一种利用河道底泥制备免烧结砖的方法和免烧结砖技术

本发明专利技术属于固体废弃物再利用技术领域，具体涉及一种利用河道底泥制备免烧结砖的方法和免烧结砖。本发明专利技术提供的制备方法将河道底泥干粉、水泥、减水剂、发泡料和水配合使用，通过简单的混合、成型和养护得到可利用的砖，无需烧结或者高温养护，降低了能耗，同时还丰富了河道底泥利用方式。

【技术实现步骤摘要】
一种利用河道底泥制备免烧结砖的方法和免烧结砖
本专利技术属于固体废弃物再利用
，具体涉及一种利用河道底泥制备免烧结砖的方法和免烧结砖。
技术介绍
随着城市化的快速发展，城市河道污染问题愈加严重，一旦水体受到污染物的污染，进入水体的污染物在物理化学作用下转化为固相，沉积于河流底泥中，导致河道底泥也存在严重的污染。在水体污染中，重金属污染是其中较为普遍的一种，因而河道底泥中多含有Cu、Zn、Pb、As、Cd、Cr、Mn、Hg等重金属离子，且大部分呈现复合型污染，使河流底泥的处理难度极大。目前底泥的处置方式有原位处置和异位处置两种。原位处置是指底泥不经过疏浚，直接采用物理、化学或生物技术减少污染底泥的量或者控制污染物毒性和释放的技术。国内外对河流污染底泥的原位处置技术主要有投加氧化剂、底泥覆盖技术、生物修复技术等。原位处置尚不成熟，且对河流生态系统会造成一定程度破坏，因此目前河道底泥的处理多是采用异位处置方法，即将底泥疏浚后再进行处置的方法。疏浚后底泥具有量大、污染成分复杂以及含水率高等特点，需要利用物理、化学方法进行处理。中国专利201210322843.4和201510389559.2提出以河道底泥为原料制备底泥砖，该方法能对重金属离子起到较好的固化作用，但制备过程中需要使用烧结或者高温养护步骤，能耗较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用河道底泥制备免烧结砖的方法，本专利技术提供的方法无需烧结，能耗低，且制备所得免烧结砖具有高强度和质轻的特点。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供了一种利用河道底泥制备免烧结砖的方法，包括以下步骤：将河道底泥干粉、水泥、减水剂和水混合，得到底泥浆料；将所述底泥浆料与发泡料混合，得到混合料；将所述混合料依次进行成型和养护，得到免烧结砖。优选的，所述河道底泥干粉的制备方法包括：将河道底泥依次进行干燥和细化，得到河道底泥干粉。优选的，所述河道底泥干粉的含水率≤10％；粒径为0.1～5mm。优选的，所述河道底泥干粉与水泥的质量比≥1。优选的，所述底泥浆料中，减水剂的质量浓度为0.2～0.3％。优选的，所述发泡料的制备原料包括发泡剂和水，所述发泡剂与水的用量比为1g:(40～50)mL。优选的，所述发泡剂包括动物蛋白质类发泡剂、植物蛋白类发泡剂和高分子发泡剂中的一种或几种。优选的，所述混合料中，底泥浆料与发泡料的体积比为100:(54～75)。优选的，所述成型时，振动幅度≤5mm，振动频率为18～24次/min，振动时间10～15s；所述养护的湿度为70～80％，温度为20～30℃，时间为25～30天。本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的免烧结砖，其特征在于，所述免烧结砖具有封闭的孔隙结构，孔隙率为35～60％，平均孔径为260～370μm。本专利技术提供了一种利用河道底泥制备免烧结砖的方法，包括以下步骤：将河道底泥干粉、水泥、减水剂和水混合，得到底泥浆料；将所述底泥浆料与发泡料混合，得到混合料；将所述混合料依次进行成型和养护，得到免烧结砖。本专利技术提供的上述制备方法将河道底泥干粉、水泥、减水剂、发泡料和水配合使用，通过简单的混合、成型和养护得到可利用的砖，无需烧结或者高温养护，降低了能耗，且所得免烧结砖的密度达到620～850kg·m-3，抗压强度为2.1～4.35MPa，抗折强度0.5～1.4MPa。附图说明图1为本专利技术提供的利用河道底泥制备免烧结砖的方法的流程示意图；图2为本专利技术提供的免烧结砖的光学显微图；图3为本专利技术提供的免烧结砖的实物图。具体实施方式本专利技术提供了一种利用河道底泥制备免烧结砖的方法，包括以下步骤：将河道底泥干粉、水泥、减水剂和水混合，得到底泥浆料；将所述底泥浆料与发泡料混合，得到混合料；将所述混合料依次进行成型和养护，得到免烧结砖。本专利技术将河道底泥干粉、水泥、减水剂和水混合，得到底泥浆料。在本专利技术中，所述河道底泥干粉的含水率优选≤10％，更优选为1～8％，再优选为3～5％；所述河道底泥的粒径优选为0.1～5mm，更优选为0.5～4mm，再优选为1～3mm。本专利技术所述河道底泥干粉的制备方法优选包括：将河道底泥依次进行干燥和细化，得到河道底泥干粉。