硅酸鹽水泥固化淤泥材料及免燒陶粒研究.pdf

1、淤泥（包括生活污泥、河湖底泥和礦廠污泥等）含有大量污染物、病毒和重金屬等有害物質(zhì)，隨著淤泥產(chǎn)量的逐年增加，淤泥已越來(lái)越嚴(yán)重的威脅生態(tài)環(huán)境。研究高效的處理與處置技術(shù)，實(shí)現(xiàn)淤泥資源化利用，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
　　本文通過(guò)調(diào)整水料比和減水劑摻量改善新拌淤泥材料的工作性;通過(guò)不同養(yǎng)護(hù)方式的對(duì)比試驗(yàn)確定固化淤泥材料最佳養(yǎng)護(hù)制度;通過(guò)單因素分析和正交實(shí)驗(yàn)確定淤泥固化材料最佳配合比;以最佳配合比的固化淤泥材料為內(nèi)核，以膠凝材料—激發(fā)

2、劑—粘結(jié)劑體系為殼材料，制備了核-殼結(jié)構(gòu)免燒陶粒。
　　通過(guò)漿體流動(dòng)度試驗(yàn)研究了水料比、減水劑對(duì)新拌淤泥材料工作性及硬化后力學(xué)性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明，一定范圍內(nèi)，新拌淤泥漿體流動(dòng)性水料比和減水劑摻量增加而增加，但水料比超過(guò)0.32、減水劑摻量超過(guò)2.5％，新拌淤泥體的均質(zhì)性變差、固化淤泥材料力學(xué)性能降低。固化淤泥適宜水料比為0.30、減水劑適宜摻量為2.5％。
　　原狀淤泥的膠體絮狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其固化養(yǎng)護(hù)方法與傳統(tǒng)水泥基

3、材料不同，本文試驗(yàn)研究了蒸汽養(yǎng)護(hù)、烘干養(yǎng)護(hù)的可行性，并通過(guò)正交試驗(yàn)分析了烘干養(yǎng)護(hù)制度中成型后靜置時(shí)間、烘干溫度、烘干時(shí)間、烘干后自然養(yǎng)護(hù)時(shí)間對(duì)固化淤泥力學(xué)性能的影響，得到固化淤泥材料最優(yōu)養(yǎng)護(hù)制度為:成型后靜置1h，然后60℃烘干6h，烘干后自然養(yǎng)護(hù)3d以上。
　　通過(guò)單因素分析及正交試驗(yàn)分析，研究了膠凝材料及化學(xué)試劑對(duì)固化淤泥材料力學(xué)性能的影響，研究表明，固化淤泥材料力學(xué)性能隨水泥、硅灰和粉煤灰的摻量呈線性提高;一定摻量范圍內(nèi)硫酸

4、鈣、氧化鈣、高錳酸鉀、硫酸鋁摻加有利于固化淤泥力學(xué)性能的提高，但過(guò)量摻入對(duì)固化淤泥力學(xué)性能不利。固化淤泥材料最佳配比為水泥∶硅灰∶氧化鈣∶硫酸鋁∶氫氧化鈉=1∶0.4∶0.16∶0.12∶0.04。
　　基于固化材料研究結(jié)果，制備出核-殼結(jié)構(gòu)免燒淤泥陶粒，以陶粒力學(xué)性能、吸水性、耐水性、堆積密度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究了免燒淤泥陶粒的性能影響因素，研究表明，水泥摻入能有效提高陶粒筒壓強(qiáng)度和降低吸水率和提高軟化系數(shù);在一定摻量范圍內(nèi)，生石灰