[go: up one dir, main page]

CN105884277B - 一种利用重金属污染土制备混凝土的方法 - Google Patents

一种利用重金属污染土制备混凝土的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105884277B
CN105884277B CN201610223288.8A CN201610223288A CN105884277B CN 105884277 B CN105884277 B CN 105884277B CN 201610223288 A CN201610223288 A CN 201610223288A CN 105884277 B CN105884277 B CN 105884277B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heavy metal
concrete
contaminated soil
cement
polluted soil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610223288.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105884277A (zh
Inventor
殷辉
刘凡
李江山
黄传琴
王砚
秦张杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong Agricultural University
Original Assignee
Huazhong Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong Agricultural University filed Critical Huazhong Agricultural University
Priority to CN201610223288.8A priority Critical patent/CN105884277B/zh
Publication of CN105884277A publication Critical patent/CN105884277A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105884277B publication Critical patent/CN105884277B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Abstract

本发明公开了一种利用重金属污染土制备混凝土的方法，该方法采用水泥对重金属污染土进行固化处理，提高重金属的稳定性，通过高压压实成型，使重金属污染土快速成岩，采用二氧化碳对固化污染土进行碳化处理，使固化污染土硬度增加，吸水性、碱度和孔隙减小，污染物的溶出风险降低，破碎后的碳化污染土作为混凝土骨料，通过添加水泥、河砂和水，搅拌后形成不同强度的混凝土。本发明实现了重金属污染土的资源化利用，具有强度大、污染小、价格低及制作方便等特点。

