CN114538871B - 利用河湖底泥制备免烧透水砖的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用河湖底泥制备免烧透水砖的方法,包括如下步骤:(1)原料选取,选取底泥、赤泥、矿渣、生石灰和纤维为原料;(2)原料预处理;(3)混合搅拌,将原料均匀搅拌得到混合物料;(4)静压成型,将混合物料在模具中压制成型;(5)砖胚养护;将透水砖采用蒸汽养护的方式进行养护,制得透水砖;(6)二次微生物吸附;将制得的透水砖在室温用水冲洗干净,然后放在菌悬液中,静置,使微生物吸附挂膜。本发明通过静压成型制砖,降低了耗能,避免了产生的污染,制备的免烧透水砖携带能够处理地表径流中污染物的微生物,实现了废弃物的循环利用,透水率高。

Description

利用河湖底泥制备免烧透水砖的方法
技术领域
本发明涉及一种利用河湖底泥制备生态透水砖的方法,属于河湖底泥废弃物处理技术领域。
背景技术
海绵城市建设离不开透水材料和蓄水材料,其中透水砖就是最主要的需求产品之一。与普通混凝土路面实心砖不同,透水砖作为一种海绵城市所需的新型功能环保砖体,其砖体内部富含大量孔隙结构,这使砖体不但具有一定的载重能力,同时拥有良好的渗水透气的性能。采用透水砖铺设路面,不仅可以为地下雨水的补给提供通道,避免地下水资源枯竭,同时可以有效缓解硬化路面造成的城市内涝、地面径流现象,避免二次污染。透水砖的保水性能,使得其在夏季高温条件下,砖体内部孔隙结构中的存水,可以通过蒸发作用进入大气中,蒸发的过程中不仅可以吸收带走地面的热量,同时进入空气中的水蒸气很增加环境湿度,该过程有利于缓解“城市热岛”效应。除此之外透水砖还具有降噪、增摩的功能。
重金属污染物会通过汽油燃烧、轮胎的磨损、油脂的渗漏等过程产生,其通常吸附于颗粒物表面或以化学态、离子态的形式附着于地面。经过雨水的冲刷作用,重金属污染物溶于雨水径流渗入地下或排入受纳水体,造成土壤污染、水体污染,影响生态环境。透水砖的功能也不应该仅仅局限于透水与保水,透水砖更应在处理雨水中污染物发挥作用。
河道底泥是土壤、岩石及矿物的自然侵蚀产物、生物过程产物、有机质降解产物、污水排出物与湖底河床母质等随水流迁移而沉降积累在水体底部的堆积物质的统称。近年来,由于各类废水的排放,大量重金属、难降解有机物以及N、P等营养物进入河道,并沉积在底泥中,使其成为污染物的蓄积库。河道底泥不及时清除不仅会严重影响生态环境,还会形成二次污染。环保疏浚是改善河湖生境、降低内源污染的有效手段,每年我国都需要疏浚出大量的河流底泥。清淤底泥存在量大难处理的问题,如未得到妥善处置,不仅占用大量土地,还会因雨水淋洗造成土壤和水体的二次污染。
目前底泥处理的常用方法是堆肥和焚烧。堆肥法存在污染渗漏、占地面积大及费用昂贵的问题,同时,随着大部分垃圾填埋场日常生活垃圾量增大,大部分填埋场不接收底泥;焚烧法则造成资源的巨大浪费,并且存在产生剧毒气体的风险。由于传统的底泥处置方法存在各种各样的不足,所以底泥的资源化利用是底泥处置的发展方向,其中底泥代替粘土的资源化利用具有光明的前景。
以底泥为主要原料研发透水砖相对较少、而且主要集中在烧结透水砖,少有对免烧透水砖的相关专利文献报道。例如现有技术中,中国专利文献CN113087492A公开的一种铁尾矿制备的烧结透水砖及其制备方法,其方法就需要将混合物料以5℃/min的升温速率,在烧结温度1050-1150℃下保温1-2h。烧结透水砖的方法在烧结的过程中不仅对烧结工艺要求高,而且还会消耗大量的能源,增加成本的同时还会对环境造成一定的污染。同时存在的少量的免烧砖专利中,砖胚的制作一般是一次压制成型。例如CN106517950A公开的一种免烧结透水砖及其制备方法,通过将混合料在50-60HZ的频率下振压8-10s的方法制备砖胚;这样形成的透水砖存在物料压制不够紧密,从而导致强度不够的问题。
