一种植物碳化制备轻质土的配方及其方法组成比例

本发明专利技术涉及轻质土制备领域，公开了一种植物碳化制备轻质土的配方及其方法。轻质土包括以下重量份的原料：疏浚淤泥56～78份，固化材料8～10份，植物碳化颗粒14～34份，所述固化材料包括水泥、粉煤灰、石灰、高炉矿渣、石膏中的至少一种。本发明专利技术中的轻质土能够采用除赤泥外的原料制备轻质土，降低运输成本，提高使用的便捷性。便捷性。

【技术实现步骤摘要】
一种植物碳化制备轻质土的配方及其方法


[0001]本专利技术涉及轻质土制备领域，具体涉及一种植物碳化制备轻质土的配方及其方法。

技术介绍

[0002]道路等设施修建时，为了避免沉降，提高地基的稳定性，通常需要在现有地层的基础上采用土等材料进行回填，特别是现有地层为淤泥土、沼泽土、水田等土质较软的软基，需要大量的回填土，而受限于地质，这些施工环境周围的土通常难以作为回填土使用，故通常需要从远处挖掘回填土并运输至施工位置，除了因为运输而增大成本外，回填土的挖掘还会对挖掘位置的环境造成破坏且难以修复。
[0003]后出现了一种轻质土，与普通的回填土、混凝土等材料相比，轻质土是一种质量轻、整体性好、强度高的材料，能够广泛的应用于路基铺设，除了能够减少回填土的挖掘外，还因为质量轻而减小对下方地层的压力，从而进一步避免沉降。目前的轻质土主要采用包括赤泥、水泥以及一些粒径较小的粉末在内的粉料与水组成，同时添加固化剂、发泡剂等试剂进一步保证轻质土成型同时减小轻质土的密度，但该轻质土仍采用了赤泥和其它的一些超细粉末，对于临近江河等水域、较为偏僻且远离赤泥产生之处，全部原料均依赖于从远处运输仍然存在较大的运输成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术意在提供一种植物碳化制备轻质土的配方，以采用除赤泥外的原料制备轻质土，降低运输成本，提高使用的便捷性。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种植物碳化制备轻质土的配方，包括以下重量份的原料：疏浚淤泥56～78份，固化材料8～10份，植物碳化颗粒14～34份，所述固化材料包括水泥、粉煤灰、石灰、高炉矿渣、石膏中的至少一种。
[0006]本方案的有益效果为：
[0007]1.本方案采用疏浚淤泥和植物碳化颗粒作用主要的原材料，与采用赤泥相比，疏浚淤泥为河道清淤得到，对于临近水域的地区而言，轻质土的制造能够与河道清淤工程配合，在河道清淤后，就近通过疏浚淤泥制备轻质土，避免从较远处运输原料，有效降低成本。其次，因为疏浚淤泥用于轻质土的制备，故清淤产生的淤泥不再需要如传统方式一般运输至专门的淤泥处理厂进行处理，故降低轻质土制造成本的同时还能够降低淤泥处理费用，从整体上实现成本降低以及资源再利用。
[0008]2.本方案中的轻质土包括植物碳化颗粒，本方案中的植物碳化颗粒为植物经过热解碳化、粉碎并进行造粒得到的碳化颗粒，其中包括具有多孔结构的植物碳，故与现有的轻质土填充材料相比，植物碳化颗粒具有多孔、密度低、强度大的特性，故无需使用发泡剂等试剂即可整体减小轻质土的密度，原料更为环保，特别是当轻质土用作护坡填土时，因为轻质土会浸泡在水中，减少试剂的使用还能避免试剂对水域造成污染。与此同时，植物碳化颗
粒的多孔结构还具有吸附性，用作护坡填土时，水中的如重金属、N、P等离子状态的营养盐能够被轻质土吸入，故能够减轻水体污染，缓解水体的富营养化。进一步，植物碳化颗粒为水草碳化颗粒。
[0009]本方案的有益效果为：与普通植物相比，临近水域的地区，在河道清淤过程中会挖出淤泥的同时还会将水底的水草打捞出，本方案利用这些水草作为轻质土的原料同样使得水草无需另外回收处理，降低水草处理成本，也避免直接将水草遗弃在地面上导致水草腐烂污染环境，具有废物利用和环境保护双重效益。
[0010]进一步，植物碳化颗粒的粒径为2～4mm。
[0011]进一步，植物碳化颗粒为球状。
[0012]本方案的有益效果为：采用球状的植物碳化颗粒制备的轻质土性质更为均匀。
[0013]进一步，石膏为废石膏。
[0014]本方案的有益效果为：经过实验，采用废石膏并不会对制得的轻质土的强度、密度等性质造成明显影响，而采用废石膏时能够消耗废石膏，降低废石膏的处理成本。
