CN104788063B - 一种免烧免压淤泥砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种免烧免压淤泥砖及其制备方法，主要由以下质量分数配比的各个组分制成：疏浚淤泥70~85%、水泥5~20%、石膏2~7%、矿渣0~20%、粉煤灰0~20%、石灰0~10%、早强剂0~1%。本发明具有以下优点：（1）本发明采用非烧结技术，可以节约能源，避免因煅烧而造成空气污染和固体废弃物污染；（2）本发明采用免压技术，无需压力成型，生产过程无需过多地动力投入；（3）本发明使用的疏浚淤泥无需进行脱水处理，工序简单易行；（4）本发明生产过程简单，无需蒸汽养护，使用机械少，投资少，耗能少；（5）本发明使用疏浚淤泥生产砖砌体材料，既能疏通河道、美化水域又可以变废为宝，实现资源的循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程与环境工程技术领域，本发明通过回收再生资源生产建筑材料，从而实现资源的回收利用，达到节约能源的目的，本发明尤其涉及一种免烧免压淤泥砖及其制备方法。
背景技术
烧结粘土砖，作为传统的墙体材料经过长时间的使用，存在一些问题：需要大量粘土，为获得粘土需要破坏大量的耕地；制备过程需要经过高温煅烧，需要消耗大量的能源；煅烧过程中产生大量固体、气体废弃物，对环境造成严重污染。因此，国家限制从耕地中取土烧制实心粘土砖。
我国江河湖海众多，泥沙大量淤积，为很好地发挥调蓄作用，供水抗旱，需要不断对江河湖海进行清淤。大量的淤泥如果不能得到很好的处理，随意丢放，不仅占用大量农田耕地，而且会造成严重环境问题。
现有技术中已经探索利用淤泥生产墙体材料，常见的有黄河淤泥烧结砖，以及掺入工业排放废料的免烧砖。中国专利CN2009102194015黄河淤泥烧结砖及其制造方法，其以黄河淤泥为主要生产原料，通过破碎筛分、配料、搅拌、陈化、成型、切割、干燥、焙烧等工艺步骤制成，优点在于大量利用黄河淤泥，可为黄河流域清淤，另一方面用炉渣、煤矸石废渣为配料，具有节能利废、资源合理化配置等优点。但是同样存在消耗大量能源，且对环境造成污染的不足。
非烧结淤泥砖大都需要进行淤泥的脱水处理，采用压力成型，蒸汽养护的方法，相比免烧免压砖而言，相对投资较大，尤其是压力成型机械价格不菲；生产过程中需要很大的动力投入，使用机械较多；生产过程需要进行脱水处理，工序复杂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中建筑用砖能源消耗高、易造成环境污染的不足，提供一种免烧免压淤泥砖及其制备方法，在生产成本低、生产工艺简单，能源消耗少、不产生环境污染的前提下，利用清淤淤泥生产出符合市场需求的免烧免压淤泥砖，达到既能疏通河道、美化水域环境又能变废为宝的双重目的。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种免烧免压淤泥砖，主要由以下质量分数配比的各个组分制成：疏浚淤泥70～85％、水泥5～20％、石膏2～7％、矿渣0～20％、粉煤灰0～20％、石灰0～10％、早强剂0～1％。
优选的，所述疏浚淤泥为从河道中直接清理出的淤泥，不需要经过脱水处理，其含水率为55～86％。
优选的，所述水泥为复合硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度不低于42.5。
优选的，所述石膏为建筑石膏粉。
优选的，所述矿渣为在高炉冶炼生铁时所得的熔融物，并经淬冷成粒后的活性粒化高炉矿渣，并经烘干、研磨得到矿渣粉末，其主要成分包括硅酸盐和硅铝酸盐。