因此设计一种以河湖底泥为主要原料具有降解能力的免烧生态透水砖的制备方法是有必要的。首先,利用河湖底泥为主要原料,以资源化利用的方法处理底泥,有效的处理了大量底泥,在避免了传统底泥处置方法产生的浪费土地资源和污染环境的危害的同时,节省了粘土资源。其次,免烧的制作工艺节省了能源,降低了成本。最后,本方法制造出海绵城市所需的新型功能环保砖体,不仅能够缓解由于大面积铺装路面带来的城市内涝、城市热岛效应问题,还能够处理部分污染物。
发明内容
本发明针对河湖底泥在制备免烧结透的现有技术存在的不足,在于提供一种简单快捷、强度高的利用河湖底泥制备免烧透水砖的方法,以河湖底泥为主要原料,采用压制免烧工艺制成的生态透水砖。
本发明的利用河湖底泥制备免烧透水砖的方法,包括如下步骤:
(1)原料选取;
选取底泥、赤泥、矿渣、生石灰和纤维为原料;
优选地:底泥选用河道疏浚底泥;矿渣选用S95级矿粉;生石灰选用一等品建筑生石灰;纤维选用植物纤维,长度为10-15mm;微生物选用芽孢杆菌。
(2)原料预处理;
①将底泥过100目筛,以3℃/分钟的加热速率升温至150-200℃低温煅烧10-20分钟;
②赤泥自然晒干后破碎,过300目筛;
③生石灰过50目筛;
④纤维预处理:
将纤维放入微生物菌液中完全浸没,在30-40℃的恒温中浸泡处理4-6小时,然后将浸泡处理过的纤维在30-40℃烘干4-6小时。
所述微生物菌液是由芽孢杆菌进行活化与复增后制成。
(3)混合搅拌;
将步骤(2)预处理后的原料按照质量份矿渣10-20份、底泥50-60份、赤泥10-20份、生石灰30-40份、纤维0.5-1份以及水20-30份的比例配制,先将底泥、石灰、纤维和5-15份的水混合搅拌,搅拌速度为40-60转/分钟,搅拌时间为5-8分钟,随后加入赤泥、矿渣及剩余水继续均匀搅拌5-8分钟,得到混合物料。
(4)静压成型;
将步骤(2)中得到的混合物料在模具中压制成型;
具体过程是:先将模具底部填充上厚度0.5-2cm的混合物料,并在12-15Mpa的压力下压制10-15秒压实并直至砖体成孔,然后再逐步加入物料,每加入约1-2cm压实一次并保证砖体能够成孔,直到整个模具中填充完混合物料,在20-30Mpa的压力下压制25-35秒,制得透水砖砖胚;
(5)砖胚养护;
将步骤(4)中制得的透水砖采用蒸汽养护的方式进行养护,制得透水砖;
所述养护经历以下四个阶段,分别为预养期、升温期、恒温期、降温期:
预养期:透水砖压制成型后,先放到温度为20±2℃和湿度大于95%的环境养护5-8小时以获得初始的强度;
升温期:将经过预养期的透水砖以50-60℃/小时的升温速度进行养护,升温至80-90℃;
恒温期:在80-90℃恒温养护24-30小时;
降温期:以5-10℃/小时的速率进行降温,使砖体表面温度与外界温差不大于20℃。
养护期结束后,制得透水砖。
(6)二次微生物吸附;
将制得的透水砖,在室温用水冲洗干净,然后放在芽孢杆菌菌悬液中,在25-35℃的恒温中静置2天,使微生物吸附挂膜。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1.本发明通过低温煅烧底泥的方法避免了因底泥成分活性不足导致砖体强度低,易断裂破碎的问题。当进行低温煅烧后,底泥开始失去吸附水和部分结晶水,水化活性提高,更容易和混合材料中的其他组分发生化学反应,宏观方面使得胶砂强度提升。
2.本发明选用吸附微生物的纤维作为制砖原料,结合透水砖二次吸附微生物的方法制备负载微生物的免烧透水砖,可以有效截留降解地表径流中的污染物,同时具有显著的透水性能。负载的芽孢杆菌具有耐氧化、耐挤压、耐高温、耐酸碱、快速复活和较强分泌酶等特点,在有氧、无氧条件、温度120℃下都能存活,能够在制备过程中的碱性环境和养护温度下存活。