[0015]本专利技术的另一目的在于提供一种植物碳化制备轻质土的方法，包括以下步骤：
[0016]步骤1：将植物粉碎成直径小于等于1cm的碎渣，并滤出其中的水，直到含水率为55～65％；
[0017]步骤2：在缺氧状态下对碎渣进行热解碳化，碳化温度为300～500℃，得到生物炭；
[0018]步骤3：将生物炭粉碎成粉末，并对粉末进行造粒，得到碳化颗粒；
[0019]步骤4：将疏浚淤泥、固化材料混合，再加入碳化颗粒进行混合，得到轻质土。
[0020]本方案的有益效果为：步骤1中的植物先经过粉碎再滤出其中的水，然后再进行步骤2的热解碳化，其中步骤1的粉碎能够在植物的获得地就近完成，步骤2的热解碳化处理在另外的工厂中进行，故植物需要运输至就近的热解碳化处理工厂进行步骤2的操作，与完整的植物相比，碎渣的尺寸更小，在采用容器进行储存并运输时，同等重量的碎渣占用的空间更小，故能够提高储存、运输效率，降低运输成本。另外，在植物为水葫芦等水草时，植物内的水较多，本方案先进行粉碎并滤出其中的水能够进一步避免过多的水占用储存空间，进一步降低运输成本。其次，碎渣滤出其中的水后仍保有一定的含水率，这些水在热解碳化过程中会逐渐蒸发，对碎渣中尺寸较小的颗粒进行保护。而步骤3将粉末状的生物炭进行造粒一方面使得颗粒状的碳化颗粒更方便储存和运输，在运输和使用过程中不容易产生飘在空气中的粉尘，使用更为健康，另一方面能够进一步提高其强度，从而整体提高轻质填土的强度。
[0021]其次，本方案中的植物碳化颗粒表面由生物炭制成，故植物碳化颗粒内部和表面均存在孔洞，在进行步骤4的操作时，疏浚淤泥、固化材料混合形成的浆料与碳化颗粒接触后，部分浆料进入碳化颗粒表面的孔洞内，提高浆料与碳化颗粒之间的接触面积，特别当轻质土用作护坡填土时，即使轻质土长时间浸泡在水中也不容易发生松动，从而延长护坡填土的使用寿命，而因为重金属、N、P等均为离子态，离子的尺寸非常小，能够从疏浚淤泥、固化材料的颗粒之间存在的缝隙进入碳化颗粒内，故本方案中的轻质土在成型后不会对吸附作用产生阻碍。与此同时，部分浆料进入碳化颗粒靠近表面的孔洞内并增大孔洞内壁的面积，在吸附离子态的营养盐时，为营养盐的吸附提供更大的面积从而提高其吸附效果。
具体实施方式
[0022]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0023]实施例
[0024]本专利技术公开一种植物碳化制备轻质土的配方，包括以下重量份的原料：疏浚淤泥56～78份，固化材料8～10份，植物碳化颗粒14～34份，固化材料包括水泥、粉煤灰、石灰、高炉矿渣、石膏中的至少一种，具体的，本实施例中的石膏采用废石膏。
[0025]本专利技术中的植物碳化颗粒采用水草碳化颗粒，且水草碳化颗粒的粒径为2～4mm、形状为球形。
[0026]本专利技术还公开一种植物碳化制备轻质土的方法，包括以下步骤：
[0027]步骤1：将植物粉碎成直径小于等于1cm的碎渣，并滤出其中的水，直到含水率为55～65％；
[0028]步骤2：在缺氧状态下对碎渣进行热解碳化，碳化温度为300～500℃，得到生物炭；
[0029]步骤3：将生物炭粉碎成粉末，将粉末与胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物碳化制备轻质土的配方，其特征在于：包括以下重量份的原料：疏浚淤泥56～78份，固化材料8～10份，植物碳化颗粒14～34份，所述固化材料包括水泥、粉煤灰、石灰、高炉矿渣、石膏中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种植物碳化制备轻质土的配方，其特征在于：植物碳化颗粒为水草碳化颗粒。3.根据权利要求2所述的一种植物碳化制备轻质土的配方，其特征在于：植物碳化颗粒的粒径为2～4mm。4.根据权利要求3所述的一种植物碳化制备轻质土的配方，其特征在于：植物碳化颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟，谈正伟，曹俊，林乃喜，侯豪，林小蔚，李岳鸿，王彬，刘环，季浪，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：