本發(fā)明屬于土木建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用海洋廢棄淤泥制備環(huán)保人造砂石的方法。
背景技術(shù)：
沿海地區(qū)港口工程的建設(shè)和維護(hù)中都會(huì)產(chǎn)生大量含水率高的廢棄淤泥，傳統(tǒng)的陸地吹填、海洋傾倒等處理方法存在占地多、耗時(shí)長(zhǎng)、成本高以及污染嚴(yán)重等系列問題。因此，在可持續(xù)發(fā)展理念下，如何采用合理環(huán)保有效的方式處理廢棄淤泥，對(duì)于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
港口工程的建設(shè)同時(shí)需要大量的砂石材料，但砂石資源非常緊缺，特別是傳統(tǒng)的砂石開采不僅造成不可再生的天然砂石資源大量消耗，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，且砂石破碎、分解過程中會(huì)消耗大量能源，存在高污染、高能耗及高co2排放等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)中的不足，提供一種利用海洋廢棄淤泥制備環(huán)保人造砂石的方法，所制備的人造砂石性能良好，是一種良好的天然砂石替代品。采用海洋廢棄淤泥為原料，因地制宜就地取材，成本低廉，有效降低了港口工程建設(shè)成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)海洋廢棄淤泥的資源化利用。
本發(fā)明提高的技術(shù)方案如下：
一種利用海洋廢棄淤泥制備環(huán)保人造砂石的方法，該方法包括以下步驟，
（1）過濾，過濾去除淤泥中大顆粒石塊、水草等雜物；
（2）脫水，將過濾后淤泥離心脫水至含水率為45%~75%；
（3）固化，將脫水后的淤泥與固化劑、添加劑、堿性激發(fā)劑按以下比例混合攪拌均勻，形成固化淤泥，其中各組分的質(zhì)量份組成為淤泥40~65份、固化劑15~35份、添加劑10~20份、堿性激發(fā)劑1~15份；
固化劑質(zhì)量份組成為早強(qiáng)型普通硅酸鹽水泥15~35、生石灰0~15份；
添加劑質(zhì)量份組成為粉煤灰3~10份、爐渣1~5份、水泥渣1~5份、鋼渣1~3份、脫硫石膏1~2份；
堿性激發(fā)劑質(zhì)量分組成為水玻璃（na2sio3·9h2o）0~5份、氫氧化鈉0~5份、碳酸鈉0~5份，三者質(zhì)量份之和為1~15份；
（4）成型，將固化淤泥通過成型機(jī)成型，再通過合適的人工或機(jī)械方法制成大小均勻的卵石狀砂石料；
（5）養(yǎng)護(hù)，將得到的卵石狀砂石料自然養(yǎng)護(hù)7~10天。
本發(fā)明中各組分的作用：
淤泥。海洋廢棄淤泥為本發(fā)明制作環(huán)保砂石的原料，并提供一定的水環(huán)境。
固化劑。一、水泥與淤泥中含水率發(fā)生水化反應(yīng)，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等膠凝物質(zhì)，使淤泥質(zhì)土粒膠結(jié)在一起；二、生石灰一方面具有較強(qiáng)吸水性，可以在反應(yīng)初期顯著降低淤泥的含水率；三、生石灰中的主要組分cao與淤泥中含水率反應(yīng)生成大量的ca(oh)2，為水泥和添加劑中含有的活性sio2、al2o3、fe2o3等發(fā)生水化反應(yīng)提供合適的堿性環(huán)境。
添加劑。摻入的粉煤灰、爐渣、水泥渣、鋼渣、脫硫石膏等物質(zhì)都是具有火山灰效應(yīng)的固體廢棄物，一方面廢物利用有效的處理了這些廢棄物，另一方面這些物質(zhì)中含有的活性sio2、al2o3、fe2o3等在堿性條件下同樣可生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等膠凝物質(zhì)，粘結(jié)淤泥質(zhì)土粒。
激發(fā)劑。促進(jìn)添加劑中sio2、al2o3、fe2o3等結(jié)構(gòu)解體，加速添加劑和固化劑反應(yīng)生成膠凝物質(zhì)，同時(shí)還能有效激發(fā)土顆粒中的礦物組分活性，加快水化進(jìn)程。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明提供的一種利用海洋廢棄淤泥制備環(huán)保人造砂石的方法，可對(duì)廢棄海洋淤泥進(jìn)行處理進(jìn)而制得粒徑大小合適的砂石材料，其具有性能穩(wěn)定、成本低廉、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于各類港口工程、道路工程等工程建設(shè)，以部分或完全替代天然碎石、卵石，降低工程成本。一方面合理有效地解決了廢棄淤泥堆積占地、拋填污染環(huán)境等一系列問題，另一方面處理后的淤泥可作為一種環(huán)保人造砂石材料用于工程建設(shè)，可大大減少對(duì)天然碎石、卵石的消耗，從而有效避免天然砂石開采過程中引起的環(huán)境、能源問題，實(shí)現(xiàn)了淤泥廢物無害化、資源化處理的目的，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
附圖說明
