河湖清淤底泥的二氧化碳矿化养护方法技术

本发明专利技术提出了一种河湖清淤底泥的二氧化碳矿化养护方法，它包括如下步骤：制备固化剂；制备固化淤泥；第一模具模板外侧铺设透水模板布；在第一模具内部倒入含水率＞60％的固化淤泥；将多个装载含水率＞60％的固化淤泥的第一模具从底至上依次间隔安装在支架内；将支架放置在密闭养护空间内进行二氧化碳矿化养护；将含水率≤60％的固化淤泥倒入第二模具，通过压力机对第二模具内的固化淤泥进行压实，形成多孔淤泥砌块；将第二模具运送至密闭养护空间内进行二氧化碳矿化养护。本发明专利技术不仅可以有效地中和淤泥的pH，快速提升淤泥的早期强度和硬度，进一步增强淤泥结构的致密性，使固化淤泥具有广泛应用前景；又可以消耗二氧化碳，减少温室效应。温室效应。温室效应。

【技术实现步骤摘要】
河湖清淤底泥的二氧化碳矿化养护方法


[0001]本专利技术涉及淤泥的矿化养护
，具体地指一种河湖清淤底泥的二氧化碳矿化养护方法。

技术介绍

[0002]在港口建设、航道疏通、城市湖泊治理等工程中每年都产出大量河湖清淤底泥。庞大数量的河湖清淤底泥若采用传统的填埋方式处理、或海洋倾倒方式处理，容易造成了大量的土地占用和海洋污染。河湖清淤底泥由于含水率高、压缩性大、强度低、渗透性大等特点，造成其处理困难，难以直接运用于工程。
[0003]目前国内外对河湖清淤底泥的应用方式主要采用水泥、石灰等胶凝材料进行固化，形成稳定且具有强度的土壤，在一定程度上缓和了淤泥的废弃问题，但存在如下问题：第一，水泥、石灰的大批量消耗存在资源浪费、成本过高、温室效应问题；第二，固化后的淤泥碱性过高导致工程应用价值小，环境保护效果差。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足之处，本专利技术提出一种河湖清淤底泥的二氧化碳矿化养护方法，不仅可以有效地中和淤泥的pH，快速提升淤泥的早期强度和硬度，进一步增强淤泥结构的致密性，使固化淤泥具有广泛应用前景；又可以消耗二氧化碳，减少温室效应，达到碳中和的目的。
[0005]为达到上述目的，本专利技术所设计的一种河湖清淤底泥的二氧化碳矿化养护方法，其特别之处在于，包括如下步骤：
[0006]步骤1)，将大量固废材料、少量凝胶材料进行干搅，充分混合形成固化剂备用；
[0007]步骤2)，将固化剂、河湖清淤底泥在搅拌机中搅拌，加入拌和用水，得到固化淤泥，含水率＞60％的固化淤泥进入步骤3)～步骤6)，含水率≤60％的固化淤泥进入步骤7)～步骤8)；
[0008]步骤3)，将附着吸水树脂的透水模板布紧密贴合于第一模具模板壁外侧，所述第一模具底部模板壁、以及四周模板壁上开设有第一通孔，所述第一通孔贯穿至第一模具内部，从而使第一模具内部形成多孔结构；
[0009]步骤4)，向第一模具内部倒入含水率＞60％的固化淤泥，利用第一模具模板壁外侧的透水模板布吸收固化淤泥表层富余的水分，降低固化淤泥的含水率；
[0010]步骤5)，然后将多个装载含水率＞60％的固化淤泥的第一模具从底至上依次间隔安装在支架内，且相邻第一模具之间设置有间隙通道；
[0011]步骤6)，将装载多个第一模具的支架放置在密闭养护空间内，向密闭养护空间内通入工业废弃的二氧化碳气体，二氧化碳气体通过间隙通道进入第一模具模板壁外侧透水模板布，然后通过第一通孔继续进入固化淤泥内部的多孔结构，多孔结构四周的钢渣吸收二氧化碳气体发生碳酸化反应，生成稳定的碳酸钙、碳酸镁，将大量固化淤泥在短时间内快
