-400T，液压机的压力范围为5MPa～20MPa；
所述步骤7中自然养护的具体过程为：将步骤6中砖坯单元运送至通风的空旷场地进行堆放，每个单元之间用8个20*20*60mm的木块隔离，堆放1～2天，撤去底板和木块，将砖坯与砖坯之间直接码放，并晾晒3～7天，得到淤泥固化砖。
2.如权利 要求1所述的一种淤泥固化砖的制备方法，其特征在于，所述步骤3中搅拌罐的型号为：HZS90，含水率测定仪的型号为：Em50/G。
3.如权利 要求1所述的一种淤泥固化砖的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，要使含水率控制在75％±1％，当测得淤泥的含水率不足时要及时从外部加水。
4.如权利 要求1所述的一种淤泥固化砖的制备方法，其特征在于，所述步骤4中在搅拌罐中混合搅拌时间为20min～25min，所述步骤5中在搅拌罐中混合搅拌时间为5min～10min。
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Granted publication date: 20220311 |
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