CN110183210B - 一种淤泥烧结砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种淤泥烧结砖及其制备方法，该烧结砖按重量份由以下原料制备而成：冲洗碎石和机制砂产生的淤泥100份、搅拌水5～25份、钙质促进剂0.1～5份、低温活化剂0～0.5份、反应剂0～20份、助燃剂0～20份、增稠剂0～5份、引气剂0～5份。本发明的淤泥烧结砖具有抗压强度高、制备成本低等特点，可供工程中承载、维护等结构使用，具有较好的市场应用化前景。同时，本发明仅使用采石淤泥作为原材料，无需水泥、黏土等其它的添加物，是处理、解决采石淤泥占用大量土地、环境污染等问题的重要途径。

Description

一种淤泥烧结砖及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料工程技术领域，具体涉及一种淤泥烧结砖及其制备方法。
背景技术
目前，我国进行了大量的基础设施建设，房地产行业也迅猛发展，这就需要大量的建筑材料。碎石和砂是工程建设的主要原材料，我国每年开采大量的碎石和中砂。由于资源逐渐匮乏，通常会利用开采碎石产生的小石子或碎石渣加工成机制砂。但大部分碎石和机制砂的含泥量和泥块含量均超过国家规范规定的含量，采石场对碎石和机制砂进行冲洗。由此会产生泥浆，再通过压泥机脱水形成数量可观的淤泥。
我国每年开采工程碎石和机制砂所产生的淤泥量巨大，这些淤泥通常弃置于城市或乡村，这样不仅占用宝贵的土地资源，也会经风化产生粉尘，继而造成环境污染。因此，对采石工程所产生淤泥的循环利用不仅可以节约资源、能源，避免环境污染，更会取得良好的经济、环境及社会效益。
目前利用城市生活淤泥、河道淤泥、湖泊淤泥制备烧结砖技术研究已获初步成果。但开采碎石和机制砂所产生的淤泥成分复杂，和上述淤泥的主要区别在于不含有机物或有机物含量很低，淤泥中含有大量的石粉。石粉含有石灰石等以碳酸钙为主要成分的矿物，在培烧过程中会发生式(1)的化学反应，产物为CaO。CaO作为产物存在于烧结砖中，当烧结砖暴露在空气中时候，CaO和空气中的水发生式(2)的化学反应，产物体积膨胀，导致烧结砖发生石灰爆裂，使烧结砖开裂或发生粉化，不能再在工程中使用，这给淤泥的利用带来了巨大的困难。
CaCO3→CaO+CO2↑ 式(1)
CaO+H2O→Ca(OH)2 式(2)
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷与问题，本发明提供一种淤泥烧结砖及其制备方法，本发明的淤泥烧结砖仅使用采石淤泥，无需水泥、黏土等其它的添加物，具有抗压强度高、制备成本低等特点，可供工程中承载、维护等结构使用，具有较好的市场应用化前景。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种淤泥烧结砖，按重量份由以下原料制备而成：冲洗碎石和机制砂产生的淤泥100份、搅拌水5～25份、钙质促进剂0.1～5份、低温活化剂0～0.5份、反应剂0～20份、助燃剂0～20份、增稠剂0～5份、引气剂0～5份。
优选地，所述钙质促进剂为氯化钠、氯化钙、玻璃粉中的一种或一种以上。
优选地，所述低温活化剂为亚硝酸钙、亚硝酸钠、三乙醇胺中的一种或一种以上。
优选地，所述反应剂为Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰、Ⅲ级粉煤灰中的一种或一种以上。
优选地，所述助燃剂为煤矸石、煤粉中的一种或一种以上。
优选地，所述增稠剂为甲基纤维素、甲基纤维素醚、聚丙烯酰胺中的一种或一种以上。
