一种利用固化污染土制作加芯建筑材料块体的方法技术

本发明专利技术公开一种利用固化污染土制作加芯建筑材料块体的方法，属于土木工程领域。所述的加芯建筑材料块体由固化污染土芯材和砂浆或混凝土外包材料和内分隔壁构成，经过固化污染土芯材制作、砂浆或混凝土制作、加压成型、养护等步骤制作而成。固化污染土是指将固化剂与污染土(污水处理产生的污泥、矿石开采过程中产生的尾矿泥浆、石油钻井过程中产生的废弃泥浆、工业污染土等)拌合均匀，经固化剂与污染土间的物理化学反应，形成具有一定强度并将污染土中的有毒有害物质固定从而减少或消除有毒有害物质随水淋滤的硬化体。本发明专利技术有效利用了工业生产和日常生活产生的各种污泥及污染土，实现了各种污泥及污染土的减量化、无害化和资源化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土木工程领域，具体地说，是指利用固化污染土制作加芯建筑材料块体的方法。
技术介绍
随着社会发展和环保标准的提高，工业生产和社会生活产生的各种污染土越来越多，对环境的污染目益严重，如:污水处理厂产生的污泥、各种工业污染土、废弃钻井泥浆、赤泥尾矿等。对这些污染土的无害化、减量化、资源化处理的需求越来越迫切。目前对于这些污染土的处理方式主要是堆存或填埋，如:工厂有毒有害物堆存场的污染土、工厂生产化工原料溢流造成的污染土等一般是直接堆放；污水厂产生的污泥、造纸厂产生的污泥一般是经脱水后堆放；废弃钻井泥浆、赤泥尾矿则通常采用固化后堆存或填埋的处理方式。无论是堆存还是固化后堆存或填埋的处理方式都没有完全实现污染土的减量化和无害化，也没有实现资源化利用，仍然占用大量土地，存在潜在的环境污染威胁。本专利技术提供一种利用固化污染土制作加芯建筑材料的方法，可以实现各种污染土的无害化和减量化，同时使其得到资源化利用。
技术实现思路
本专利技术提供。本专利技术首先采用固化剂与污染土拌合均匀制成固化污染土(2)使污染土中的有毒有害成分固定而不易随水淋滤出来；然后，采 用砂浆或混凝土制作加芯建筑材料块体的外包材料(I)和内分隔壁(3)(固化污染土(2)芯材位于砂浆或混凝土外包材料(I)内由内分隔壁(3)分隔成的空间内)；最后，采用加压成型的方法使固化污染土(2)在压力作用下形成密实高强的固化土，达到一般建筑材料制品要求的强度，从而制成以固化污染土(2)为芯材、以砂浆或混凝土为外包材料(I)和内分隔壁(3)的加芯建筑材料块体。本专利技术提高了固化污染土(2)的强度，改善了其中的污染物易随水淋滤出来以及固化污染土(2)易风化碎裂造成二次污染的不足，而且实现了各种污染土的减量化、无害化和资源化。所述的固化污染土(2)是指将经设计计量的固化剂与污染土拌合均匀，经固化剂与污染土间的一系列物理化学反应，形成具有一定强度并将污染土中的有毒有害物质固定，从而减少或消除其有毒有害物质随水淋滤的硬化体。所述的污染土可以采用工业生产或日常生活产生的含有有毒有害物质的污染土，如:污水处理产生的污泥、矿石开采过程中产生的尾矿泥浆、石油钻井过程中产生的废弃泥浆、造纸厂排出的污泥、工业生产过程中被污染的土体、河流湖泊清淤排放的污泥等。所述的固化剂可以采用硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石灰、石膏、含SO3的工业废渣(磷石膏、脱硫石膏等)、活性矿物掺合料、铝酸盐或硅铝酸盐矿粉以及化学掺加剂中的一种或由其中的几种按不同比例组合而成。其中的活性矿物掺合料是含有活性氧化硅和活性氧化铝成分的天然或人工材料粉体，如:矿渣、粉煤灰、煅烧煤矸石、钢渣、沸石等。其中的化学掺加剂是针对不同来源和化学组成的污染土为达到良好的固化效果掺加的化学药剂。对于污水处理产生的污泥其化学掺加剂可以采用硫酸铝、氯化钙、萘系减水齐U、硫酸镁等；对于矿石开采过程中产生的尾矿泥浆其化学掺加剂可以是磷酸一铵、硫酸钠等；石油钻井过程中产生的废弃泥浆其化学掺加剂可以是氯化铝、氯化铁、硫酸铝、硫酸铁、脉醛树脂、烧碱等；对于含有铅、铬、镉、铜、锌等重金属的污染土其化学掺加剂可以是磷酸盐、普钙等。所述的固化剂的掺量根据污染土的物理力学性质、化学性质以及固化和加压成型后加芯建筑材料块体的目标强度和有毒物质淋滤量指标确定。