本专利技术对所述河道底泥的来源没有任何要求，任何需要资源化利用的河道底泥均可。在本专利技术中，所述干燥优选包括脱水和深度脱水；所述脱水的方式优选包括机械脱水或自然脱水，所述脱水的程度以能得到含水率为50～70％的半固态河道底泥为准；所述深度脱水的方式优选为风干，深度脱水的程度以能得到含水率≤10％的物料即可。干燥后，本专利技术对干燥后得到的物料进行细化，所述细化的方式优选为机械研磨；细化程度以能得到上述粒度范围的河道底泥干粉为准。在本专利技术中，所述水泥采用本领域技术人员熟知的市售产品，具体可以是42.5级或52.5级的水泥。在本专利技术中，所述减水剂优选为聚羧酸米减水剂，更优选为常熟高泰助剂有限公司提供的产品型号为EthacrylHF50的市售产品。在本专利技术中，制备底泥浆料时，河道底泥干粉与水泥的质量比优选≥1，更优选为(2.0～1.0):1；减水剂的质量优选为水泥质量的0.20～0.30％，更优选为0.22～0.27％，再优选为0.23～0.25％；水料比优选为0.4～0.5，更优选为0.42～0.48，再优选为0.45。在本专利技术中，所述河道底泥干粉、水泥、减水剂和水的混合方式优选为：将河道底泥干粉与水泥混合，然后加入水，再添加减水剂；混合、加水和添加减水剂的过程中均在搅拌条件下进行，所述搅拌的速度优选为300～500r/min，更优选为450r/min；混合、加水和添加减水剂的各个阶段的搅拌时间优选为1～3min，更优选为1～2min。本专利技术优选采用上述用量和混合方式，能得到流动性较好的底泥浆料，避免搅拌不均或者泌水现象出现，为制备强度较高的免烧结砖提供物料基础。在本专利技术中，所述底泥浆料的流动度优选为120～280mm，更优选为150～240mm。得到底泥浆料后，本专利技术将所述底泥浆料与发泡料混合，得到混合料。在本专利技术中，所述发泡料的制备原料优选包括发泡剂和水，所述发泡剂的发泡性能优选满足以下要求：发泡剂发出泡沫1h后，泡沫沉陷距离小于10mm，泌水量小于80mL，且发出超过20倍的气泡。在本专利技术具体实施过程中，所述发泡剂优选为动物蛋白质类发泡剂、植物蛋白类发泡剂和高分子发泡剂中的一种或几种，所述发泡剂为几种组分的混合物时，本专利技术对所述混合物中各组分的质量比没有特殊要求。在本专利技术中，所述发泡剂优选为合肥百乐公司提供的市售产品。本专利技术所述发泡料的制备原料中的水优选为自来水。在本专利技术中，所述发泡剂和水的用量比优选为1g:(40～50)mL，更优选为1g:(42～47)mL，再优选为1g:45mL。在本专利技术中，所述发泡料的制备方法优选为将发泡剂和水的混合液进行发泡得到，所述发泡的方式优选为机械发泡，更优选在FP-X100型水泥发泡机中进行。本专利技术所述发泡为高压空气发泡技术，具体是采用空气射流二次成泡原理，发泡机为无级可调转速，搅拌轴三级搅拌叶片，强涡流搅拌。在本专利技术中，所述底泥浆料与发泡料的体积比优选为100:(54～75)，更优选为100:(55～70)，再优选为100:(60～65)；所述底泥浆料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用河道底泥制备免烧结砖的方法，包括以下步骤：将河道底泥干粉、水泥、减水剂和水混合，得到底泥浆料；将所述底泥浆料与发泡料混合，得到混合料；将所述混合料依次进行成型和养护，得到免烧结砖。

【技术特征摘要】
1.一种利用河道底泥制备免烧结砖的方法，包括以下步骤：将河道底泥干粉、水泥、减水剂和水混合，得到底泥浆料；将所述底泥浆料与发泡料混合，得到混合料；将所述混合料依次进行成型和养护，得到免烧结砖。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述河道底泥干粉的制备方法包括：将河道底泥依次进行干燥和细化，得到河道底泥干粉。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述河道底泥干粉的含水率≤10％；粒径为0.1～5mm。4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述河道底泥干粉与水泥的质量比≥1。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述底泥浆料中，减水剂的质量浓度为0.2～0.3％。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发泡料的制备原料...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玲，杨小云，曹心德，申哲民，南红岩，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31