【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及免燒砌塊的制備，具體涉及一種淤泥免燒砌塊及其制備方法。
技術介紹
1、淤泥含有豐富的沉積物，有機物和無機物成分，含水率高，強度低，滲透性差，壓縮性大，同時伴有刺激性氣味。淤泥的清理對于提高航道深度、改善水質、修復生態系統至關重要，目前大部分淤泥被就近回填或直接覆蓋，大量的淤泥堆存不僅占用了土地資源，也存在污染物二次擴散、土地利用沖突、土壤富營養化等潛在問題。
2、砌塊是利用混凝土、工業廢料（爐渣、粉煤灰等）或地方材料制成的人造塊材，外形尺寸比磚大，具有設備簡單，砌筑速度快的優點，符合了建筑工業化發展中墻體改革的要求。免燒砌塊原料來源廣泛，并具有免燒結、免蒸養的特性，被廣泛用于墻體材料建筑業中。以淤泥作為免燒砌塊的原料，不僅能夠有效的節約資源、降低能耗和成本，還能大量消納淤泥及解決環境污染問題。
3、現有的淤泥砌塊技術主要有兩方面：一是燒結法，將淤泥脫水后加入其它固廢（粉煤灰、尾礦）進行調制，壓制成型后在1050℃以上燒結制得，如一種湖庫淤泥燒結磚及制備方法（cn115286421a）、一種利用高溫焙燒河道淤泥制備燒結磚的方法（cn116715507a）。燒結法制成的砌塊雖然不需要長時間的養護過程和水泥的加入，但消耗了大量的能量和除去了淤泥中能夠絡合固化和相互聯結的腐殖酸等有機物，淤泥中的重金屬得不到有效固化，有機物的燒結過程還可能產生二噁英等有毒有害物質；二是免燒法，將淤泥脫水后加入其它固化劑，加水拌合均勻后通過壓制成型的方式制得，如一種水庫底泥免燒磚及其制備方法（cn117185733a）
技術實現思路
1、鑒于
技術介紹
中存在的技術問題，本申請提供了一種淤泥免燒砌塊及其制備方法，旨在解決現有淤泥中有機質和重金屬無法有效固化，制備而成的砌塊強度低、生產周期長、成本高的技術問題。
2、第一方面，本申請實施例提供了一種淤泥免燒砌塊，按質量份數計，原料組分包括淤泥粉體25~40份；
3、高爐礦渣15~32.5份；
4、粉煤灰15~25份；
5、機制砂20~30份；
6、激發劑，激發劑包括強堿激發劑3.8~7.6份和弱堿激發劑5.8~15份；
7、水10~20份。
8、在本申請實施例的技術方案中，采用堿激發技術，在強堿性環境下使高爐礦渣和粉煤灰中的硅鋁礦物和金屬陽離子釋放參與到凝膠相的水化反應中，隨后，釋放和引入的大量金屬陽離子會攻擊淤泥中的惰性硅鋁礦物的鍵合氧，降低淤泥中硅、鋁化合鍵的結合能，實現了高爐礦渣和粉煤灰對淤泥的協同活化，使淤泥中的硅鋁礦物快速溶解，生成鋁、硅單體二次水化參與凝膠相的組成。同時，釋放的鐵、鎂、鉀等金屬陽離子還能夠修飾凝膠的網狀結構，使凝膠相更為致密。
9、優選的，強堿激發劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種，弱堿激發劑包括水玻璃、硅酸鉀中的一種或兩種。
10、優選的，淤泥粉體的粒徑為0.3~500μm，按質量份數計，淤泥粉體的的主要化學成分包括：sio235~55份，al2o315~25份，燒失量（loi）?10~20份，k2o?0~3份，cao?0~3份；mgo?0~3份。
11、優選的，粉煤灰為f類粉煤灰，粒徑為0.3~100μm，按質量份數計，主要化學成分包括：sio240~60份，al2o325~35份，fe2o33~6份，cao?3~6份，k2o?0.5~3份。
12、優選的，高爐礦渣為s95級粉，粒徑為0.3~60μm，按質量份數計，其主要化學成分包括：cao?30~50份，sio225~35份，al2o310~20份，mgo?5~10份。
13、優選的，機制砂的粒徑為80~2000μm。
14、在本申請實施例的技術方案中，通過淤泥、高爐礦渣、粉煤灰、機制砂的配比變化對原料的級配進行優化，使免燒砌塊更為密實，微集料（淤泥、高爐礦渣、粉煤灰）提供了更多的水化點位，使凝膠相的水化過程均勻、快速，機制砂的加入不僅填補了粗顆粒的空缺使體系更加密實，還具有骨架支撐效應和互鎖效應，淤泥免燒砌塊的抗壓、抗折、抗凍等性能明顯提升。
15、第二方面，本申請實施例提供了一種淤泥免燒砌塊的制備方法，包括如下步驟：
16、s1、將淤泥除雜并烘干至含水率＜5份，研磨后得到淤泥粉體，縮分均化；
17、s2、將步驟s1中的淤泥粉體與高爐礦渣、粉煤灰、機制砂混勻，得到前驅體；
18、s3、將步驟s2中的前驅體與水、激發劑混勻后得到坯料；
19、s4、將步驟s3中得到的坯料壓制成型，脫模后在設定溫度下養護3~14d，得到淤泥免燒砌塊。
20、優選的，所述步驟s1中的淤泥烘干后采用振動研磨機進行研磨，振動研磨機的轉速為600~1500轉/分鐘。
21、優選的，步驟s4中所述的壓制成型的壓力為10~20mpa，保壓時間為1~5min。
22、區別于現有技術方案，本申請的有益效果包括：