Description

一种利用重金属污染土制备混凝土的方法
技术领域
本发明涉及混凝土的制备方法，尤其是一种利用重金属污染土制备混凝土的方法。
背景技术
据统计，我国约140万hm2的污水灌区中，约有64.8％的土壤遭受重金属污染，目前，针对重金属污染土修复，通常采用淋洗、固化稳定化等工艺。土壤化学淋洗修复技术效率高、速度快且比较彻底，但淋洗溶液的处理价格较高，二次污染现象突出。固化稳定化技术操作方便、成本低廉，但长期稳定性好，且处理后的土壤资源化利用途径受限。CN103803881A公开了一种重金属污染土制砖方法，它是将重金属污染土先淋洗后再加入磷矿渣和水泥制砖，从而实现了重金属污染土和磷矿渣的资源化利用。但是目前尚没有用重金属污染土制备混凝土的报道。
由于基础建设的需要，我国每年需要大量的混凝土，因此，对石材、河砂等建筑材料的需求量也较大，而这些自然资源也在不断枯竭。将重金属污染土作为混凝土骨料是一条可行的途经，但如何控制污染土中重金属的释放，以及提高混凝土骨料的强度是实现该途径的重要瓶颈。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种利用重金属污染土制备混凝土的方法，其技术解决方案为：
一种利用重金属污染土制备混凝土的方法，该方法包括以下步骤：
1)将重金属污染土与水泥进行混合，搅拌，水泥与重金属污染土干重的重量比为1：3～7，然后加水继续搅拌，水与水泥和重金属污染土总干重的质量比为1：4～6，得到预混料；
2)将预混料在0.8～1.5MPa的压力下压实成型，得到干密度为1.5～2.5吨/m3的预混块；
3)将预混块放在空气中养护5～10天，使含水率小于5％；
4)再将预混块置于高压二氧化碳下碳化20～30小时，二氧化碳的压力控制在8～15kPa；
5)将碳化后的预混块破碎，过筛，得到粒径为10～20mm的混凝土骨料；
6)将混凝土骨料与水泥、河砂、水按常规比例进行混合，再向其中添加1.5～3％的混凝土减水剂，搅拌，制成混凝土。
优选地，步骤1)中，水泥与重金属污染土干重的质量比为1：5。
优选地，步骤1)中，水与水泥和重金属污染土总干重的质量比为1：5。
优选地，步骤2)中，所述预混块的干密度为2吨/m3。
本发明的有益效果是：
采用水泥对重金属污染土进行固化稳定化处理，通过重金属的吸附、沉淀等反应原理，降低混凝土骨料的环境风险，水泥水化反应提高骨料强度，采用高压压实成型，使固化污染土快速成岩，采用二氧化碳进行碳化处理，生成大量碳性钙，提高骨料的硬度，同时降低骨料碱度和孔隙度，减小骨料中污染物的释放和骨料的吸水性。破碎后的骨料具有岩石的性质，通过添加河砂细骨料、水泥和水，搅拌后可形成具有一定强度等级的混凝土。该混凝土不但解决了重金属污染土的处理问题，而且制备过程简单，环境污染小，抗压强度大且稳定，是一种资源节约且环境友好的建筑材料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细描述。
实施例1
一种利用重金属污染土制备混凝土的方法，其步骤如下：
1)将重金属污染土置于搅拌装置中，添加水泥进行搅拌，水泥与重金属污染土干重的质量比例为1：5，搅拌2分钟，使水泥和重金属污染土均匀混合，然后再向搅拌装置中添加水，水与水泥和重金属污染土总干重的质量比为1：5，该含水率既可确保水泥水化反应的进行，又能使固化污染土压得密实，搅拌5分钟，形成混合物，在水的作用下，水泥发生水化反应，生成具有胶凝特性的水化产物，使重金属污染土强度增加，孔隙率减小，水化产物通过物理化学作用，如吸附、沉淀、包裹等，使污染土中重金属钝化；
2)将预混料压实成型，采用压砖机或压力机，压实力为1MPa，使预混块干密度为2吨/m3，压实作用使固化污染土更加密实，水化产物与土壤颗粒相互作用，形成具有致密网状结构团聚体，固化污染土逐渐岩化，强度不断增长。
3)将预混块放在空气中养护，使预混块中水化反应进行完全，养护7天，使预混块含水率小于5％，目的是使成型体在强度增长的同时，内部孔隙打通，为二氧化碳的进入提供路径。
4)再将预混块置于碳化装置中进行碳化，二氧化碳压力控制在10kPa，使二氧化碳能充分进入预混块中，碳化24小时，确保预混块碳化完全，二氧化碳可与水化产物发生反应，生成强度更高的新物质，并可以填充预混块中的孔隙，使预混块强度增加，吸水性、碱度和孔隙减小，污染物释放减小。
5)将碳化后的预混块进行破碎，过筛，保留10mm-20mm粒径，作为混凝土骨料，此骨料强度大，吸水性低；
6)将得到的混凝土骨料、水泥、河砂和水按3.68∶1∶1.81∶0.51的比例进行混合、搅拌，再向其中添加减水剂，添加量为水泥质量的2％，减水剂可提高混凝土的流动性，减少水的用量，制成重金属污染土混凝土。
实施例2
一种利用重金属污染土制备混凝土的方法，其步骤如下：
1)将重金属污染土与水泥进行混合，搅拌，水泥与重金属污染土干重的质量比为1：3，然后加水继续搅拌，水与水泥和重金属污染土总干重的质量比为1：4，得到预混料；
2)将预混料在0.8MPa的压力下压实成型，得到干密度为1.5吨/m3的预混块；
3)将预混块放在空气中养护5天，使含水率小于5％；
4)再将预混块置于高压二氧化碳下碳化30小时，二氧化碳的压力控制在8kPa；
5)将碳化后的预混块破碎，过筛，得到粒径为10～20mm的混凝土骨料；
6)将混凝土骨料与水泥、河砂、水按常规比例进行混合，再向其中添加1.5％的混凝土减水剂，搅拌，制成混凝土。
实施例3
一种利用重金属污染土制备混凝土的方法，其步骤如下：
1)将重金属污染土与水泥进行混合，搅拌，水泥与重金属污染土干重的质量比为1：7，然后加水继续搅拌，水与水泥和重金属污染土总干重的质量比为1：6，得到预混料；
2)将预混料在1.5MPa的压力下压实成型，得到干密度为2.5吨/m3的预混块；
3)将预混块放在空气中养护10天，使含水率小于5％；
4)再将预混块置于高压二氧化碳下碳化20小时，二氧化碳的压力控制在15kPa；
5)将碳化后的预混块破碎，过筛，得到粒径为10～20mm的混凝土骨料；
6)将混凝土骨料与水泥、河砂、水按常规比例进行混合，再向其中添加3％的混凝土减水剂，搅拌，制成混凝土。
测定实施例1～3制备的混凝土的抗压强度、重金属浸出浓度。浸出浓度采用《固体废物—浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ 557—2010)标准。结果见下表：
——：未检出。

Claims (4)