优选的，所述石灰为块状生石灰经研磨、过筛得到的粉末状生石灰。
所述早强剂含量为纯物质含量。
一种免烧免压淤泥砖的制备方法，包含以下步骤：
(1)原料准备：取疏浚淤泥测定含水率，选择含水率在55～86％之间的疏浚淤泥备用；将高炉冶炼生铁时产生的以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷、烘干、研磨及过筛制备得具有活性的粒化高炉矿渣粉；将块状生石灰研磨，过孔径为2mm的筛，得到粉状生石灰物料备用；
(2)混合搅拌：采用人工投料或机械自动上料的方式将备好的疏浚淤泥、水泥、石膏、矿渣、粉煤灰、石灰和早强剂投入自主式搅拌机中，混合搅拌20～30分钟，混合均匀；
(3)制砖坯：将步骤(2)中获得的混合物料均匀密实地置于砖模中，并将表面处理平整；
(4)拆模：将砖模具置于水平面上，静置8～12小时，待砖坯硬化后将磨具拆开，取出制好的砖坯；
(5)养护：将制好的砖坯放置在20～25℃、80～100％湿度条件下养护10～28天，即可制得免烧免压淤泥砖。
本发明所述方法制得的淤泥砖可用作填充地基，铺设马路两边的路基以及铺设景观河道等。
有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用非烧结技术，可以节约能源，避免因煅烧而造成空气污染和固体废弃物污染；
(2)本发明采用免压技术，无需压力成型，生产过程无需过多的动力投入；
(3)本发明使用的疏浚淤泥无需进行脱水处理，工序简单易行；
(4)本发明生产过程简单，无需蒸汽养护，使用机械少，投资少，耗能少；
(5)本发明使用疏浚淤泥生产砖砌体材料，既能疏通河道、美化水域又可以变废为宝，实现资源的循环利用。
附图说明
图1是本发明所述的一种免烧免压淤泥砖制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
一种免烧免压淤泥砖，由以下质量分数配比的各个组分制成：疏浚淤泥82％、水泥12％、粉煤灰4％、石膏2％。其中疏浚淤泥为从连云港港口中直接清理出的淤泥，不需要经过脱水处理，其含水率为86％。
所述水泥为海螺牌复合硅酸盐水泥，水泥强度为42.5。
所述石膏粉为建筑用石膏粉。
一种免烧免压淤泥砖的制备方法，包含以下步骤：
(1)原料准备：取疏浚淤泥测定含水率，选择含水率为86％的疏浚淤泥备用；
(2)混合搅拌：采用人工投料的方式将备好的疏浚淤泥、水泥、粉煤灰、石膏投入自主式搅拌机中，混合搅拌30分钟，混合均匀；
(3)制砖坯：将步骤(2)中获得的混合物料均匀密实地装满240mm×115mm×53mm的标准砖模中，并将表面处理平整，每块砖的重量控制在2.4kg；
(4)拆模：将砖模具置于水平面上，静置8小时，待砖坯硬化后将磨具拆开，取出制好的砖坯；
(5)养护：将制好的砖坯放置在20℃、80％湿度条件下养护10天，即可制得免烧免压淤泥砖。
实施例2
一种免烧免压淤泥砖，由以下质量分数配比的各个组分制成：疏浚淤泥82％、水泥15％、石灰1％、石膏2％。其中疏浚淤泥为从连云港港口中直接清理出的淤泥，不需要经过脱水处理，其含水率为55％。
所述水泥为海螺牌复合硅酸盐水泥，水泥强度为42.5。
所述石灰为块状生石灰经研磨、过筛得到的粉末状生石灰。
一种免烧免压淤泥砖的制备方法，包含以下步骤：
(1)原料准备：取疏浚淤泥测定含水率，选择含水率为55％的疏浚淤泥备用；将块状生石灰研磨，过孔径为2mm的筛，得到粉状生石灰物料备用；
(2)混合搅拌：采用人工投料或机械自动上料的方式将备好的疏浚淤泥、水泥、石灰和石膏投入自主式搅拌机中，混合搅拌20分钟，混合均匀；
(3)制砖坯：将步骤(2)中获得的混合物料均匀密实地装满240mm×115mm×53mm的标准砖模中，并将表面处理平整，每块砖的重量控制在2.4kg；
(4)拆模：将砖模具置于水平面上，静置12小时，待砖坯硬化后将磨具拆开，取出制好的砖坯；
(5)养护：将制好的砖坯放置在22℃、100％湿度条件下养护28天，即可制得免烧免压淤泥砖。
实施例3
一种免烧免压淤泥砖，由以下质量分数配比的各个组分制成：疏浚淤泥82％、水泥8％、石膏2％、矿渣8％。
其中疏浚淤泥为从连云港港口中直接清理出的淤泥，不需要经过脱水处理，其含水率为62％。
所述水泥为复合硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度不低于42.5。
所述石膏为建筑石膏粉。
所述矿渣为在高炉冶炼生铁时所得的熔融物，并经淬冷成粒后的活性粒化高炉矿渣，并经烘干、研磨得到矿渣粉末，其主要成分包括硅酸盐和硅铝酸盐。
一种免烧免压淤泥砖的制备方法，包含以下步骤：
(1)原料准备：取疏浚淤泥测定含水率，选择含水率为62％的疏浚淤泥备用；将高炉冶炼生铁时产生的以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷、烘干、研磨及过筛制备得具有活性的粒化高炉矿渣粉；
(2)混合搅拌：采用人工投料或机械自动上料的方式将备好的疏浚淤泥、水泥、石膏、矿渣投入自主式搅拌机中，混合搅拌25分钟，混合均匀；
(3)制砖坯：将步骤(2)中获得的混合物料均匀密实地置于砖模中，并将表面处理平整；
(4)拆模：将砖模具置于水平面上，静置10小时，待砖坯硬化后将磨具拆开，取出制好的砖坯；
(5)养护：将制好的砖坯放置在23℃、90％湿度条件下养护22天，即可制得免烧免压淤泥砖。
实施例4
一种免烧免压淤泥砖，由以下质量分数配比的各个组分制成：疏浚淤泥82％、水泥4％、石膏2％、矿渣12％。
其中疏浚淤泥为从连云港港口中直接清理出的淤泥，不需要经过脱水处理，其含水率为68％。
所述水泥为复合硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度不低于42.5。
所述石膏为建筑石膏粉。
所述矿渣为在高炉冶炼生铁时所得的熔融物，并经淬冷成粒后的活性粒化高炉矿渣，并经烘干、研磨得到矿渣粉末，其主要成分包括硅酸盐和硅铝酸盐。
一种免烧免压淤泥砖的制备方法，包含以下步骤：
(1)原料准备：取疏浚淤泥测定含水率，选择含水率在68％之间的疏浚淤泥备用；将高炉冶炼生铁时产生的以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷、烘干、研磨及过筛制备得具有活性的粒化高炉矿渣粉；
(2)混合搅拌：采用人工投料或机械自动上料的方式将备好的疏浚淤泥、水泥、石膏、矿渣投入自主式搅拌机中，混合搅拌25分钟，混合均匀；
(3)制砖坯：将步骤(2)中获得的混合物料均匀密实地置于砖模中，并将表面处理平整；
(4)拆模：将砖模具置于水平面上，静置9小时，待砖坯硬化后将磨具拆开，取出制好的砖坯；
(5)养护：将制好的砖坯放置在24℃、85％湿度条件下养护25天，即可制得免烧免压淤泥砖。
实施例5
一种免烧免压淤泥砖，由以下质量分数配比的各个组分制成：疏浚淤泥81％、水泥16％、石膏2％、早强剂1％。
其中疏浚淤泥为从连云港港口中直接清理出的淤泥，不需要经过脱水处理，其含水率为72％。
所述水泥为复合硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度不低于42.5。
所述石膏为建筑石膏粉。
所述早强剂含量为纯物质含量。
一种免烧免压淤泥砖的制备方法，包含以下步骤：