速矿化，缩短固化淤泥的矿化养护时间，降低固化淤泥的强碱性，以低碱性中和调节土壤PH值；
[0012]步骤7)，将含水率≤60％的固化淤泥倒入第二模具，所述第二模具底部模板壁上开设有第二通孔，然后通过压力机对第二模具内的固化淤泥进行压实，所述压力机压头设置有与第二通孔一一对应的压力杆，从而使挤压后的固化淤泥形成多孔淤泥砌块；
[0013]步骤8)，将装有多孔淤泥砌块的第二模具运送至密闭养护空间内，通入工业废弃的二氧化碳气体，二氧化碳气体通过第二通孔进入多孔淤泥砌块内部的多孔结构，多孔结构四周的钢渣吸收二氧化碳气体发生碳酸化反应，生成稳定的碳酸钙、碳酸镁，提高固化淤泥内部的结构强度和致密性。
[0014]进一步地，步骤1)中，所述固废材料包括钢渣、矿渣、粉煤灰；所述凝胶材料包括水泥、石灰石粉、膨润土。
[0015]更进一步地，步骤1)中，所述固化剂组成为65％～75％钢渣粉、5％～15％矿渣粉、5％～15％粉煤灰、5％～10％水泥、2％～5％石灰石粉、2％～5％膨润土、0.1％～1％絮凝剂。
[0016]更进一步地，步骤1)中，所述钢渣粉平均粒径10～20μm，其中SiO2含量为5～10％，CaO含量为50～70％，MgO含量为5～10％；
[0017]所述矿渣粉活性指数为S95以上，平均粒径为1～100μm，比表面积大于400m2/kg；
[0018]所述粉煤灰国标等级为Ⅱ级以上，平均粒径为1～100μm，比表面积大于300m2/kg；
[0019]所述水泥为强度大于或等于42.5级的硅酸盐水泥；
[0020]所述石灰石粉平均粒径不大于80nm，其中CaCO3含量大于95％；
[0021]所述膨润土平均粒径大于38μm，其中蒙脱石成分大于83％；
[0022]所述絮凝剂由聚丙烯酰胺、丙烯酸钙、聚丙烯酸钠中的一种或几种组成，粒径为50μm～200μm。
[0023]进一步地，步骤3)中，所述第一模具内部开孔率为70％～80％。
[0024]更进一步地，步骤3)中，所述第一通孔为10mm～20mm大小的方型孔。
[0025]进一步地，步骤7)中，所述第二模具底部模板壁的开孔率为40％～50％。
[0026]更进一步地，步骤7)中，所述第二通孔布局方式为四边角处为10mm～12mm大小的圆型孔，中间位置处为15mm～20mm大小的圆型孔，其余位置处为10mm～15mm大小的方形孔。
[0027]进一步地，步骤6)和步骤8)中，所述二氧化碳气体的浓度大于30％。
[0028]本专利技术的优点在于：
[0029]1.本专利技术首先通过在淤泥中掺入固废和凝胶材料，将淤泥制备成不同含水率的固化淤泥，并根据固化淤泥含水率的高低，对固化淤泥分别采用两种不同的矿化养护工艺，制备出具有不同用途的矿化产物；
[0030]2.针对含水率＞60％的固化淤泥，鉴于其流动状态特性，本专利技术将含水率＞60％的固化淤泥装入开孔率为70％～80％第一模具内，通过第一模具外侧设有的透水模板布吸收固化淤泥表层富余的水分，降低固化淤泥的含水率；同时，将多个装载含水率＞60％的固化淤泥的第一模具从底至上依次间隔安装在支架内，在一定的密闭养护空间内增大固化淤泥的矿化养护量，通过相邻第一模具之间的间隙通道流入二氧化碳气体进入第一模具内的固化淤泥的内部多孔结构，一方面将大量固化淤泥在短时间内快速矿化，缩短固化淤泥的
矿化养护时间，另一方面还可以作为土壤改良剂，降低固化淤泥的强碱性，以低碱性中和调节土壤PH值，从而使矿化养护后的固化淤泥能够用于园林种植、农田作物种植；
