一種摻加疏浚底泥制備免燒陶粒的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于疏浚行業和建筑材料技術領域，尤其是一種摻加疏浚底泥制備免燒陶粒的方法。
【背景技術】
[0002]疏浚底泥是水體底泥通過疏浚工程進行處理而產生的。近年來，由于我國疏浚業快速發展，年疏浚量已逾10億立方米。疏浚底泥具有高孔隙比、高含水率、低強度和滲透性差的特點，而且水體底泥污染日益嚴重，底泥中的污染物主要是重金屬、氮磷為主的營養物質和難降解的有機物，這些特性使得疏浚底泥性能劣化，制約了其用途，長期堆積會造成環境污染，疏浚底泥資源化利用已成亟待解決的問題。
[0003]目前，國內外利用疏浚底泥制備陶粒的工藝主要是燒結法，而且成熟工藝較少，而利用疏浚底泥通過免燒法制備陶粒的方法還未見報道。燒結法是將疏浚底泥先進行脫砂處理，然后陳化均勻，再配以其他原料，粉末成球法成球，干燥后燒制成型。燒結法需要先將疏浚底泥進行脫砂處理來減少粘結劑的用量，來增加陶粒膨脹性能。陶粒利用燒制成型，雖然能夠使陶粒料球充分致密化，提高陶粒的強度，但燒制過程需要耗費大量的能量，對于成本的控制不利。
[0004]通過檢索，尚未發現與本發明專利申請相關的專利公開文獻。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種節能利廢、生產能耗低的摻加大量疏浚底泥制備免燒陶粒的方法，該方法制得的免燒陶粒的強度高、產品防水效果好、質量合格。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]—種摻加疏浚底泥制備免燒陶粒的方法，步驟如下:
[0008]⑴疏浚底泥的預處理:將干化的疏浚底泥塊進行粉碎，得粉碎后疏浚底泥；
[0009]⑵配料:將粉碎后疏浚底泥、水泥、生石灰、石膏和粉煤灰混合攪拌，制得干混合料；所述粉碎后疏浚底泥、水泥、生石灰、石膏和粉煤灰的質量份數為:疏浚底泥60?80份、水泥I?6份、生石灰I?6份、石膏I?6份、粉煤灰3?15份；
[0010]然后將水玻璃與水混合均勻，制成混合液，水玻璃的加入量與疏浚底泥的質量比例為3?15:60?80，所述干混合料和水玻璃的質量總和百分數為100%，水的加入量為干混合料和水玻璃的總質量的40%?60%，得水玻璃與水的混合液；
[0011]⑶圓盤造粒:取干混合料和水玻璃與水的混合液進行造粒，造粒溫度為5°C?450C，造粒壓力為80kPa?105kPa，造粒時，每加入I份干混合料，噴灑0.1?I份水玻璃與水的混合液，造粒時間為10?60min，得造粒后的免燒陶粒；
[0012]⑷制品初步養護:對得到的造粒后的免燒陶粒每隔6?15小時進行灑水自然養護，并對灑水后的免燒陶粒表面覆蓋保鮮膜，養護3?28天；
[0013](5)防水處理:對初步養護后的免燒陶粒的表面噴涂防水材料，防水材料為有機硅防水劑與水的混合液，有機硅防水劑加入量為干混合料總質量的0.1%?5%，有機硅防水劑與水的質量比例為1:10?1:20 ;
[0014](6)制品最終養護:對經防水處理后的陶粒表面覆蓋保鮮膜養護，養護時間I?7天，即得到成品免燒陶粒。
[0015]而且，所述步驟⑴中粉碎后疏浚底泥的含水率低于10%。
[0016]而且，所述步驟⑴中粉碎后疏浚底泥的粒度為60-300目。
[0017]而且，所述步驟⑵中粉碎后疏浚底泥的干混合料質量份數為:疏浚底泥70?80份、水泥2?5份、生石灰2?5份、石膏2?5份、粉煤灰4?12份；或者，所述步驟⑵中水玻璃的加入量與疏浚底泥的質量比例為4?12:60?80 ;或者，所述步驟⑵中水的加入量為干混合料和水玻璃總質量的50%?60%。
[0018]而且，所述步驟⑶中造粒溫度為10°C?40°C ;或者，所述步驟⑶中造粒壓力為85kPa?102kPa ;或者，所述步驟⑶中造粒時，每加入I份干混合料，噴灑0.2?0.8份水玻璃與水的混合液；或者，所述步驟⑶中造粒時間為20?50min ;或者，所述造粒使用圓盤造粒機造粒。
[0019]而且，所述步驟⑷中對得到的免燒陶粒每隔8?14小時進行灑水自然養護；或者，所述步驟⑷中自然養護3?14天。
[0020]而且，所述步驟(5)中防水材料混合液中，有機硅防水劑加入量為干混合料總質量的 0.3%?