1.一种利用重金属污染土制备混凝土的方法，该方法包括以下步骤：
1)将重金属污染土与水泥进行混合，搅拌，水泥与重金属污染土干重的质量比为1：3～7，然后加水继续搅拌，水与水泥和重金属污染土总干重的质量比为1：4～6，得到预混料；
2)将预混料在0.8～1.5MPa的压力下压实成型，得到干密度为1.5～2.5吨/m3的预混块；
3)将预混块放在空气中养护5～10天，使含水率小于5％；
4)再将预混块置于高压二氧化碳下碳化20～30小时，二氧化碳的压力控制在8～15kPa；
5)将碳化后的预混块破碎，过筛，得到粒径为10～20mm的混凝土骨料；
6)将混凝土骨料与水泥、河砂、水按常规比例进行混合，再向其中添加混凝土减水剂，添加量为水泥质量的1.5～3％，搅拌，制成混凝土。
2.如权利要求1所述利用重金属污染土制备混凝土的方法，其特征在于：步骤1)中，水泥与重金属污染土干重的质量比为1：5。
3.如权利要求1所述利用重金属污染土制备混凝土的方法，其特征在于：步骤1)中，水与水泥和重金属污染土总干重的质量比为1：5。
4.如权利要求1所述利用重金属污染土制备混凝土的方法，其特征在于：步骤2)中，所述预混块的干密度为2吨/m3。
CN201610223288.8A 2016-04-12 2016-04-12 一种利用重金属污染土制备混凝土的方法 Active CN105884277B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610223288.8A CN105884277B (zh) 2016-04-12 2016-04-12 一种利用重金属污染土制备混凝土的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610223288.8A CN105884277B (zh) 2016-04-12 2016-04-12 一种利用重金属污染土制备混凝土的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105884277A CN105884277A (zh) 2016-08-24
CN105884277B true CN105884277B (zh) 2017-10-17

Family

ID=57013164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610223288.8A Active CN105884277B (zh) 2016-04-12 2016-04-12 一种利用重金属污染土制备混凝土的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105884277B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108034432A (zh) * 2018-01-04 2018-05-15 台州泰捷化工科技有限公司 一种重金属污染土壤修复剂及其应用

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107244843A (zh) * 2017-07-10 2017-10-13 北京首华科技发展有限公司 一种处理后的污染土砌块及其制作方法
CN112251235B (zh) * 2020-10-23 2021-11-26 安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院(芜湖) 一种钢渣基固化剂制备方法及Cd污染土的处理系统及方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5276255A (en) * 1992-12-30 1994-01-04 Stark J Norman Cementitious encapsulation of waste materials and/or contaminated soils containing heavy metals, to render them immobile
KR101220994B1 (ko) * 2011-03-16 2013-01-10 권은자 흙을 주재로 하는 바인더 조성물을 이용한 투수성 포장재
CN104110023A (zh) * 2014-07-31 2014-10-22 东南大学 一种加速碳化处理铅污染地基装置及操作方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108034432A (zh) * 2018-01-04 2018-05-15 台州泰捷化工科技有限公司 一种重金属污染土壤修复剂及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN105884277A (zh) 2016-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112125541B (zh) 一种湿法碳化活化废旧混凝土再生微粉的方法及再生微粉的应用
CN104452525B (zh) 一种透水砖及其制备方法
CN100545124C (zh) 一种建筑垃圾及工业固体废弃物回收利用技术方法
CN107117892A (zh) 一种大掺量利用余泥渣土制备的免烧砖及其制备工艺
CN108774041B (zh) 一种以人造碳化钢渣小球作骨料的透水砖及其制备方法
CN103771776A (zh) 一种再生微粉混凝土及其制备方法
CN110228973A (zh) 一种城市生活垃圾焚烧底渣再生砂浆制备方法
CN101623619A (zh) 发泡型工业废渣基复合脱磷材料
He et al. Recycling of plastic waste concrete to prepare an effective additive for early strength and late permeability improvement of cement paste
CN109400080B (zh) 一种无机固化粉煤灰充填材料及其制备方法
CN113754364B (zh) 一种基于渣土洗砂尾泥的人造骨料及其制备方法
CN105884277B (zh) 一种利用重金属污染土制备混凝土的方法
CN107879681B (zh) 一种混凝土浆料、碱激发轻质橡胶再生混凝土及其制备方法
CN114956628A (zh) 一种高强度磷石膏基再生骨料及其制备方法
CN101805161A (zh) 钻井固体废弃物制免烧砖胶结剂
CN105985075A (zh) 一种水泥混凝土废弃物的回收再利用方法
CN106316248B (zh) 一种采用混凝土搅拌站废浆制备的低自收缩高强混凝土
CN106630813A (zh) 一种用于钻井岩屑处理的固化剂及其应用
CN103934261B (zh) 一种场地修复中污染土暂存区地面防渗及硬化的方法
CN116375378A (zh) 一种固体废弃物固化河道底泥重金属及免烧裹壳陶粒的制备方法、河道底泥基免烧裹壳陶粒
CN105130286A (zh) 一种河道底泥吸附砖及其制备方法
CN114163174B (zh) 一种固废基改性胶结材料及其应用
CN104310920A (zh) 一种利用高硅型铁尾矿制备混凝土建筑材料的方法
CN103722001B (zh) 一种生活垃圾资源化利用方法
CN106269836A (zh) 有机污染土壤的固化稳定化方法及其在土壤修复中的应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant