一种河道淤泥免烧砖及其制备方法.docx

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1、申请类型发明发明实用新型外观发明名称一种河道淤泥免烧砖及其制备方法申请人名称或姓名组织机构代码或身份证号码地址邮编第一发明人姓名第一发明人身份证号码其他发明人姓名联系人联系人电话联系人Email联系人地址权利要求书1、一种河道淤泥免烧砖，其特征在于：由以下按质量分数计的原料制成：碱激发水泥15%35%、河道淤泥40%75%、骨料0%40%、水0%25%和外加剂0%3%,各原料质量分数之和为100%。2、根据权利要求1所述的河道淤泥免烧砖，其特征在于：所述的碱激发水泥由激发剂和硅铝酸盐类物质组成；以质量百分比计，激发剂占2%10%,硅铝酸盐类物质占90%98%。3、根据权利要求2所述的河道淤泥免

2、烧砖，其特征在于：所述的激发剂包括水玻璃、NaOH,Na2CO3.CaO和MgO中的一种或几种；所述的硅铝酸盐类物质包括普通硅酸盐水泥、矿渣、偏高岭土、蒙脱土、粉煤灰、硅灰、花岗岩石粉和石灰石粉中的一种或几种。4、根据权利要求1所述的河道淤泥免烧砖，其特征在于：所述的河道淤泥是指河道清淤过程产生的淤泥，含水率为20wt%70wt%5、根据权利要求1所述的河道淤泥免烧砖，其特征在于：所述的骨料包括河砂、天然石子、再生骨料、废陶瓷粒中的一种或几种。6、根据权利要求1所述的河道淤泥免烧砖，其特征在于：所述的外加剂包括高效减水剂、早强剂、缓凝剂和防冻剂中的一种或几种。7、一种制备如权利要求1所述的河道

3、淤泥免烧砖的方法，其特征在于：包括以下步骤：1）去除河道淤泥中的塑料和金属杂质；2）先将碱激发水泥倒入搅拌机中，进行混合搅拌23分钟；3）再将骨料倒入搅拌机中，混合搅拌23分钟；4）再将河道淤泥倒入搅拌机中，混合搅拌23分钟；5）最后将外加剂和水倒入搅拌机中进行搅拌；6）将步骤5）搅拌均匀的混合料送入制砖机；压制成型后，用塑料薄膜覆盖，12h后进行浇水养护，即得到河道淤泥免烧砖成品。说明书摘要本发明公开了一种河道淤泥免烧砖及其制备方法，本发明的河道淤泥免烧砖由以下按质量分数计的原料制成：碱激发水泥15%35%、河道淤泥40%75%、骨料0%40%、水0%25%、外加!齐J0%3%,各原料质量分

4、数之和为100%。本发明的河道淤泥免烧砖具有保温隔热性好、环保节能、易制备投产等特点，具有较好的市场应用化前景。并且，本发明利用淤泥作为主要原材料制备的淤泥免烧砖，不仅能够较好地实现对淤泥资源的再次利用，有效解决淤泥排放对环境污染问题，还能大大提高淤泥的利用率，实现淤泥工业化、规模化制砖。说明书一种河道淤泥免烧砖及其制备方法技术领域本发明属于工程建筑免烧砖领域，具体涉及一种河道淤泥免烧砖及其制备方法。背景技术我国每年河道清淤所产出的淤泥量在10亿m3以上，仅2015年全国於泥产生量达3000多万吨。这些淤泥通常弃置于城市或市郊，不仅占用大量宝贵土地,还产生干天粉尘、雨天泥水、臭气、重金属等二次

5、污染问题。对淤泥的处理、处置与资源化，及淤泥的循环利用问题受到越来越广泛的关注，已成为生产、生活中难以回避的话题。淤泥的资源化处置方法包括脱水、烧结、固化、充当建筑材料、土地利用等。土地利用是将淤泥用于农田和园林绿化等。利用淤泥做农业肥料对农作物的类型有非常严格的要求，并且运输成本高；利用淤泥进行园林绿化，也存在病原菌扩散和重金属污染的危险。为此，各国政府对单位面积土地内的游泥应用量作了严格的限制。脱水和烧结仅适用于对小批量、高含水量淤泥的处理，这些都限制了淤泥的利用率，不利于淤泥的规模化处理。在我国国民经济体系中，建筑行业是一大支柱性产业，每年都会消耗大量的建筑材料。建筑材料生产需消耗大量粘