[0021]而且，所述步驟(5)中有機硅防水劑與水的質量比例為1:12?I:18o
[0022]而且，所述步驟(6)中養護時間為I?4天。
[0023]本發明取得的優點和積極效果是:
[0024]1、本發明方法添加了疏浚底泥、水泥、生石灰、石膏、粉煤灰，該方法控制物料的配比，更好地發揮了各物料的作用，使生產得到的免燒陶粒質量合格，由于各種原料的作用，結合該方法的工藝步驟和參數的合理設計，使得該方法制備免燒陶粒的過程中不需要對陶粒進行焙燒，降低了生產能耗，直接制得摻疏浚底泥的免燒陶粒，陶粒表面進行防水處理，并且疏浚底泥摻量大，最終產品防水效果好、強度高；該方法的養護步驟簡便，降低了生產成本，該方法摻加了大量的疏浚底泥，達到了廢物利用，滿足了疏浚行業需求，并且生產能耗低，生產的免燒陶粒滿足建筑市場的需求。
[0025]2、本發明方法中疏浚底泥中含有大量的S1jP Al 203，是形成陶粒的主要成分，對疏浚底泥進行預處理，可以使疏浚底泥與其他配料混合更均勻，反應更充分；本發明中生石灰和石膏充當了激發劑的角色，促進水泥中硅酸鈣的溶解與擴散，粉煤灰中活性組分的水化，因而提高了陶粒強度；本發明中水泥能夠調節陶粒的凝結時間，水泥水化保證陶粒的早期強度，由于水泥生成氫氧化鈣，與疏浚底泥中的S12和活性Al 203反應生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，同時對粉煤灰也有很好的激發作用，加快玻璃體的分解與溶解，形成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，進而形成鈣礬石，另外水泥也是膠凝材料，能夠將疏浚底泥與其他材料膠結在一起。
[0026]3、本發明方法中采用圓盤造粒機造粒，造粒過程采用邊向圓盤造粒機加干混合料邊噴水玻璃與水的混合液的方法，此方法使造出的陶粒顆粒級配良好，顆粒圓潤飽滿，造粒效率高。
[0027]4、本發明方法中對陶粒進行表面噴涂防水材料，解決了疏浚底泥遇水易水化的特點，使免燒陶粒能夠長期浸泡于水中而不水化。
【具體實施方式】
[0028]下面結合實施例，對本發明進一步說明；下述實施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實施例來限定本發明的保護范圍。
[0029]本發明中所使用的原料，如無特殊說明，均為常規的市售產品；本發明中所使用的方法，如無特殊說明，均為本領域的常規方法。
[0030]本發明所用的疏浚底泥可以是水體底泥通過疏浚工程進行處理而產生的，由于水體污染，底泥含有大量污染物，主要有重金屬、氮磷為主的營養物質和難降解的有機物。粉煤灰可以為燃煤電廠產生的飛灰收集所得，性能符合GB1596-91《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》技術要求。生石灰可以為普通建筑生石灰，性能符合JC/T621-2009《硅酸鹽建筑制品用生石灰》技術要求。石膏可以是普通建筑磷石膏，本領域技術人員可以理解的是，用其他石膏代替磷石膏也可。所用水泥可以為42.5等級的普通硅酸鹽水泥。水玻璃為普通工業用水玻璃，俗稱泡花堿，性能符合GB4209-96《工業硅酸鈉》技術要求。
[0031]本發明所述圓盤造粒機造粒工作原理是將干物料通過離心作用，覆蓋包裹于液滴上形成圓球，所成圓球通過不斷滾動，表面拋光形成陶粒。
