一种废渣基淤泥免烧砖外加剂及其施用方法技术

本发明专利技术公开了一种废渣基淤泥免烧砖外加剂及其施用方法，属于水利工程与土木工程领域。本发明专利技术选用了矿粉、白云石、偏高岭土、炼钢炉渣、硫酸钠、木质素磺酸盐、高锰酸钾、硫酸铝铁和水作为主要原料，同时制备并采用改性聚丙烯酸酯，以增强前述材料的胶结、分散、氧化、早强效果。进行施用时，向经过闷料处理的废渣淤泥中加入由该外加剂与水泥混合而成的固化剂并共同拌和后，在特制模具中填料并通过热压成型，脱模后在自然条件下进行养护。本发明专利技术中所涉及的外加剂原材料具有成本低，污染小，易获取的优点，施用工艺易于操作，所得产品的最高直接压缩强度可达到20~25 MPa。MPa。

【技术实现步骤摘要】
一种废渣基淤泥免烧砖外加剂及其施用方法


[0001]本专利技术属于土木工程和水利工程的
，特别是涉及一种废渣基淤泥免烧砖外加剂及其施用方法。

技术介绍

[0002]一方面，我国正面临巨大的环保压力。由于国家对淤泥处置必要性并没有特别重视，我国目前的淤泥安全无害化处置率尚不到30％，远不及水处理和大气处理，这便导致国内生产淤泥的企业乱排乱倒，造成淤泥堆积的现象愈专利技术显，其对环境的危害日益加剧。
[0003]淤泥之所以难以进行无害化处理是因为一般淤泥含水率高达80％以上，整个淤泥所处的环境并不适宜清挖扰动，清挖难度很大。淤泥长时间堆放容易滋生细菌，散发出恶臭味，若是在下风口，将严重的影响下风口周边的居住环境，垃圾填埋场中的淤泥会经过经水浸泡、溶解，产生渗滤液，若不做好倒排和阻隔工作，渗滤液将污染周边的地下水体和地表水；另外填埋场中淤泥绝大部分含有重金属，如果不进行处置，淤泥中的重金属将会迁移至周边土壤，造成周边土壤污染。
[0004]另一方面，当前水利工程与土木工程领域中所使用的多类材料存在生产能耗高，开采难度大，资源存量少，施用难度大等问题，不利于可持续发展。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种废渣基淤泥免烧砖外加剂及施用方案，以解决目前土木工程与水利工程领域中砌体生产能耗大以及冶金行业废料处理难，污染大等环保问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术将通过如下技术方案实现：一种废渣基淤泥免烧砖外加剂，所述外加剂为AB料形式，即通过A料和B料均匀混合制成而成。
[0007]在进一步的实施例中，所述A料由高岭石和白云石磨细后共同煅烧而得；
[0008]所述B料包括：改性聚丙烯酸酯、硫酸钠、木质素磺酸盐、高锰酸钾、硫酸铝铁与蒸馏水。
[0009]在进一步的实施例中，所述A料与B料进行混合时的质量比为10～15∶1。
[0010]在进一步的实施例中，所述A料的制备方法具体包括以下步骤：
[0011]步骤101、将高岭石与白云石应放入振动粉磨机中进行粉磨，每次粉磨2～3kg，粉磨时间为3～5min，粉磨后需过0.2mm筛，得到混合粉料；
[0012]步骤102、将上述混合粉料置入煅烧竖窑中煅烧至1200℃；
[0013]步骤103、将煅烧过程产生的CO2通过除尘器净化并加热至250℃；
[0014]步骤104、将加热后的CO2加入煅烧竖窑中辅助高岭石与白云石煅烧，完成循环；
[0015]步骤105、确认煅烧后的高岭石与白云石性状，要求呈灰白色粉末状，细度达到10～15μm，活性指数为105～115％。
[0016]在进一步的实施例中，所述A料中高岭石和白云石的质量之比为1.5～3∶0.5～1；
