一种掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥、混凝土及制备方法技术

本发明专利技术提供掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥、混凝土及制备方法，涉及水工建筑材料与固体废弃物综合利用领域。混凝土的制备利用海洋海岸及内河航道工程产生的废弃物疏浚土，和贝类固体废弃物牡蛎壳，直接替代混凝土配合料中的部分水泥；充分利用了牡蛎壳质硬的特点，和疏浚土的天然资源；解决了环境污染问题，减少了废弃物处置的生态环境压力，并降低了混凝土成本，减少了碳排放。同时实现了废弃牡蛎壳和疏浚土的资源循环利用，且工艺简单，成本低廉，具有较强的市场应用前景及推广价值。

A kind of ecological cement and concrete mixed with dredged soil and oyster shell and its preparation method

The invention provides an ecological cement, concrete and a preparation method doped with dredging soil and oyster shell, and relates to the field of comprehensive utilization of hydraulic construction materials and solid wastes. The preparation of concrete makes use of the waste dredged soil from the marine coast and inland waterway projects, and oyster shell, which is a shellfish solid waste, to directly replace part of the cement in the concrete mix; it makes full use of the hard nature of oyster shell and the natural resources of dredged soil; it solves the problem of environmental pollution, reduces the ecological environmental pressure of waste disposal, and reduces the concrete yield Ben, reducing carbon emissions. At the same time, the resource recycling of waste oyster shell and dredged soil is realized, and the technology is simple and the cost is low, which has a strong market application prospect and promotion value.