3.本发明通过免烧静压成型制砖,与烧结成砖相比,降低了耗能,同时也避免了烧结过程中产生的污染,满足碳中和、碳达峰的要求,符合国家保护生态环境的基本国策。
4.本发明采用分步静压的方法制作砖胚,不仅使砖体密实,强度符合使用标准,而且保证了砖体的成孔效果。
5.本发明主要选取底泥为原料,实现了废弃物的资源化利用,有效的解决了疏浚底泥量大难处理的问题,减少了环境污染问题,降低了粘土资源的使用,具有很好的社会效益、生态效益和经济效益。
6.本发明使用机械成孔的方法,有效的避免了因静压成型带来的透水率下降的问题。
附图说明
图1是本发明利用河湖底泥制备免烧透水砖的方法的流程图。
图2是本发明中所使用的模具结构示意图。
图中:1.承压板,2.承压柱,3.定位孔,4.连通孔,5.压料板,6.造孔柱,7.定位柱,8.围板,9.下底板。
具体实施方式
为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂,以下结合实施例和附图作详细说明。本发明的方法如无特殊说明,均为本领域常规方法。
本发明的利用河湖底泥制备免烧透水砖的方法,包括如下步骤:
(1)原料选取及预处理;
选取底泥、赤泥、矿渣、生石灰、纤维为原料。在使用之前,需要对原料进行预处理。
底泥选用河道疏浚底泥,底泥需过100目筛。由于底泥中二氧化硅等反应成分活性较低,为了提高原料的利用率,底泥需要在烘箱中以3℃/min的加热速率升温至150-200℃低温煅烧10-20min,以活化SiO2、Al2O3等物质。
赤泥选用拜耳法赤泥,自堆放场取回的赤泥大部分呈块状,且有一定含水率和硬度。使用前将其自然晒干,用球磨机破碎,过300目筛。
矿渣选用S95级矿粉。
生石灰选用一等品建筑生石灰,过50目筛。
纤维选用植物纤维,选用10-15mm长度的植物纤维。纤维能很好地镶嵌在透水砖中,分担砖体产生的应力,以延缓或避免透水砖中快速出现裂缝。
微生物选用无毒无害、具有一定耐碱性、生存能力强、处理能力强的芽孢杆菌。芽孢杆菌能够生物降解苯酚和甲苯,生物吸附水溶液中的有毒金属,以及对污水系统中的重金属解毒等。将所选芽孢杆菌按现有技术进行活化与复增后制成微生物菌液。然后将选好的纤维放入微生物菌液中,使其浸没完全。之后移到温度为30-40℃的恒温恒压培养箱中浸泡处理4-6小时。再将浸泡处理过的纤维均匀铺在锡箔纸中,之后将锡箔纸密封后在30-40℃烘干4-6小时。
(2)混合搅拌;
将处理后的原料按照矿渣10-20份、底泥50-60份、赤泥10-20份、生石灰30-40份、纤维0.5-1份、水20-30份的比例配制。于搅拌机中,先倒入50-60份低温煅烧后的底泥、30-40份石灰、0.5-1份纤维及5-15份的水混合搅拌,搅拌速度为40-60r/min,搅拌时间为5-8min,随后向搅拌器中加入10-20份赤泥、10-20份矿渣及剩余水继续均匀搅拌5-8min,得到混合物料。
(3)静压成型;
模具的结构如图2所示,包括承压板1、承压柱2、压料板5、造孔柱6、固定柱7、围板8和下底板9。下底板9和围板8构成下模,围板8固定在下底板9上形成凹槽以盛装混合物料,下底板9上在围板8的外侧设置有定位柱7,凹槽内分布有固定在下底板9上的造孔柱6。压料板5和承压板1构成上模,承压板1通过承压柱2连接在压料板5上,压料板5上设置有用于穿入定位柱7的定位孔3以及用于穿入造孔柱6的连通孔4。
机械成孔时,将步骤(2)中得到的搅拌均匀的物料,均匀填充于下模的凹槽中,通过造孔柱6形成孔洞。承压板1连接在压力机上,压力机带动承压板1下移,定位孔3穿入定位柱7,使上下模定位连接,压力机继续施压,使压料板5上的连通孔穿入造孔柱6。