[0017]B料中改性聚丙烯酸酯、硫酸钠、木质素磺酸盐、高锰酸钾、硫酸铝铁与水的质量之比为3.4～3.5∶6.8～7.1∶2.4∶1∶1∶20。
[0018]在进一步的实施例中，所述B料中的改性聚丙烯酸酯的分子量为2200～3300，其中改性聚丙烯酸酯所使用的改性剂为：H2O2、异抗坏血酸和过氧叔丁醇，具体包括以下骤：
[0019]步骤201、单体预乳化液的制备：将蒸馏水、聚氧乙烯烷基醚、2
‑
丙烯酸
‑2‑
乙基己基酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺充分搅拌后放置备用；
[0020]步骤202、改性聚丙烯酸酯的合成：在玻璃反应釜中加入蒸馏水，升温至60～70℃后加入单体预乳化液，搅拌5～10min后加入H2O2与异抗坏血酸反应10～20min后升温至70～75℃，滴加剩余的单体预乳化液，同步滴加蒸馏水、H2O2和异抗坏血酸，滴加时间4～5h，保温1.5～2.5h；
[0021]待溶液降温至55～65℃时分别滴加过氧化叔丁醇和蒸馏水的混合液及异抗坏血酸和蒸馏水的混合液，滴加时间0.4～0.6h，然后保温0.4～0.6h；
[0022]后处理剂添加完后降温到室温，搅拌0.4～0.6h后，用200目滤网过滤后得到改性聚丙烯酸酯乳液产品。
[0023]在进一步的实施例中，所述蒸馏水、聚氧乙烯烷基醚、2
‑
丙烯酸
‑2‑
乙基己基酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺的质量之比为25～27∶5∶20∶26～27∶1。
[0024]在进一步的实施例中，所述步骤202具体如下：第一次滴加时加入的单体预乳化液占所配置单体乳化液总量的5％，加入蒸馏水、单体预乳化液、H2O2和异抗坏血酸的质量之比为360∶71∶1∶1；
[0025]第二次滴加时加入剩余所有单体预乳化液，加入蒸馏水、单体预乳化液、H2O2和异抗坏血酸的质量之比为53∶450∶1∶1；
[0026]第三次滴加时加入的异抗坏血酸质量应为第二次滴加量的50～55％；加入的蒸馏水、过氧化叔丁醇和异抗坏血酸的质量之比为20∶1∶1.6。
[0027]使用如上所述的废渣基淤泥免烧砖外加剂的施用方法，具体包括以下步骤：
[0028]第1步，淤泥预处理：剔除淤泥中明显的动植物残渣，并通过闷料，控制拌和含水率不高于120％；
[0029]第2步，制备固化剂：将外加剂与水泥按一定比例均匀混合后加入水，制成固化剂；
[0030]第3步，素体的成型：将第1步中处理所得的淤泥加入炼钢炉渣后与第2步制得的固化剂充分混合搅拌，待拌和均匀后于特制模具中通过热压成型，得到素体；
[0031]第4步，将第3步所得的素体脱模养护，待其硬化后得到废渣基淤泥免烧砖成品。
[0032]在进一步的实施例中，在第1步中，所使用的淤泥为高含水率土体，通过闷料控制拌和时含水率不高于120％，液限含水率为50％～55％，塑限含水率为25％～30％，绝干密度为1.4g/cm3；闷料的操作为在自然状态的淤泥中加入天然淤泥质量2％～6％的偏铝酸钠，均匀拌和后静置；
[0033]在第2步中，固化剂由外加剂、水泥和水构成，三者的质量之比为2.2～2.4∶1∶3.6～3.8；
[0034]在第3步中，所述淤泥、炼钢炉渣、固化剂的质量比为1～1.5∶3～3.5∶2～2.5；以不超过20kN/s的速率进行加载，在荷载达到200kN时停止加载并进行保压，保持200kN荷载不少于1min，随后以不超过20kN/s的速率卸载；