23、1、本申請中強堿激發劑為體系提供較強的堿度，促使高爐礦渣、粉煤灰中的活性硅、鋁組分快速溶解，釋放出鈉、鉀、鎂等金屬陽離子；弱堿激發劑提供的外源活性硅的和體系釋放出的金屬陽離子會攻擊淤泥中的惰性硅鋁礦物的鍵合氧，降低淤泥中硅、鋁化合鍵的結合能，實現了高爐礦渣和粉煤灰對淤泥的協同活化，使淤泥中的硅鋁礦物快速溶解，生成鋁、硅單體二次水化參與凝膠相的組成，使粉煤灰，高爐礦渣，淤泥三者協同參與水化膠結反應，在免燒狀態下實現了淤泥的快速自固結，免除了水泥固化劑的加入。通過以上技術可解決現有技術淤泥利用率低，需要消費大量水泥、生產周期長等難題。
24、2、本申請通過淤泥、高爐礦渣、粉煤灰、機制砂的配比變化對原料的級配進行優化，使免燒砌塊更為密實，微集料（淤泥、高爐礦渣、粉煤灰）提供了更多的水化點位，使凝膠相的水化過程均勻、快速，機制砂的加入不僅填補了粗顆粒的空缺使體系更加密實，還具有骨架支撐效應和互鎖效應，淤泥免燒砌塊的抗壓、抗折、抗凍等性能明顯提升。
25、3、本專利技術制備的淤泥免燒砌塊可以實現常溫下的淤泥快速自固結，制備的淤泥免燒砌塊的7d抗壓強度最高為35.8?mpa，凍融循環25次后的抗壓強度為27.9?mpa，各項性能均滿足《jc/t?422-2007非燒結垃圾尾礦磚》中最高等級標號mu25的標準，能夠廣泛用于房屋建設、墻體材料等領域。
26、上述說明僅是本申請技術方案的概述，為了能夠更清楚本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種淤泥免燒砌塊，其特征在于，按質量份數計，原料組分包括淤泥粉體25~40份；
2.根據權利要求1所述的淤泥免燒砌塊，其特征在于，所述強堿激發劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種，所述弱堿激發劑包括水玻璃、硅酸鉀中的一種或兩種。
3.根據權利要求1所述的淤泥免燒砌塊，其特征在于，所述淤泥粉體的粒徑為0.3~500μm，按質量份數計，所述淤泥粉體的的主要化學成分包括：SiO2?35~55份，Al2O3?15~25份，LOI10~20份，K2O?0~3份，CaO?0~3份；MgO?0~3份。
4.根據權利要求1所述的淤泥免燒砌塊，其特征在于，所述粉煤灰為F類粉煤灰，粒徑為0.3~100μm，按質量份數計，主要化學成分包括：SiO2?40~60份，Al2O3?25~35份，Fe2O3?3~6份，CaO?3~6份，K2O?0.5~3份。
5.根據權利要求1所述的淤泥免燒砌塊，其特征在于，所述高爐礦渣為S95級粉，粒徑為0.3~60μm，按質量份數計，其主要化學成分包括：CaO?30~50份，SiO2?25~35份，Al2O3?10~2
6.根據權利要求1所述的淤泥免燒砌塊，其特征在于，所述機制砂的粒徑為80~2000μm。
7.根據權利要求1~6中任一項所述的一種淤泥免燒砌塊的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
8.根據權利要求7所述的淤泥免燒砌塊的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中的淤泥烘干后采用振動研磨機進行研磨，振動研磨機的轉速為600~1500轉/分鐘。
9.根據權利要求7所述的淤泥免燒砌塊的制備方法，其特征在于，步驟S4中所述的壓制成型的壓力為10~20Mpa，保壓時間為1~5min。
10.根據權利要求7所述的淤泥免燒砌塊的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中養護溫度為15~90℃。
...【技術特征摘要】
1.一種淤泥免燒砌塊，其特征在于，按質量份數計，原料組分包括淤泥粉體25~40份；
2.根據權利要求1所述的淤泥免燒砌塊，其特征在于，所述強堿激發劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種，所述弱堿激發劑包括水玻璃、硅酸鉀中的一種或兩種。
3.根據權利要求1所述的淤泥免燒砌塊，其特征在于，所述淤泥粉體的粒徑為0.3~500μm，按質量份數計，所述淤泥粉體的的主要化學成分包括：sio2?35~55份，al2o3?15~25份，loi10~20份，k2o?0~3份，cao?0~3份；mgo?0~3份。
4.根據權利要求1所述的淤泥免燒砌塊，其特征在于，所述粉煤灰為f類粉煤灰，粒徑為0.3~100μm，按質量份數計，主要化學成分包括：sio2?40~60份，al2o3?25~35份，fe2o3?3~6份，cao?3~6份，k2o?0.5~3份。
5.根據權利要求1所述的淤泥免燒砌...
【專利技術屬性】
技術研發人員：包申旭，周海林，黃慕洋，黎夢珂，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：發明
國別省市：
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