当成型压力较小时,坯体没有被压实,粉料间较为疏松,粉料之间的孔隙较大,坯体强度较低。成型压力较大时,又消耗了能源,降低了孔隙率。因此在填充过程中,先将模具底部填充上厚度0.5-2cm左右的物料并在12-15Mpa的压力下压制10-15秒压实并直至砖体成孔。然后再逐步向上填充物料,每填充1-2cm都应压实一次并保证砖体能够成孔,直到最后填充完所有基料后,在20-30Mpa的压力下压制25-35s,制得透水砖砖胚。
(4)砖胚养护;
将步骤(3)中制得的透水砖采用蒸汽养护的方式进行养护,共需要经历四个阶段,分别为预养期、升温期、恒温期、降温期。
预养期:在此期间已经进行了一定的水化反应,从而使得砖体获得一定的初期结构强度。预养期过短,在升温期由于温度的升高,而砖体又没有足够的初始强度,在内应力的作用下结构将产生大量的裂缝、孔隙。而过长则会影响生产效率。故透水砖压制而成之后,先放到温度为20±2℃、湿度大于95%的标准养护箱中养护5-8h来获得初始的强度,然后再放入蒸压釜中养护。
升温期:在此期间,升温速率不易太慢,否则养护周期长,但也不易过快,否则容易导致混凝土因体积膨胀太快而产生温度变形和裂缝。故将经过预养期的透水砖试块放到蒸压釜中以50-60℃/h的升温速度升温至80-90℃进行养护。
恒温期:恒温期内主要是加速水化过程,从而使砖体强度迅速增加。恒温阶段是蒸汽养护中最重要、最关键的阶段,恒温温度的高低决定了所需恒温时间的长短,恒温温度也不宜过高,否则会使水化反应太快,造成砖体内结构疏松,影响混凝土的抗压强度和耐久性。故温度升到80-90℃时恒温养护透水砖24-30h。
降温期:在此期间,降温不易过快,否则容易导致砖体因表面和内部温差大而产生拉应力裂缝;同时,还要注意环境湿度,防止因水分散失而破坏内部结构。故在规定的温度内养护之后停止加热,以5-10℃/h的速率进行降温,当砖体表面温度与外界温差不大于20℃时,将从蒸压釜中取出。
养护期结束后,制得透水砖。
(5)二次微生物吸附;
将制得的透水砖,在室温用水冲洗干净,然后放在芽孢杆菌菌悬液中,在25-35℃的恒温中静置2天,使微生物吸附挂膜。
以下给出具体实施例。
实施例1
(1)选取河道疏浚底泥、拜耳法赤泥、S95级矿粉、一等品建筑生石灰、黄麻为原料。将选取后的底泥、赤泥、生石灰放入球磨机中进行粉碎,底泥过100目筛、赤泥过300目筛、生石灰过50目筛。然后将底泥在烘箱中以3℃/min的加热速率升温至200℃低温煅烧10min。微生物选用地衣芽孢杆菌。
将地衣芽孢杆菌进行活化与复增后制成微生物菌液。将10mm长度的黄麻放入微生物菌液中完全浸没,移到恒温恒压培养箱中,在温度为30℃浸泡处理6小时,然后将浸泡处理过的纤维均匀铺在锡箔纸中,将锡箔纸密封后放在烘箱中40℃的烘干4小时。
(2)将处理后的原料按照矿渣10份、底泥55份、赤泥15份、生石灰30份、黄麻0.5份、水20份的比例配制。于搅拌机中,先倒入55份低温煅烧后的底泥、30份石灰、0.5份黄麻及10份的水混合搅拌,搅拌速度为40r/min,搅拌时间为8min,随后向搅拌器中加入15份赤泥、10份矿渣及剩余水继续均匀搅拌8min,得到混合物料。
(3)将混合物料均匀填充于图2所示的模具中,在填充过程中,先将模具底部填充上1cm的物料并在13.5Mpa的压力下压制12秒压实并直至砖体成孔。然后再逐步向上填充物料,每填充1cm都应压实一次并保证砖体能够成孔,直到最后填充完所有基料后,在30Mpa的压力下压制30s,制得透水砖砖胚。
(4)将制得的透水砖采用蒸汽养护的方式进行养护,共需要经历四个阶段,分别为预养期、升温期、恒温期、降温期。
预养期:透水砖压制而成之后,先放到温度为20±2℃、湿度大于95%的标准养护箱中养护8h来获得初始的强度,然后再放入蒸压釜中养护。