6、土,造成耕地破坏，各级政府出台了很多文件禁止采取耕地粘土生产砖，建筑材料生产急需替代耕地粘土的材料。淤泥与粘土有较大的相似之处，利用淤泥可以替代粘土进行建材产品的生产，逐步成为建筑材料的重要发展方向。目前，淤泥做建筑材料的方式主要有制陶粒、制烧结砖和水泥熟料等。利用淤泥制生态水泥，由于生态水泥含氯盐较高，会造成钢筋锈蚀，因此在应用上受到局限；利用河道淤泥生产烧结砖，有以下缺点：耗资耗能巨大；烧结过程中会释放SO2等有毒气体，对大气造成二次污染；烧结病对温度敏感性强，在烧结过程中需严格控制温度。目前，国内已申请的多个发明专利提出利用淤泥制砖，如申请号CN201110102403.3专利文献中利用

7、淤泥和电石渣等制备的免烧砖，制备过程较为复杂，需将淤泥晾置23天，同时每天还需要人工进行翻搅，既占地方，又增加人工成本，而本发明可直接利用从河道清理出的淤泥进行免烧砖的制备；如申请号CN201310032970.5专利文献中利用淤泥和粉煤灰等制备的免烧砖，一是砖坯原料中淤泥含量比较低，仅25%40%,本发明河道淤泥免烧砖可达75%；二是制砖成本较高，养护条件较为严苛，需要在蒸汽烘干室内（温度需严格控制在90C110C）进行养护，增加成本，而本发明只需在自然条件下养护即可，大大减少成本。发明内容针对上述背景技术中存在的缺陷与问题，本发明提供了一种河道淤泥免烧砖及其制备方法。本发明的河道淤泥免烧砖

8、具有保温隔热性好、环保节能、易制备投产等特点，具有较好的市场应用化前景。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种河道淤泥免烧砖：由以下按质量分数计的原料制成：碱激发水泥15%35%、河道淤泥40%75%、骨料0%40%、水0%25%和外加剂0%3%,各原料质量分数之和为100%。进一步，所述的碱激发水泥由激发剂和硅铝酸盐类物质组成；以质量百分比计，激发剂占2%10%,硅铝酸盐类物质占90%98%激发剂包括水玻璃、NaOHNa2CO3Cao和MgC）等中的一种或几种。硅铝酸盐类物质包括普通硅酸盐水泥、矿渣、偏高岭土、蒙脱土、粉煤灰、硅灰、花岗岩石粉和石灰石粉等中的一种或几种。进一步，所述的河

9、道淤泥是指河道清淤过程产生的淤泥，含水率为20wt%70wt%o所述的骨料包括河砂、天然石子、再生骨料、废陶瓷粒等中的一种或几种。所述的外加剂包括高效减水剂、早强剂、缓凝剂和防冻剂等中的一种或几种。进一步，其制备过程为：1）去除河道淤泥中的塑料和金属杂质；2）先将碱激发水泥倒入搅拌机中，进行混合搅拌23分钟；3）再将骨料倒入搅拌机中，混合搅拌23分钟；4）再将河道淤泥倒入搅拌机中，混合搅拌23分钟；5）最后将外加剂和水倒入搅拌机中进行搅拌；6）将步骤5）搅拌均匀的混合料送入制砖机；压制成型后，用塑料薄膜覆盖，12h后进行浇水养护，即得到河道淤泥免烧砖成品。本发明河道淤泥免烧砖，其机理为：（1）

10、普通硅酸盐水泥水化生成Ca（OH）2和C-S-H,CaO水解也生成Ca（OH）2,Ca（OH）2与Na2CO3反应生成NaOH和CaCo3,NaOH为强碱，可以使矿渣、偏高岭土、粉煤灰、硅灰中的Si-O-Si键、SioAI键和Al-O-Al键在OH-作用下断裂，玻璃体结构解体，释放出（Si。4、然后再缩聚形成C-S-H或沸石等有强度的水化产物，CaCo3填充孔隙，使河道淤泥免烧砖具有较高的强度；（2）水玻璃激发矿渣、偏高岭土、粉煤灰、硅灰，生成C-S-H凝胶等，由于水玻璃Si含量较高，形成的C-S-H有较长的分子链，Ca/Si较低，这使河道淤泥免烧砖具有较高的强度；（3）当激发剂中含有MgO时