优选地，所述引气剂为松香引气剂或木质素磺酸钙引气剂。
一种淤泥烧结砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)对采石场中冲洗碎石和机制砂产生的淤泥进行处理，去除淤泥中的小碎石子；
(2)按重量份将淤泥与反应剂、助燃剂、增稠剂采用双轴搅拌机搅拌均匀，并进行陈化7天；
(3)按重量份将钙质促进剂、低温活化剂、引气剂加入搅拌水中；
(4)将步骤(3)所述搅拌水加入步骤(2)所述搅拌机中继续搅拌5min；
(5)将步骤(4)得到的拌合物通过挤压形成砖坯，再通过干燥窑进行干燥；
(6)将干燥后的砖坯通过隧道窑培烧，冷却后制得淤泥烧结砖。
优选地，步骤(6)所述培烧的温度为800～1100℃。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的淤泥烧结砖仅使用采石淤泥，无需水泥、黏土等其它的添加物，避免石灰石的掺入，从而避免产生石灰爆裂现象。
2、该淤泥烧结砖在烧结后具有抗压强度和表观密度较低的特点。
3、该淤泥烧结砖仅使用采石淤泥，能大大降低砖的工程造价，节约成本，同时达到利废环保的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
实施例1
一种淤泥烧结砖，按重量份计，其组分和比例为：冲洗碎石和机制砂产生的淤泥100份、地下水20份、氯化钠0.1份、亚硝酸钠0.2份、Ⅰ级粉煤灰10份、煤粉5份、甲基纤维素1份、松香引气剂1份。
其制备方法如下：
去除淤泥中的小碎石子，按上述比例，将淤泥与Ⅰ级粉煤灰、煤粉、甲基纤维素采用双轴搅拌机搅拌均匀，并进行陈化7天；将氯化钠、亚硝酸钠、松香引气剂溶解于地下水中；再将搅拌用水加入搅拌机中继续搅拌5min；将得到的拌合物通过挤压形成砖坯，再通过干燥窑进行干燥；将干燥后的砖坯通过隧道窑培烧，培烧温度为1100℃，然后冷却后制得淤泥烧结砖。
实施例2
一种淤泥烧结砖，按重量份计，其组分和比例为：冲洗碎石和机制砂产生的淤泥100份、地下水20份、氯化钠0.1份、玻璃粉3份、亚硝酸钠0.2份、Ⅰ级粉煤灰10份、煤粉5份、甲基纤维素1份、松香引气剂1份。
其制备方法如下：
去除淤泥中的小碎石子，使淤泥中颗粒的最大粒径小于2mm，并对淤泥进行成分分析，检测出来CaO的含量；按上述比例，将淤泥与Ⅰ级粉煤灰、煤粉、甲基纤维素采用双轴搅拌机搅拌均匀，并进行陈化7天；将氯化钠、亚硝酸钠、松香引气剂溶解于地下水中；再将搅拌用水加入搅拌机中继续搅拌5min；将得到的拌合物通过挤压形成砖坯，再通过干燥窑进行干燥；将干燥后的砖坯通过隧道窑培烧，培烧温度为900℃，然后冷却后制得淤泥烧结砖。
实施例3
一种淤泥烧结砖，按重量份计，其组分和比例为：冲洗碎石和机制砂产生的淤泥100份、地下水15份、氯化钠0.2份、三乙醇胺0.1份、Ⅱ级粉煤灰8份、煤粉8份、甲基纤维素醚1份、松香引气剂0.5份。
其制备方法如下：
去除淤泥中的小碎石子，按上述比例，将淤泥与Ⅱ级粉煤灰、煤粉、甲基纤维素醚采用双轴搅拌机搅拌均匀，并进行陈化7天；将氯化钠、三乙醇胺、松香引气剂溶解于地下水中；再将搅拌用水加入搅拌机中继续搅拌5min；将得到的拌合物通过挤压形成砖坯，再通过干燥窑进行干燥；将干燥后的砖坯通过隧道窑培烧，培烧温度为900℃，然后冷却后制得淤泥烧结砖。
实施例4
一种淤泥烧结砖，按重量份计，其组分和比例为：冲洗碎石和机制砂产生的淤泥100份、地下水15份、氯化钠0.2份、亚硝酸钠0.1份、Ⅰ级粉煤灰5份、煤粉5份、甲基纤维素1份、松香引气剂0.5份。
其制备方法如下：