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥、混凝土及制备方法
本专利技术涉及水泥混凝土制备技术及固体废弃物综合利用领域，具体涉及一种掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥及混凝土制备方法。
技术介绍
随着我国海洋资源开发利用及内河航道等级提升建设的不断快速发展，疏浚土废弃物的产生量越来越大，晾晒填埋等处理方式给生态环境带来了巨大压力。此外，随着海洋贝类产品市场需求的不断扩大，以牡蛎为代表的贝类养殖规模和生产加工能力得到大幅提升，随之产生的牡蛎壳废弃物也带来了各种环境污染和安全隐患问题。与此同时，疏浚土和牡蛎壳的大量废弃，也属于一种资源的浪费。疏浚土是在疏通、扩宽或挖深河湖等水域时，用人力或机械进行水下土石方开挖工程所产生的土，具有颗粒细、承载力小等特点。牡蛎壳的主要成分为钙盐(CaCO3)，具有质硬的特点，因拥有丰富的天然多孔表面而具有较强的吸附能力，还具有一定的生物活性、交换能力和催化分解等作用。因此，研究一种能实现废弃疏浚土和牡蛎壳的资源循环利用，具有生态、环保、节能和低碳性，同时降低了制作成本的掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥、混凝土及混凝土制备方法，具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥、混凝土及混凝土制备方法，将海洋海岸及内河航道工程产生的废弃物疏浚土，和贝类固体废弃物牡蛎壳，替代混凝土配合料中的部分水泥，实现资源的循环利用，达到良好的生态环境效益。一种掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥，所述生态水泥包括牡蛎壳、疏浚土、水泥，所述生态水泥中各组分的质量百分数分别为：牡蛎壳4.1-19.3％，疏浚土8.9-34.1％，水泥54.2-85.3％。近一步的，所述牡蛎壳来自于自然条件下或人工养殖后的废弃牡蛎壳。近一步的，所述疏浚土来自于河湖或海洋工程建设及日常港池航道维护过程中所产生的废弃疏浚土。包括掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥的混凝土，所述混凝土包括生态水泥、水、砂石、水玻璃。混凝土的制备方法，包括如下步骤：S1、将所述牡蛎壳研磨至粉末状；将所述疏浚土烘干、碾碎并过筛；所述疏浚土、牡蛎壳、水泥混合，得到生态水泥；S2、将生态水泥与砂石充分混合后，加入水和水玻璃进行拌合得到混凝土。进一步的，所述牡蛎壳研磨至60-100目粉末状。进一步的，所述疏浚土的烘干温度为105-110℃，过筛后尺寸为0-5mm。本专利技术具有以下的特点和有益效果：1、本专利技术提供的一种掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥及混凝土，利用海洋海岸及内河航道工程产生的废弃物疏浚土，和贝类固体废弃物牡蛎壳，直接替代混凝土配合料中的部分水泥；充分利用了牡蛎壳质硬的特点，和疏浚土的天然资源；解决了环境污染问题，减少了废弃物处置的生态环境压力，并降低了混凝土成本，减少了碳排放；2、本专利技术提供的一种根据生态水泥制备的混凝土，所制备的混凝土在胶砂性能、工作性能(坍落度)、力学性能(抗压强度)、耐久性能等方面，与普通混凝土的性质相当，同时实现了废弃牡蛎壳和疏浚土的资源循环利用，且工艺简单，成本低廉，具有较强的市场应用前景及推广价值。附图说明图1为本专利技术实施例1中，牡蛎壳质量分数为生态水泥总质量的13.7％时，生态水泥中疏浚土掺量对混凝土抗压强度的影响图；图2为本专利技术实施例2中，牡蛎壳质量分数为生态水泥总质量的11.3％时，生态水泥中疏浚土掺量对混凝土坍落度的影响图；图3为本专利技术实施例3中，牡蛎壳质量分数为生态水泥总质量的8.1％时，生态水泥中疏浚土掺量对混凝土抗压强度(力学性能)的影响图；图4为本专利技术实施例4中，牡蛎壳质量分数为生态水泥总质量的15.0％，疏浚土质量分数为生态水泥总质量的29.3％的生态水泥，所制成生态混凝土的收缩试验结果图。具体实施方式本专利技术提供了一种掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥，所述生态水泥制作材料包括牡蛎壳、疏浚土、水泥，按质量含量计，所述生态水泥包括牡蛎壳4.1-19.3％，疏浚土8.9-34.1％，水泥54.2-85.3％。在本专利技术中，所述牡蛎壳来自于自然条件下或人工养殖后的废弃牡蛎壳；所述疏浚土来自于河湖或海洋工程建设及日常港池航道维护过程中所产生的废弃疏浚土；所述水泥采用市场上常规水泥产品。根据掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥得到的混凝土，所述混凝土包括生态水泥、水、砂石、水玻璃。混凝土的制备方法，包括如下步骤：S1、将所述牡蛎壳研磨至60-100目粉末状；将所述疏浚土烘干、碾碎并过筛，所述疏浚土的烘干温度为105-110℃，过筛后尺寸为0-5mm；所述疏浚土、牡蛎壳、水泥混合，得到生态水泥；S2、将生态水泥与砂石充分混合后，加入水和水玻璃进行拌合得到混凝土。为了进一步说明本专利技术，下面结合实施例对本专利技术提供的一种掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本专利技术保护范围的限定。实施例1开展混凝土强度试验验证本专利技术中提供的一种掺杂疏浚土和牡蛎壳生态水泥所制备混凝土的性能：1)首先将牡蛎壳充分研磨至粉末状，过60-100目的筛，将疏浚土在105-110℃下烘干、碾碎并过筛后，取0-5mm的疏浚土干料制备样品；第一组样品：称量水玻璃108g，牡蛎壳46.8g，水泥261.9g，干化疏浚土33.3g，标准砂1350g，水225g；第二组样品：称量水玻璃108g，牡蛎壳46.8g，水泥227.25g，干化疏浚土67.95g，标准砂1350g，水225g；第三组样品：称量水玻璃108g，牡蛎壳46.8g，水泥192.6g，干化疏浚土102.6g，标准砂1350g，水225g；2)进行混凝土的制备，将步骤1)中的牡蛎壳、水泥、疏浚土直接掺杂混合，得到生态水泥；将标准砂与制备好的生态水泥混合后，加水和水玻璃进行拌和，直至拌和均匀；3)进行试件的制备，首先将空模和模套固定在振实台上，装第一层步骤2)制备的混凝土，振实60次；然后装第二层步骤2)制备的混凝土，振实60次后，取下试模抹平；4)进行试件的养护，试件成型后立即放入标养箱中养护，温度条件为20±2℃，相对湿度条件为95％以上；24h脱模编号后，在养护池中养护至试验时间，养护时间分别为3天、28天；5)进行试件的强度试验，先用中心加荷法测定抗折强度；将抗折后的6个半截试体进行抗压试验；计算样品的抗折强度和抗压强度结果。图1为本实施例中，掺杂牡蛎壳质量分数为13.7％时，生态水泥中疏浚土掺量对胶砂抗压强度的影响图。由图1可知，当生态水泥中牡蛎壳质量分数为13.7％，疏浚土掺杂质量分数分别为9.7％、19.9％、30.0％，对应水泥质量分数分别为76.6％、66.4％、56.3％时，3d强度分别为23.4MPa、23.6MPa、30.2MPa，28d强度分别为50.1MPa、51.6MPa、52.4MPa，与未掺杂疏浚土和牡蛎壳的普通商品水泥(3d强度28.2MPa，28d强度55.2MPa)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥，其特征在于，所述生态水泥包括牡蛎壳、疏浚土、水泥，所述生态水泥中各组分的质量百分数分别为：牡蛎壳4.1-19.3％，疏浚土8.9-34.1％，水泥54.2-85.3％。/n

【技术特征摘要】
1.一种掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥，其特征在于，所述生态水泥包括牡蛎壳、疏浚土、水泥，所述生态水泥中各组分的质量百分数分别为：牡蛎壳4.1-19.3％，疏浚土8.9-34.1％，水泥54.2-85.3％。


2.根据权利要求1所述的一种掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥，其特征在于，所述牡蛎壳来自于自然条件下或人工养殖后的废弃牡蛎壳。


3.根据权利要求1或2所述的一种掺杂疏浚土和牡蛎壳的生态水泥，其特征在于，所述疏浚土来自于河湖或海洋工程建设及日常港池航道维护过程中所产生的废弃疏浚土。


4.包括权利要求1-3任一项所述的掺杂疏浚土和牡蛎壳的生...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭士涛，齐兆宇，郑天立，胡健波，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12