11、，MgO与（AlO4产等聚合，形成类水滑石（LDH）,LDH为层状结构，可以固化河道淤泥SO4Co3和Cl-等阴离子；蒙脱土也为层状结构，对重金属阳离子有固化作用；此外，生成的C-S-H或沸石对重金属也有较好的固化作用。河道淤泥还可能含有有机农药（滴滴涕、毒杀芬等）、非挥发性有机化合物（硝基苯、邻苯二甲酸二丁酯等）和挥发性有机化合物（甲苯、三氯乙烯等），采用碱激发技术对这些均有较好的固化作用；（4）花岗岩石粉和石灰石粉需水量少，在河道淤泥免烧砖主要起到减粘和填充作用；（5）掺入高效减水剂可降低水胶比，提高了砖的抗压强度；气温较低时，掺入早强剂和防冻剂，可提高砖的早期强度；气温较高时，掺入缓凝剂

12、，可延长制砖的开放时间；（6）河砂、天然石子、再生骨料、废陶瓷粒等骨料有较好的体积稳定性，能减少河道淤泥免烧砖收缩和开裂情况。与现有淤泥处理方式跟制砖技术相比，本发明具有以下有益效果：1）采用免烧技术，节约能耗，无温室气体、S02等有毒气体污染空气，环保作用明显；2）淤泥用量大，有利于淤泥规模化处理，有效解决淤泥污染环境且清淤后大量占用土地的问题；3）采用的碱激发技术使得成品砖各方面性能提升，使其使用寿命长；4）采用了碱激发技术，能够在水化产物C-S-H或沸石等中固化淤泥中的重金属，避免对土壤水源造成二次污染；5）技术方案简单，生产周期短，可操作性强，投资少。具体实施方式本发明提供的是一种河道

13、淤泥免烧砖：由以下按质量分数计的原料制成：碱激发水泥15%35%、河道淤泥40%75%、骨料0%40%、水0%25%和外加剂0%3%,各原料质量分数之和为100%。进一步，所述的碱激发水泥由激发剂和硅铝酸盐类物质组成；以质量百分比计，激发剂占2%10%,硅铝酸盐类物质占90%98%。激发剂包括水玻璃、NaOHNa2CO3、CaO和MgC）等中的一种或几种。硅铝酸盐类物质包括普通硅酸盐水泥、矿渣、偏高岭土、蒙脱土、粉煤灰、硅灰、花岗岩石粉和石灰石粉等中的一种或几种。进一步，所述的河道淤泥是指河道清淤过程产生的淤泥，含水率为20wt%70wt%o所述的骨料包括河砂、天然石子、再生骨料、废陶瓷粒等中

14、的一种或几种。所述的外加剂包括高效减水剂、早强剂、缓凝剂和防冻剂等中的一种或几种。进一步，其制备过程为：1）去除河道淤泥中的塑料和金属杂质；2）先将碱激发水泥倒入搅拌机中，进行混合搅拌23分钟；3）再将骨料倒入搅拌机中，混合搅拌23分钟；4）再将河道淤泥倒入搅拌机中，混合搅拌23分钟；5）最后将外加剂和水倒入搅拌机中进行搅拌；6）将步骤5）搅拌均匀的混合料送入制砖机；压制成型后，用塑料薄膜覆盖，12h后进行浇水养护，即得到河道淤泥免烧砖成品。实施例1河道淤泥免烧砖，由下列质量百分比的原料制成：碱激发水泥18%、河道淤泥65%、天然石子10%、水5%、高效减水剂2%,各组分质量百分数之和为100