所述的作为建筑材料块体的外包材料(I)和内分隔壁⑶的砂浆和混凝土,其材料组成和配比可以采用现有公知的各种砂浆和混凝土的材料组成和配比，如:普通水泥砂浆和混凝土、水泥聚合物砂浆和混凝土、碱激发胶凝材料砂浆和混凝土，再生骨料砂浆和混凝土。其所用的粗骨料粒径小于lcm。在本专利技术的加芯建筑材料块体的外包材料(I)和内分隔壁(3)中可以设置抗拉增强材料，所述的抗拉增强材料可以采用现有公知的抗拉增强材料，如:不定向分布的纤维短切丝、定向分布的连续的纤维丝、由纤维编织而成的编织物、钢筋、钢丝网、土工格栅或由纤维制作的筋材；所述的纤维可以采用钢纤维、矿物纤维、化学纤维或植物纤维等。所述的加芯建筑材料块体中各种原材料组分所占的质量百分比为:污染土:60 82% ;固化剂:4 10% ;砂浆或混凝土: 10 33%。所述的加芯建筑材料块体以及固化污染土(2)芯材在水平面、正立面和侧立面上的投影的几何形状可以是任意公知的几何形状，如:矩形、三角形、五边形、六边形、梯形、X形、扇形等，且投影上任意两点的距离不大于100cm。所述的加芯建筑材料块体中砂衆或混凝土封闭外壳的厚度以I 5cm为宜,其外包材料⑴内空间分隔的数量不超过10个，内分隔壁(3)厚度以I 3cm为宜。本专利技术提供，建筑材料块体的制作按以下步骤进行: 第一步，制作固化污染土(2)芯材。将所选的固化剂按设计的比例与污染土拌合均匀，放入模具A中均匀填实，经普通养护(温度15°C 40°C、相对湿度60% 100% ) I 10天后脱模或不经过养护直接脱模。模具A的平面尺寸根据设计的固化污染土(2)芯材的平面尺寸确定。模具A的高度根据固化污染土(2)的物理性质(含水率、孔隙比、土颗粒级配)和固化污染土(2)芯材加压成型后的目标高度确定。第二步，制作用作外包材料⑴和内分隔壁⑶的砂浆或混凝土。采用现有公知的方法按选定的砂浆或混凝土材料组成与配比制作。第三步，在按照加芯建筑材料块体外形尺寸制作的模具B内的底面铺一层第二步制作的砂浆或混凝土 ；将第一步制作的固化污染土(2)块体放在该砂浆或混凝土层上，按设计间隔排列；在各固化污染土⑵块体间及固化污染土⑵与模板间填充砂浆或混凝土并在上部铺一层砂浆或混凝土层。在模具B内填充的各砂浆或混凝土层的厚度须保证加压成型后能够满足设计要求的砂浆或混凝土外包材料(I)及内分隔壁(3)的厚度要求。在制作砂浆或混凝土外包材料(I)及内分隔壁(3)的过程中按照设计要求采用现有公知方法设置抗拉增强材料。模具B的高度由加压成型后加芯建筑材料块体的目标高度、加压成型前固化污染土(2)芯材的高度(模具A的高度)以及砂浆或混凝土的物理性质(水胶比、骨料的颗粒级配)确定。第四步，加压成型。加压成型方法采用现有公知的方法，加压成型的加压速率和最终的荷载根据固化污染土(2)芯材以及砂浆或混凝土外包材料(I)的物理性质(固化污染土(2)的含水率、孔隙比、渗透系数、土颗粒级配；砂浆和混凝土的水胶比、骨料的颗粒级配)确定。成型后脱模。第五步，将加压成型的块体按水泥混凝土建筑材料制品的养护要求采用现有公知的普通养护、蒸汽养护或蒸压养护进行养护。本专利技术提供，可以用于制作地面砖、装饰砖、路缘砖、护岸砖等砖材以及砌筑水池、挡土墙、烟 、围墙、工业原料仓库等构筑物的砌块。本专利技术的优点在于:实现了工业生产和日常生活中产生的各种污泥及污染土的减量化、无害化和资源化。附图说明图1加芯建筑材料块体剖面图；图2实施例1中地面砖平面图；图3实施例2中路沿砖平面图；图4实施例3中河岸护壁砖平面图；图5实施例4中砌筑水池的砌块正立面图；图6实施例5中砌筑挡土墙的砌块平面图；图7实施例6中的装饰砖平面图。图中，1:外包材料；2:固化污染土；3:内分隔壁；4: 土工格栅。图中尺寸单位为mmD具体实施例方式本专利技术提供。本专利技术首先采用固化剂固化污染土使其中的有毒有害成分固定而不能随水淋滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固化污染土和砂浆或混凝土构成的加芯建筑材料块体，其特征在于：由砂浆或混凝土构成加芯建筑材料块体的外包材料(1)以及外包材料(1)内部空间的内分隔壁(3)，在外包材料(1)内部由内分隔壁(3)分隔的空间内填充固化污染土(2)，经加压成型和养护制作而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于浩，
申请(专利权)人：于浩，
类型：发明
国别省市：