升温期:经过预养期的透水砖试块放到蒸压釜中以50℃/h的升温速度进行养护。
恒温期:温度升到80℃时恒温养护透水砖30h。
降温期:在规定的温度内养护之后停止加热,以7℃/h的速率进行降温,当砖体表面温度与外界温差不大于20℃时,从蒸压釜中取出。
养护期结束后,制得透水砖。
(5)将制得的透水砖,在室温水中冲洗后,将透水砖放在菌悬液中,25-35℃静置2天,使微生物吸附挂膜。
按照上述方法所制的样品的抗压强度为41.6MPa,透水系数为0.1cm/s。
实施例2
(1)选取底泥、赤泥、S95级矿粉、一等品建筑生石灰、剑麻为原料。将选取后的底泥、赤泥、生石灰放入球磨机中进行粉碎,底泥过100目筛、赤泥过300目筛、生石灰过50目筛。然后将底泥在烘箱中以3℃/min的加热速率升温至150℃低温煅烧20min。微生物选用侧孢短芽孢杆菌。将侧孢短芽孢杆菌进行活化与复增后制成微生物菌液。
然后将15mm长度的剑麻放入微生物菌液中完全浸没,在温度为40℃浸泡处理4小时,然后将浸泡处理过的纤维均匀铺在锡箔纸中,将锡箔纸密封后放在烘箱中35℃的烘干5小时。
(2)将处理后的原料按照矿渣20份、底泥60份、赤泥20份、生石灰40份、剑麻1份、水30份的比例配制。于搅拌机中,先倒入60份低温煅烧后的底泥、40份石灰、1份剑麻及15份的水混合搅拌,搅拌速度为60r/min,搅拌时间为6min,随后向搅拌器中加入20份赤泥、20份矿渣及剩余水继续均匀搅拌6min,得到混合物料。
(3)将混合物料均匀填充于图2所示模具中,在填充过程中,先将模具底部填充上厚度0.5cm的混合物料,并在12Mpa的压力下压制10秒压实并直至砖体成孔,然后再逐步加入物料,每加入约1.5cm压实一次并保证砖体能够成孔,直到整个模具中填充完混合物料,在20Mpa的压力下压制35秒,制得透水砖砖胚。
(4)将制得的透水砖采用蒸汽养护的方式进行养护,共需要经历四个阶段,分别为预养期、升温期、恒温期、降温期。
预养期:透水砖压制而成之后,先放到温度为20±2℃、湿度大于95%的标准养护箱中养护6h来获得初始的强度,然后再放入蒸压釜中养护。
升温期:经过预养期的透水砖试块放到蒸压釜中以55℃/h的升温速度进行养护。
恒温期:温度升到85℃时恒温养护透水砖27h。
降温期:在规定的温度内养护之后停止加热,以10℃/h的速率进行降温,当砖体表面温度与外界温差不大于20℃时,从蒸压釜中取出。
养护期结束后,制得透水砖;
(5)将制得的透水砖,在室温水中冲洗后,将透水砖放在菌悬液中,25-35℃静置2天,使微生物吸附挂膜。
按照上述方法所制的样品的抗压强度为43.4MPa,透水系数为0.12cm/s。
实施例3
(1)选取疏浚底泥、拜耳法赤泥、S95级矿粉、一等品建筑生石灰、黄麻为原料。选取后的底泥、赤泥、生石灰放入球磨机中进行粉碎,底泥过100目筛、赤泥过300目筛、生石灰过50目筛。然后将底泥在烘箱中以3℃/min的加热速率升温至180℃低温煅烧15min。微生物选用地衣芽孢杆菌。将地衣芽孢杆菌进行活化与复增后制成微生物菌液。
然后将13mm长度的黄麻放入微生物菌液中完全浸没。在温度为35℃浸泡处理5小时,然后将浸泡处理过的纤维均匀铺在锡箔纸中,将锡箔纸密封后放在烘箱中30℃的烘干6小时。
(2)将处理后的原料按照矿渣15份、底泥50份、赤泥10份、生石灰35份、黄麻0.7份、水30份的比例配制。于搅拌机中,先倒入60份低温煅烧后的底泥、35份石灰、1份黄麻及5份的水混合搅拌,搅拌速度为50r/min,搅拌时间为8min,随后向搅拌器中加入15份赤泥、10份矿渣及剩余水继续均匀搅拌8min,得到混合物料。
(3)将混合物料均匀填充于图2所示模具中,在填充过程中,先将模具底部填充上厚度2cm的混合物料,并在15Mpa的压力下压制15秒压实并直至砖体成孔,然后再逐步加入物料,每加入2cm压实一次并保证砖体能够成孔,直到整个模具中填充完混合物料,在25Mpa的压力下压制25秒,制得透水砖砖胚。
(4)将制得的透水砖采用蒸汽养护的方式进行养护,共需要经历四个阶段,分别为预养期、升温期、恒温期、降温期。
预养期:透水砖压制而成之后,先放到温度为20±2℃、湿度大于95%的标准养护箱中养护6h来获得初始的强度,然后再放入蒸压釜中养护。
升温期:经过预养期的透水砖试块放到蒸压釜中以60℃/h的升温速度进行养护。
恒温期:温度升到90℃时恒温养护透水砖24h。
降温期:在规定的温度内养护之后停止加热,以5℃/h的速率进行降温,当砖体表面温度与外界温差不大于20℃时,从蒸压釜中取出。
养护期结束后,制得透水砖;
(5)将制得的透水砖,在室温水中冲洗后,将透水砖放在菌悬液中,25-35℃静置2天,使微生物吸附挂膜。
按照上述方法所制的样品的抗压强度为40.2MPa,透水系数为0.1cm/s。

Claims (5)

1.一种利用河湖底泥制备免烧透水砖的方法,其特征是,包括如下步骤:
(1)原料选取;
选取底泥、赤泥、矿渣、生石灰和纤维为原料;所述底泥选用河道疏浚底泥,纤维选用植物纤维;
(2)原料预处理;
①将底泥过100目筛,以3℃/分钟的加热速率升温至150-200℃低温煅烧10-20分钟;
②赤泥自然晒干后破碎,过300目筛;
③生石灰过50目筛;
④纤维预处理:
将纤维放入微生物菌液中完全浸没,在30-40℃的恒温中,浸泡处理4-6小时,所述微生物菌液是由芽孢杆菌进行活化与复增后制成;然后将浸泡处理过的纤维在30-40℃烘干4-6小时;
(3)混合搅拌;
将步骤(2)预处理后的原料按照质量份矿渣10-20份、底泥50-60份、赤泥10-20份、生石灰30-40份、纤维0.5-1份以及水20-30份的比例混合,配制成混合物料;
(4)静压成型;
将步骤(3)中得到的混合物料在模具中压制成型;
所述模具的结构,包括承压板(1)、承压柱(2)、压料板(5)、造孔柱(6)、固定柱(7)、围板(8)和下底板(9),下底板(9)和围板(8)构成下模,围板(8)固定在下底板(9)上形成凹槽以盛装混合物料,下底板(9)上在围板(8)的外侧设置有定位柱(7),凹槽内分布有固定在下底板(9)上的造孔柱(6),压料板(5)和承压板(1)构成上模,承压板(1)通过承压柱(2)连接在压料板(5)上,压料板(5)上设置有用于穿入定位柱(7)的定位孔(3)以及用于穿入造孔柱(6)的连通孔(4);
所述压制成型的过程是:先将模具底部填充上厚度0.5-2cm的混合物料,并在12-15Mpa的压力下压制10-15秒压实并直至砖体成孔,然后再逐步加入物料,每加入1-2cm压实一次并保证砖体能够成孔,直到整个模具中填充完混合物料,在20-30Mpa的压力下压制25-35秒,制得透水砖砖胚;
(5)砖胚养护;
将步骤(4)中制得的透水砖砖胚采用蒸汽养护的方式进行养护,制得透水砖;
(6)二次微生物吸附;
将制得的透水砖,在室温用水冲洗干净,然后放在芽孢杆菌菌悬液中,静置后使微生物吸附挂膜。
2.根据权利要求1所述的利用河湖底泥制备免烧透水砖的方法,其特征是,所述步骤(1)中矿渣选用S95级矿粉;生石灰选用一等品建筑生石灰。
3.根据权利要求1所述的利用河湖底泥制备免烧透水砖的方法,其特征是,所述步骤(3)中的混合,是先将底泥、石灰、纤维和5-15份的水混合搅拌,搅拌速度为40-60转/分钟,搅拌时间为5-8分钟,随后加入赤泥、矿渣及剩余水继续均匀搅拌5-8分钟,得到混合物料。
4.根据权利要求1所述的利用河湖底泥制备免烧透水砖的方法,其特征是,所述步骤(5)中的养护经历以下四个阶段,分别为预养期、升温期、恒温期、降温期:
预养期:透水砖压制成型后,先放到温度为20±2℃和湿度大于95%的环境养护5-8小时以获得初始的强度;
升温期:将经过预养期的透水砖以50-60℃/小时的升温速度进行养护,升温至80-90℃;
恒温期:在80-90℃恒温养护24-30小时;
降温期:以5-10℃/小时的速率进行降温,使砖体表面温度与外界温差不大于20℃。
5.根据权利要求1所述的利用河湖底泥制备免烧透水砖的方法,其特征是,所述步骤(6)中将制得的透水砖,在室温用水冲洗干净,然后放在芽孢杆菌菌悬液中,在25-35℃的恒温中静置2天使微生物吸附挂膜。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3985567A (en) * 1974-09-18 1976-10-12 University Of Guyana Method of treating bauxite waste red mud with acid and making construction bricks from the treated material
CN104788063A (zh) * 2015-04-29 2015-07-22 河海大学 一种免烧免压淤泥砖及其制备方法
CN107082598A (zh) * 2017-06-20 2017-08-22 合肥慧林建材有限公司 一种以河湖底泥为主料的环保型路面砖及制备方法
CN109336511A (zh) * 2018-11-23 2019-02-15 郑辉 一种利用苎麻纤维和河道淤泥制备保温砖的方法
CN110092632A (zh) * 2019-05-23 2019-08-06 成都工业学院 一种具有净化作用的多孔透水砖及其制备方法
CN111072355A (zh) * 2018-10-18 2020-04-28 厦门汉沃环保科技有限公司 一种海淤泥免烧砖及其制备方法
CN113387620A (zh) * 2021-06-16 2021-09-14 河海大学 一种基于碱激发胶凝材料的固化疏浚淤泥块体及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3985567A (en) * 1974-09-18 1976-10-12 University Of Guyana Method of treating bauxite waste red mud with acid and making construction bricks from the treated material
CN104788063A (zh) * 2015-04-29 2015-07-22 河海大学 一种免烧免压淤泥砖及其制备方法
CN107082598A (zh) * 2017-06-20 2017-08-22 合肥慧林建材有限公司 一种以河湖底泥为主料的环保型路面砖及制备方法
CN111072355A (zh) * 2018-10-18 2020-04-28 厦门汉沃环保科技有限公司 一种海淤泥免烧砖及其制备方法
CN109336511A (zh) * 2018-11-23 2019-02-15 郑辉 一种利用苎麻纤维和河道淤泥制备保温砖的方法
CN110092632A (zh) * 2019-05-23 2019-08-06 成都工业学院 一种具有净化作用的多孔透水砖及其制备方法
CN113387620A (zh) * 2021-06-16 2021-09-14 河海大学 一种基于碱激发胶凝材料的固化疏浚淤泥块体及其制备方法

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