15、%。淤泥不需要经过脱水处理，含水率为55wt%。所述碱激发水泥由激发剂和硅铝酸盐类物质组成，激发剂是模数为1.5、固体含量为30wt%的水玻璃。水玻璃的固体部分占碱激发水泥质量百分比为5%,硅铝酸盐类物质为P.O42.5硅酸盐水泥（45%）、矿渣（40%）和硅灰（10%）的混合物，占碱激发水泥质量百分比为95%o河道淤泥免烧砖的制备方法，具体步骤为：1）准备：去除河道淤泥中的塑料和金属等杂质；取河道淤泥备用；2）搅拌：先将碱激发水泥倒入搅拌机，混合搅拌2分钟；再将天然石子倒入搅拌机，混合搅拌3分钟；然后将河道淤泥倒入搅拌机，混合搅拌2分钟；最后将高效减水剂和水倒入搅拌机，混合搅拌2分钟，得到搅

16、拌均匀的混合物料；3）压制：将步骤2）中得到的混合物料送入制砖机压制成型；4）养护：将步骤3）中得到的砖用塑料薄膜覆盖，12h后进行浇水养护，得到河道淤泥免烧砖成品。对所得28d免烧砖进行强度检测，其抗压强度为19MPa,且满足危险废弃物鉴别标准浸出毒性鉴别（GB5085.3-2007）的要求。实施例2河道淤泥免烧砖，由下列质量百分比的原料制成：碱激发水泥15%、河道淤泥60%、再生骨料10%、水12%、早强齐IJ2%和防冻剂1%,各组分质量百分数之和为100%。淤泥不需要经过脱水处理，含水率为50Wt%。所述碱激发水泥由激发剂和硅铝酸盐类物质组成，激发剂为NaoH（5%）和MgC）（2%）,

17、占碱激发水泥质量百分比为7%,硅铝酸盐类物质为P.O42.5硅酸盐水泥（30%）、矿渣（30%）、偏高岭土（30%）和石灰石粉（13%）,占碱激发水泥质量百分比为93%o河道淤泥免烧砖的制备方法，具体步骤为：1）准备：去除河道淤泥中的塑料和金属等杂质；取河道淤泥备用；2）搅拌：先将碱激发水泥倒入搅拌机，混合搅拌2分钟；再将再生骨料倒入搅拌机，混合搅拌2分钟；然后将河道淤泥倒入搅拌机，混合搅拌2分钟；最后将早强剂、防冻剂和水倒入搅拌机，混合搅拌2分钟，得到搅拌均匀的混合物料；3）压制：将步骤2）中得到的混合物料送入制砖机压制成型；4）养护：将步骤3）中得到的砖用塑料薄膜覆盖，12h后进行浇水养护

18、，得到河道淤泥免烧砖成品。对所得28d免烧砖进行强度检测，其抗压强度为16MPa,且满足危险废弃物鉴别标准浸出毒性鉴别（GB5085.3-2007）的要求。实施例3河道淤泥免烧砖，由下列质量百分比的原料制成：碱激发水泥20%、河道淤泥55%、废陶瓷粒8%、水15%、缓凝剂2%,各组分质量百分数之和为100%。淤泥不需要经过脱水处理，含水率为30wt%。所述碱激发水泥由激发剂和硅铝酸盐类物质组成，激发剂为CaO（7%）和Na2CO3（3%）,占碱激发水泥质量百分比为10%,硅铝酸盐类物质为P.O42.5硅酸盐水泥（40%）、矿渣（40%）、和蒙脱土（10%）,占碱激发水泥质量百分比为90%。河道

19、淤泥免烧砖的制备方法，具体步骤为：1）准备：去除河道淤泥中的塑料和金属等杂质；取河道淤泥备用；2）搅拌：将碱激发水泥倒入搅拌机，混合搅拌3分钟；将废陶瓷粒倒入搅拌机，混合搅拌3分钟；将河道淤泥倒入搅拌机，混合搅拌3分钟；将缓凝剂和水倒入搅拌机，混合搅拌3分钟，得到搅拌均匀的混合物料；3）压制：将步骤2）中得到的混合物料送入制砖机压制成型；4）养护：将步骤3）中得到的砖用塑料薄膜覆盖，12h后进行浇水养护，得到河道淤泥免烧砖成品。对所得28d免烧砖进行强度检测，其抗压强度为15MPa,且满足危险废弃物鉴别标准浸出毒性鉴别（GB5085.3-2007）的要求。以上所述，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。