一种再生混凝土粉-水玻璃材料固化淤泥及吸碳强化的方法技术

本发明专利技术属于环境工程技术领域，具体涉及一种再生混凝土粉

【技术实现步骤摘要】
一种再生混凝土粉
‑
水玻璃材料固化淤泥及吸碳强化的方法


[0001]本本专利技术属于环境工程
，具体涉及一种再生混凝土粉
‑
水玻璃材料固化淤泥及吸碳强化的方法。

技术介绍

[0002]在我国生态文明建设、大湾区建设、城市管廊建设、海绵城市建设等背景下滨海区域开发、江河湖泊疏浚、地下工程发展，产生了体量巨大的淤泥；同时，水泥和石灰等传统淤泥固化材料存在能源消耗大、二氧化碳排放高、环境污染严重等问题，在双碳目标背景下，其碳排放问题更加突显。再者，城市化进程加快，拆建、改建工程产生的建筑固废也保持高速增长。利用建筑固废中占比巨大的废混凝土块制备具有辅助胶凝材料特性的再生混凝土粉，用作淤泥固化材料，并进行吸碳强化，是淤泥和建筑固废高效化利用和实现“碳中和、碳达峰”的重要途径之一。
[0003]为了解决上述问题，本案由此而生。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种再生混凝土粉
‑
水玻璃材料固化淤泥及吸碳强化的方法，解决建筑固废和淤泥处置困难和污染环境等问题，利用建筑固废固化淤泥，并将固化淤泥进行吸碳强化，助力碳中和、碳达峰目标实现。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种再生混凝土粉
‑
水玻璃材料固化淤泥，其原材料的质量配比包括：再生混凝土粉120
‑
360份、氢氧化钙3.6
‑
10.8份、水玻璃溶液57.6
‑
172.8份、淤泥1200份、水93.6
‑
271.2份。
[0008]对其吸碳强化的方法包括如下步骤：
[0009]步骤1，利用废混凝土块制备再生混凝土粉，并测定再生混凝土粉水化活性大小；根据测试结果向再生混凝土粉中复配适量氢氧化钙，并选取相应模数的水玻璃溶液；
[0010]步骤2，将再生混凝土粉和水玻璃溶液掺入淤泥中，搅拌均匀并固化淤泥；
[0011]步骤3，将固化淤泥进行吸碳强化处理。
[0012]所述步骤1中的再生混凝土粉的粒径≤75μm。
[0013]所述再生混凝土粉是以废混凝土块为原料，首先将废混凝土块破碎成再生混凝土骨料，再通过球磨设备充分球磨制备成再生混凝土粉。
[0014]所述步骤2中的水玻璃溶液的模数为1.4
‑
2，波美度为50。
[0015]所述步骤2中的淤泥的含水率为15
‑
25％。
[0016]所述步骤3中的二氧化碳养护处理的条件包括：养护温度为10
‑
30℃，湿度为40
‑
70％，二氧化碳浓度为20
‑
100％，二氧化碳气压为0
‑
0.5MPa，时间为2
‑
36h。
[0017]其中再生混凝土粉具有较强的吸水性，显著降低淤泥含水率，提高淤泥固化强度；
氢氧化钙可提高碱度，与活性SiO2反应生成水化硅酸钙，同时吸收CO2，提升吸碳固化效果；水玻璃有效缩短固化时间；吸碳强化处理提升固化淤泥后期强度。
[0018]本专利技术利用作为建筑固废的废混凝土块制备再生混凝土粉，其CaO、SiO2、Al2O3等矿物组分含量较高，同时根据活性大小添加少量氢氧化钙，一方面提高碱度，促进碱激发作用；另一方面氢氧化钙中的Ca
2+
可以与SiO2等物质发生潜在火山灰反应生成水化硅酸钙，提升再生混凝土粉水化活性。通过精细化球磨可进一步增加再生混凝土粉的火山灰活性，因此，再生混凝土粉可用作固化材料。同时，利用易获取且经济的水玻璃溶液不仅补充了大量的硅酸根离子，而且缩短了固化时间。再生混凝土粉与水玻璃溶液反应，生成更多水化硅酸钙、水化硅铝酸钙、水化硅酸钠等胶凝性水化产物，以固化淤泥。
[0019]本专利技术利用吸碳强化技术，使固化淤泥中的氢氧化钙、水化硅酸钙等进一步发生碳化反应，生成碳酸钙、硅胶等碳化产物，增加固相体积，填充孔隙，黏聚土颗粒，进一步固化强化淤泥，同时封堵重金属的浸出路径，提高固化淤泥的重金属稳定作用。
[0020](三)有益效果