[0031]3.针对含水率≤60％的固化淤泥，鉴于其塑性状态特性，本专利技术将含水率≤60％的固化淤泥装入底部模板壁的开孔率为40％～50％的第二模具内，并通过压力机对第二模具内的固化淤泥进行压实，使挤压后的固化淤泥形成多孔淤泥砌块；通过向多孔淤泥砌块内部的多孔结构流入二氧化碳气体，促使多孔结构四周的钢渣吸收二氧化碳气体发生碳酸化反应，生成稳定的碳酸钙、碳酸镁，提高固化淤泥内部的结构强度和致密性，从而使矿化养护后的多孔淤泥砌块能够替代普通多孔砖、烧结黏土砖，用于各类非承重、框架填充等的建筑墙体结构中；
[0032]本专利技术河湖清淤底泥的二氧化碳矿化养护方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种河湖清淤底泥的二氧化碳矿化养护方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)，将大量固废材料、少量凝胶材料进行干搅，充分混合形成固化剂备用；步骤2)，将固化剂、河湖清淤底泥在搅拌机中搅拌，加入拌和用水，得到固化淤泥，含水率＞60％的固化淤泥进入步骤3)～步骤6)，含水率≤60％的固化淤泥进入步骤7)～步骤8)；步骤3)，将附着吸水树脂的透水模板布(5)紧密贴合于第一模具(1)模板壁外侧，所述第一模具(1)底部模板壁、以及四周模板壁上开设有第一通孔(1
‑
1)，所述第一通孔(1
‑
1)贯穿至第一模具(1)内部，从而使第一模具(1)内部形成多孔结构；步骤4)，向第一模具(1)内部倒入含水率＞60％的固化淤泥，利用第一模具(1)模板壁外侧的透水模板布(5)吸收固化淤泥表层富余的水分，降低固化淤泥的含水率；步骤5)，然后将多个装载含水率＞60％的固化淤泥的第一模具(1)从底至上依次间隔安装在支架(2)内，且相邻第一模具(1)之间设置有间隙通道(2
‑
1)；步骤6)，将装载多个第一模具(1)的支架(2)放置在密闭养护空间(6)内，向密闭养护空间(6)内通入工业废弃的二氧化碳气体，二氧化碳气体通过间隙通道(2
‑
1)进入第一模具(1)模板壁外侧的透水模板布(5)，然后通过第一通孔(1
‑
1)继续进入固化淤泥内部的多孔结构，多孔结构四周的钢渣吸收二氧化碳气体发生碳酸化反应，生成稳定的碳酸钙、碳酸镁，将大量固化淤泥在短时间内快速矿化，缩短固化淤泥的矿化养护时间，降低固化淤泥的强碱性，以低碱性中和调节土壤PH值；步骤7)，将含水率≤60％的固化淤泥倒入第二模具(3)，所述第二模具(3)底部模板壁上开设有第二通孔(3
‑
1)，然后通过压力机(4)对第二模具(3)内的固化淤泥进行压实，所述压力机(4)压头设置有与第二通孔(3
‑
1)一一对应的压力杆(4
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1)，从而使挤压后的固化淤泥形成多孔淤泥砌块；步骤8)，将装有多孔淤泥砌块的第二模具(3)运送至密闭养护空间(6)内，通入工业废弃的二氧化碳气体，二氧化碳气体通过第二通孔(3
‑
1)进入多孔淤泥砌块内部的多孔结构，多...

【专利技术属性】
技术研发人员：明鑫，张国志，陈飞翔，刘可心，秦明强，王伟光，文青，金浪，肖蓟，沈尔卜，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：