去除淤泥中的小碎石子，按上述比例，将淤泥与Ⅰ级粉煤灰、煤粉、甲基纤维素采用双轴搅拌机搅拌均匀，并进行陈化7天；将氯化钠、亚硝酸钠、松香引气剂溶解于地下水中；再将搅拌用水加入搅拌机中继续搅拌5min；将得到的拌合物通过挤压形成砖坯，再通过干燥窑进行干燥；将干燥后的砖坯通过隧道窑培烧，培烧温度为1100℃，然后冷却后制得淤泥烧结砖。
实施例5
一种淤泥烧结砖，按重量份计，其组分和比例为：冲洗碎石和机制砂产生的淤泥100份、地下水22份、氯化钠0.1份、亚硝酸钙0.2份、Ⅲ级粉煤灰10份、煤粉10份、甲基纤维素2份、松香引气剂2份。
其制备方法如下：
去除淤泥中的小碎石子，按上述比例，将淤泥与Ⅲ级粉煤灰、煤粉、甲基纤维素采用双轴搅拌机搅拌均匀，并进行陈化7天；将氯化钠、亚硝酸钙、松香引气剂溶解于地下水中；再将搅拌用水加入搅拌机中继续搅拌5min；将得到的拌合物通过挤压形成砖坯，再通过干燥窑进行干燥；将干燥后的砖坯通过隧道窑培烧，培烧温度为920℃，然后冷却后制得淤泥烧结砖。
对照例1
一种淤泥烧结砖，按重量份计，其组分和比例为：冲洗碎石和机制砂产生的淤泥100份、地下水20份。
其制备方法如下：
将淤泥与地下水搅拌均匀并进行陈化7天。将得到的拌合物通过挤压成砖坯，通过干燥窑进行干燥；将干燥后的砖坯通过隧道窑培烧，培烧温度为1100℃，然后冷却后制得淤泥烧结砖。
测试例1
据规范GB/T2542-2012，对对照例1和实施例1～5制备的淤泥烧结砖依次进行抗压强度和表观密度检测，试验结果如表1所示。与对照例1相比，实施例1～5通过采用钙质促进剂、反应剂固化淤泥中的氧化钙，降低了石灰爆裂发生的几率；掺加增稠剂提高泥浆的粘稠度，能够使引气剂引入的气饱稳定，为石灰爆裂引起的膨胀提供空间；采用助燃剂提高生产效率，低温活化剂可使该淤泥砖在低温下制砖坯。
表1试验结果
Figure BDA0002074792230000051

Claims (3)

1.一种淤泥烧结砖，其特征在于，按重量份由以下原料制备而成：冲洗碎石和机制砂产生的淤泥100份、搅拌水5～25份、钙质促进剂0.1～5份、低温活化剂0～0.5份、反应剂0～20份、助燃剂0～20份、增稠剂0～5份、引气剂1～5份；
所述钙质促进剂为氯化钠和玻璃粉的混合物；
所述增稠剂为甲基纤维素、甲基纤维素醚、聚丙烯酰胺中的一种或一种以上；
所述引气剂为松香引气剂或木质素磺酸钙引气剂；
所述低温活化剂为亚硝酸钙、亚硝酸钠、三乙醇胺中的一种或一种以上；
所述反应剂为Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰、Ⅲ级粉煤灰中的一种或一种以上；
所述助燃剂为煤矸石、煤粉中的一种或一种以上。
2.权利要求1所述的一种淤泥烧结砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对采石场中冲洗碎石和机制砂产生的淤泥进行处理，去除淤泥中的小碎石子；
(2)按重量份将淤泥与反应剂、助燃剂、增稠剂采用双轴搅拌机搅拌均匀，并进行陈化7天；
(3)按重量份将钙质促进剂、低温活化剂、引气剂加入搅拌水中；
(4)将步骤(3)所述搅拌水加入步骤(2)所述搅拌机中继续搅拌5min；
(5)将步骤(4)得到的拌合物通过挤压形成砖坯，再通过干燥窑进行干燥；
(6)将干燥后的砖坯通过隧道窑焙烧，冷却后制得淤泥烧结砖。
3.根据权利要求2所述的一种淤泥烧结砖的制备方法，其特征在于，步骤(6)所述焙烧的温度为800～1100℃。
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