[0032]實施例1
[0033]—種摻加疏浚底泥制備免燒陶粒的方法，步驟如下:
[0034]1、疏浚底泥的預處理:將疏浚底泥用粉碎機粉碎至100目和含水率為10% ;
[0035]2、配料:干混合料由疏浚底泥、水泥、生石灰、石膏、粉煤灰組成，所述干混合料和水玻璃的質量總和百分數為100% ;各組分的含量為:按各原料的質量百分數算，疏浚底泥80 %，水泥3 %，生石灰3 %，石膏3 %，粉煤灰5 % ;混合液由水玻璃和水組成，其中水玻璃
6%，水量為所有固體材料的50 % ;
[0036]3、圓盤造粒:造粒溫度為5°C，造粒壓力為80kPa，向圓盤造粒機間歇加入干混合料，每加入I份干混合料，噴灑0.1份水玻璃與水的混合液，通過圓盤造粒機的離心運動，造粒時間為lOmin，最終制備出陶粒；
[0037]4、制品初步養護:對制備出的陶粒每隔6小時進行灑水自然養護，并對灑水后的陶粒表面覆蓋保鮮膜，養護時間為3天；
[0038]5、防水處理:對制備的陶粒表面進行防水處理，將陶粒放入包衣機中，在包衣機運轉時向其中噴淋防水材料，防水材料為有機硅與水的混合液，有機硅為干混合料總質量的0.3%，有機硅與水的比例為1:10 ;
[0039]6、制品最終養護:對經防水處理后的陶粒表面覆蓋保鮮膜養護，養護時間I天，得到成品免燒陶粒。
[0040]本實施例所得的疏浚底泥免燒陶粒的筒壓強度值為2.29Mpa，吸水率為11.1%，完全符合GBT17431.1—2010《輕集料及其試驗方法》的標準要求。
[0041]實施例2
[0042]—種摻加疏浚底泥制備免燒陶粒的方法，步驟如下:
[0043]1、疏浚底泥的預處理:將疏浚底泥用粉碎機粉碎至100目和含水率為8% ;
[0044]2、配料:干混合料由疏浚底泥、水泥、生石灰、石膏、粉煤灰組成，所述干混合料和水玻璃的質量總和百分數為100% ;各組分的含量為:按各原料的質量百分數算，疏浚底泥80 %，水泥4 %，生石灰2 %，石膏2 %，粉煤灰6 % ;混合液由水玻璃和水組成，其中水玻璃
6%，水量為所有固體材料的55 % ;
[0045]3、圓盤造粒:造粒溫度為30°C，造粒壓力為lOOkPa，向圓盤造粒機間歇加入干混合料，每加入I份干混合料，噴灑0.4份水玻璃與水的混合液，通過圓盤造粒機的離心運動，造粒時間為35min，最終制備出陶粒；
[0046]4、制品初步養護:對制備出的陶粒每隔10小時進行灑水自然養護，并對灑水后的陶粒表面覆蓋保鮮膜，養護時間為10天；
[0047]5、防水處理:對制備的陶粒表面進行防水處理，將陶粒放入包衣機中，在包衣機運轉時向其中噴淋防水材料，防水材料為有機硅與水的混合液，有機硅為干混合料總質量的0.4%，有機硅與水的比例為1:15 ；
[0048]6、制品最終養護:對經防水處理后的陶粒表面覆蓋保鮮膜養護，養護時間2天，得到成品免燒陶粒。
[0049]本實施例所得的疏浚底泥免燒陶粒的筒壓強度值為2.75Mpa，吸水率為10.1 %，完全符合GBT17431.1—2010《輕集料及其試驗方法》的標準要求。
[0050]實施例3
[0051]—種摻加疏浚底泥制備免燒陶粒的方法，步驟如下:
[0052]1、疏浚底泥的預處理:將疏浚底泥用粉碎機粉碎至200目和含水率為7% ;
[0053]2、配料:干混合料由疏浚底泥、水泥、