应用疏浚泥制备透水砖及性能研究

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对河道、港口、湖泊等水域进行疏浚处理所产生废弃物称为疏浚泥,目前我国疏浚泥的处理方法主要为海洋倾倒、填埋和吹填,这些处理方法不仅会对环境带来很大的负面影响,而且也是对资源的浪费,给生态环境及经济的可持续发展带来巨大的压力,不符合可持续发展的理念。陶瓷透水砖作为一种新型城市地面装饰材料,具有良好的透水性和保水性,能有效的缓解城市地表硬化带来的地下水位下降和城市“热岛”效应。本文研究以疏浚泥替代天然粘土原料作为低温黏结剂制备生态透水砖,为疏浚泥的资源化利用提供一条新途径,变废为宝,具有显著的社会效益和推广应用价值。论文对东莞麻涌河及其支流的十个取样点疏浚泥进行了分析测试,表明:东莞麻涌河疏浚泥的主要矿物成分为石英、高岭土和白云母,而其化学组成主要是SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、以及有机物等,与普通粘土原料的化学组成相近,且有较好的可塑性,可以用来替代天然粘土原料作低温黏结剂;另外干疏浚泥有1500kJ/kg左右的发热量,具有一定的能源利用价值。论文研究了疏浚泥、废瓷和玻璃粉的用量对透水砖性能的影响,确定了疏浚泥透水砖的基础配方(wt%)为:疏浚泥25%,废瓷60%,玻璃粉15%。通过正交试验研究了最优工艺条件及该工艺下试样的性能,探讨烧成制度、成型压力和骨料粒径对疏浚泥透水砖的抗压强度和透水系数的影响,烧成温度的升高有利于提高试样的抗压强度,且在1100℃时疏浚泥透水砖透水系数达到极大值;随着保温时间延长、成型压力增大和骨料粒径的逐渐减小,疏浚泥透水砖的抗压强度逐渐增大,而透水系数减小。研究表明:疏浚泥透水砖的最佳工艺条件为烧成温度1100℃,骨料粒径1.00~1.70mm,成型压力10MPa,保温时间20min。试样在最优工艺条件下制备时骨料颗粒表面被玻璃相包裹,试样通过颗粒堆积形成了大量的连通孔并且孔壁光滑,骨料颗粒间通过玻璃相有效的黏结起来,透水砖抗压强度为60MPa,透水系数为6.38×10-2cm/s,重金属溶出量符合行业标准。
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