[0021]采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比，具备以下优点：本专利技术利用建筑固废制备的再生混凝土粉固化淤泥，制成符合路基、路堤填料要求的固化淤泥，解决建筑固废和淤泥处置困难和污染环境等问题；进一步将固化淤泥进行及吸碳强化，不仅提高强度，而且吸收二氧化碳，助力“碳中和、碳达峰”目标实现。其次，将生成的固化淤泥用作工程填料，具有显著的经济、社会和环境效益。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的技术路线图。
具体实施方式
[0023]结合附图1，详细说明本专利技术的一个具体实施例，但不对本专利技术的权利要求做任何限定。
[0024]实施例1
[0025]如图1所示，再生混凝土粉—水玻璃材料固化淤泥，根据上述制备方法称量原材料，包括：再生混凝土粉120份、氢氧化钙3.6份、水玻璃溶液57.6份、淤泥1200份、水211.2份。首先利用废混凝土块制备平均粒径≤75μm的再生混凝土粉，测试其水化活性为72％，称量3.6份氢氧化钙，并和再生混凝土粉混合，并选用模数为1.4的水玻璃溶液，水玻璃溶液与再生混凝土粉液固比为0.48；在95％压实度下，参照《公路土工试验规程》(JTG E40
‑
2007)制备承载比和无侧限抗压强度试样，按照JTG E40
‑
2007规定的试样养护制度和测试程序。首先，将水喷洒到淤泥中，并均匀拌合，在密闭容器中浸润24h；后将再生混凝土粉与氢氧化钙混合，和水玻璃溶液分别加入淤泥中，并搅拌均匀；在φ50
×
50试模内部均匀涂抹脱模剂，称量一定质量的固化淤泥混合料分三次装入其中，每次灌入后用夯棒轻轻捣实；将装有淤泥混合料的试模放在压力试验机上加压至上下垫块平整，维持压力两分钟，解除压力后将模具静置2h后脱模；静置完成后将试模放在脱模器上把试件顶出；将试件立即放入密封袋中封闭，移放至养护室进行养护。测得再生混凝土粉—水玻璃材料固化淤泥的28d无侧限抗压强度和间接抗拉强度分别为1604KPa和82.67KPa。
[0026]实施例2
[0027]再生混凝土粉—水玻璃材料固化淤泥。根据上述制备方法称量原材料，包括：再生混凝土微粉360份、氢氧化钙10.8份、水玻璃溶液172.8份、淤泥1200份、水93.6份。首先利用废混凝土块制备平均粒径≤75μm的再生混凝土粉，测试其水化活性为72％，将10.8份氢氧化钙和再生混凝土粉混合，并选用模数为1.4的水玻璃溶液，水玻璃溶液与再生混凝土粉液固比为0.48；在95％压实度下，参照《公路土工试验规程》(JTG E40
‑
2007)制备承载比和无侧限抗压强度试样，按照JTG E40
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种再生混凝土粉
‑
水玻璃材料固化淤泥，其特征在于：其原材料的质量配比包括：再生混凝土粉120
‑
360份、氢氧化钙3.6
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10.8份、水玻璃溶液57.6
‑
172.8份、淤泥1200份、水93.6
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271.2份。2.根据权利要求1所述的再生混凝土粉
‑
水玻璃材料固化淤泥的吸碳强化的方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤1，将氢氧化钙加入至再生混凝土粉中搅拌均匀，形成复配；步骤2，将再生混凝土粉和水玻璃溶液掺入淤泥中，搅拌均匀并固化淤泥；步骤3，将固化淤泥进行吸碳强化处理。3.根据权利要求2所述的再生混凝土粉
‑
水玻璃材料固化淤泥的吸碳强化的方法，其特征在于：所述步骤1中再生混凝土粉的粒径≤75μm。4.根据权利要求3所述的再生混凝土粉
‑
水玻璃材料固化淤泥的吸碳强化的方法，其特征在于：所述再生混凝土粉的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱挺，晏昀，赵建明，崔新忠，杨国巍，梁超锋，高越青，
申请(专利权)人：绍兴市城投再生资源有限公司，
类型：发明
国别省市：