(1)原料准备：取疏浚淤泥测定含水率，选择含水率在72％之间的疏浚淤泥备用；
(2)混合搅拌：采用人工投料或机械自动上料的方式将备好的疏浚淤泥、水泥、石膏、早强剂投入自主式搅拌机中，混合搅拌30分钟，混合均匀；
(3)制砖坯：将步骤(2)中获得的混合物料均匀密实地置于砖模中，并将表面处理平整；
(4)拆模：将砖模具置于水平面上，静置12小时，待砖坯硬化后将磨具拆开，取出制好的砖坯；
(5)养护：将制好的砖坯放置在25℃、85％湿度条件下养护18天，即可制得免烧免压淤泥砖。
实施例6
一种免烧免压淤泥砖，由以下质量分数配比的各个组分制成：疏浚淤泥82％、水泥12％、石膏2％、石灰4％。
其中疏浚淤泥为从连云港港口中直接清理出的淤泥，不需要经过脱水处理，其含水率为80％。
所述水泥为复合硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度不低于42.5。
所述石膏为建筑石膏粉。
所述石灰为块状生石灰经研磨、过筛得到的粉末状生石灰。
一种免烧免压淤泥砖的制备方法，包含以下步骤：
(1)原料准备：取疏浚淤泥测定含水率，选择含水率在72％之间的疏浚淤泥备用；将块状生石灰研磨，过孔径为2mm的筛，得到粉状生石灰物料备用；
(2)混合搅拌：采用人工投料或机械自动上料的方式将备好的疏浚淤泥、水泥、石膏、石灰投入自主式搅拌机中，混合搅拌30分钟，混合均匀；
(3)制砖坯：将步骤(2)中获得的混合物料均匀密实地置于砖模中，并将表面处理平整；
(4)拆模：将砖模具置于水平面上，静置12小时，待砖坯硬化后将磨具拆开，取出制好的砖坯；
(5)养护：将制好的砖坯放置在25℃、85％湿度条件下养护25天，即可制得免烧免压淤泥砖。
对实施例1～6制得的淤泥砖各项物理参数进行检测，结果如下表所示：
本发明反复试验验证，取得了满意的效果。本发明中的物料配比，即疏浚淤泥、水泥、石膏、矿渣、粉煤灰、石灰和早强剂的比例及相关工艺参数可在给出范围内灵活组合。
Claims (3)
1.一种免烧免压淤泥砖，其特征在于，由以下质量分数配比的各个组分制成：疏浚淤泥70~85%、水泥5~20%、石膏2~7%、矿渣0~20%、粉煤灰0~20%、石灰0~10%、早强剂0~1%；所述疏浚淤泥的含水率为55~86%；所述免烧免压淤泥砖由以下方法制得：（1）原料准备：取疏浚淤泥测定含水率，选择含水率在55~86%之间的疏浚淤泥备用；将高炉冶炼生铁时产生的以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷、烘干、研磨及过筛制备得具有活性的粒化高炉矿渣粉；将块状生石灰研磨，过孔径为2mm的筛，得到粉状生石灰备用；（2） 混合搅拌：采用人工投料或机械自动上料的方式将备好的疏浚淤泥、水泥、石膏、矿渣、粉煤灰、石灰及早强剂投入自主式搅拌机中，混合搅拌20~30分钟，混合均匀；（3）制砖坯：将步骤（2）中获得的混合物料均匀密实地置于砖模中，并将表面处理平整；（4）拆模：将砖模具置于水平面上，静置8~12小时，待砖坯硬化后将磨具拆开，取出制好的砖坯；（5）养护：将制好的砖坯放置在20~25℃、80~100%湿度条件下养护10~28天，即可制得免烧免压淤泥砖。
2.根据权利要求1所述一种免烧免压淤泥砖，其特征在于，所述水泥为复合硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度不低于42.5。
3.根据权利要求1所述一种免烧免压淤泥砖，其特征在于，所述石膏为建筑石膏粉。
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