[0035]在第4步中，养护制度为自然养护，在养护7d后强度可达到10～15MPa，在养护28d后强度将稳定在25～30MPa。
[0036]本专利技术的有益效果：本专利技术公开了一种利用外加剂固化淤泥及工业废料以制备人工石的方法，是将经过生石灰或塔底灰闷料处理的淤泥与一定质量比的高岭石、白云石、偏铝酸钠、硫铝酸盐水泥、偏高岭土、氟改性聚丙烯酸酯、硫酸钠、木质素磺酸盐依照一定工序与一定质量的水搅拌至均匀后通过机械压实的方式制成坯体，其后对毛边进行切割，并在一定条件下养护而得。本专利技术的原材料来源广泛，并充分利用工程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废渣基淤泥免烧砖外加剂，其特征在于，所述外加剂为AB料形式，即通过A料和B料均匀混合制成而成。2.根据权利要求1所述的一种废渣基淤泥免烧砖外加剂，其特征在于，所述A料由高岭石和白云石磨细后共同煅烧而得；所述B料包括：改性聚丙烯酸酯、硫酸钠、木质素磺酸盐、高锰酸钾、硫酸铝铁与蒸馏水。3.根据权利要求1所述的一种废渣基淤泥免烧砖外加剂，其特征在于，所述A料与B料进行混合时的质量比为10～15∶1。4.根据权利要求2所述的一种废渣基淤泥免烧砖外加剂，其特征在于，所述A料的制备方法具体包括以下步骤：步骤101、将高岭石与白云石应放入振动粉磨机中进行粉磨，每次粉磨2～3kg，粉磨时间为3～5min，粉磨后需过0.2mm筛，得到混合粉料；步骤102、将上述混合粉料置入煅烧竖窑中煅烧至1200℃；步骤103、将煅烧过程产生的CO2通过除尘器净化并加热至250℃；步骤104、将加热后的CO2加入煅烧竖窑中辅助高岭石与白云石煅烧，完成循环；步骤105、确认煅烧后的高岭石与白云石性状，要求呈灰白色粉末状，细度达到10～15μm，活性指数为105～115％。5.根据权利要求2所述的一种废渣基淤泥免烧砖外加剂，其特征在于，所述A料中高岭石和白云石的质量之比为1.5～3∶0.5～1；B料中改性聚丙烯酸酯、硫酸钠、木质素磺酸盐、高锰酸钾、硫酸铝铁与水的质量之比为3.4～3.5∶6.8～7.1∶2.4∶1∶1∶20。6.根据权利要求2所述的一种废渣基淤泥免烧砖外加剂，其特征在于，所述B料中的改性聚丙烯酸酯的分子量为2200～3300，其中改性聚丙烯酸酯所使用的改性剂为：H2O2、异抗坏血酸和过氧叔丁醇，具体包括以下骤：步骤201、单体预乳化液的制备：将蒸馏水、聚氧乙烯烷基醚、2
‑
丙烯酸
‑2‑
乙基己基酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺充分搅拌后放置备用；步骤202、改性聚丙烯酸酯的合成：在玻璃反应釜中加入蒸馏水，升温至60～70℃后加入单体预乳化液，搅拌5～10min后加入H2O2与异抗坏血酸反应10～20min后升温至70～75℃，滴加剩余的单体预乳化液，同步滴加蒸馏水、H2O2和异抗坏血酸，滴加时间4～5h，保温1.5～2.5h；待溶液降温至55～65℃时分别滴加过氧化叔丁醇和蒸馏水的混合液及异抗坏血酸和蒸馏水的混合液，滴加时间0.4～0.6h，然后保温0.4～0.6h；后处理剂添加...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐菲，胡家宇，韦华，陈迅捷，钱文勋，欧阳幼玲，何旸，徐天磊，蔡跃波，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：