圖1為本發(fā)明制備方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面描述本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明的內(nèi)容完全不局限于此。圖１示出了本發(fā)明的制備方法流程圖。
實(shí)施例1
（1）過濾，取某港口廢棄疏浚海洋淤泥，過濾去除淤泥中大顆粒石塊、水草等雜物；
（2）脫水，將過濾后淤泥離心脫水至含水率為65%；
（3）固化，取脫水后的淤泥45份、固化劑30份、添加劑18份、堿性激發(fā)劑7份，一起放入攪拌機(jī)中混合攪拌均勻，形成固化淤泥，其中部分組分質(zhì)量份組成如下：
固化劑，52.5r級(jí)早強(qiáng)型普通硅酸鹽水泥20份、生石灰10份；
添加劑，粉煤灰10份、爐渣4份、水泥渣2份、鋼渣1份、脫硫石膏1份；
堿性激發(fā)劑，水玻璃5份、氫氧化鈉1份、碳酸鈉1份；
（4）成型，將固化淤泥于活塞擠出式成型機(jī)中成圓柱狀，通過合適的人工或機(jī)械方法形成大小均勻的卵石狀砂石料；
（5）養(yǎng)護(hù)，將得到的卵石狀砂石料自然養(yǎng)護(hù)8天即可。
實(shí)施例1所制得的環(huán)保人造砂石在105℃烘干后測(cè)得抗壓強(qiáng)度為21mpa，壓碎值14.3%，其性能指標(biāo)宜符合jgj52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，且優(yōu)于相同條件下單一水泥做固化劑制得的砂石材料性能（抗壓強(qiáng)度為16mpa，壓碎值17%）。
實(shí)施例2
（1）過濾，取某港口廢棄疏浚海洋淤泥，過濾去除淤泥中大顆粒石塊、水草等雜物；
（2）脫水，將過濾后淤泥離心脫水至含水率為52%；
（3）固化，取脫水后的淤泥52份、固化劑25份、添加劑15份、堿性激發(fā)劑8份，一起放入攪拌機(jī)中混合攪拌均勻，形成固化淤泥，其中部分組分質(zhì)量份組成如下：
固化劑，52.5r級(jí)早強(qiáng)型普通硅酸鹽水泥15份、生石灰10份；
添加劑，粉煤灰9份、爐渣3份、水泥渣1份、鋼渣1份、脫硫石膏1份；
堿性激發(fā)劑，水玻璃5份、氫氧化鈉2份、碳酸鈉1份；
（4）成型，將固化淤泥于擠出式成型機(jī)中成球，形成大小均勻的卵石狀砂石料；
（5）養(yǎng)護(hù)，將得到的卵石狀砂石料自然養(yǎng)護(hù)9天即可。
實(shí)施例2所制得的環(huán)保人造砂石在105℃烘干后測(cè)得抗壓強(qiáng)度為18mpa，壓碎值15%，其性能指標(biāo)宜符合jgj52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，且優(yōu)于相同條件下單一水泥做固化劑制得的砂石材料性能（抗壓強(qiáng)度為14mpa，壓碎值18%）。
實(shí)施例3
（1）過濾，取某港口廢棄疏浚海洋淤泥，過濾去除淤泥中大顆粒石塊、水草等雜物；
（2）脫水，將過濾后淤泥離心脫水至含水率為58%；
（3）固化，取脫水后的淤泥58份、固化劑30份、添加劑10.4份、堿性激發(fā)劑1.6份，一起放入攪拌機(jī)中混合攪拌均勻，形成固化淤泥，其中部分組分質(zhì)量分組成如下：
固化劑，52.5r級(jí)早強(qiáng)型普通硅酸鹽水泥15份、生石灰15份；
添加劑，粉煤灰5份、爐渣1份、水泥渣1份、鋼渣2份、脫硫石膏1.4份；
堿性激發(fā)劑，水玻璃1.6份；
（4）成型，將固化淤泥于活塞擠出式成型機(jī)中成圓柱狀，通過合適的人工或機(jī)械方法形成大小均勻的卵石狀砂石料；
（5）養(yǎng)護(hù)，將得到的卵石狀砂石料自然養(yǎng)護(hù)7天即可。
實(shí)施例3所制得的環(huán)保人造砂石在105℃烘干后測(cè)得抗壓強(qiáng)度值為27.3mpa，壓碎值13.9%，其性能指標(biāo)宜符合jgj52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，且優(yōu)于相同條件下單一水泥做固化劑制得的砂石材料性能（抗壓強(qiáng)度為20mpa，壓碎值17%）。
實(shí)施例4
（1）過濾，取某港口廢棄疏浚海洋淤泥，過濾去除淤泥中大顆粒石塊、水草等雜物；
（2）脫水，將過濾后淤泥離心脫水至含水率為45%；
（3）固化，取脫水后的淤泥40份、固化劑15份、添加劑10份、堿性激發(fā)劑1份，一起放入攪拌機(jī)中混合攪拌均勻，形成固化淤泥，其中部分組分質(zhì)量份組成如下：
固化劑，52.5r級(jí)早強(qiáng)型普通硅酸鹽水泥14份、生石灰1份；
添加劑，粉煤灰3份、爐渣2份、水泥渣2份、鋼渣1份、脫硫石膏2份；
堿性激發(fā)劑，氫氧化鈉1份；
（4）成型，將固化淤泥于活塞擠出式成型機(jī)中成圓柱狀，通過合適的人工或機(jī)械方法形成大小均勻的卵石狀砂石料；
（5）養(yǎng)護(hù)，將得到的卵石狀砂石料自然養(yǎng)護(hù)7天即可。
實(shí)施例4所制得的環(huán)保人造砂石在105℃烘干后測(cè)得抗壓強(qiáng)度值為15.6mpa，壓碎值16%，其性能指標(biāo)宜符合jgj52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，且優(yōu)于相同條件下單一水泥做固化劑制得的砂石材料性能（抗壓強(qiáng)度為10mpa，壓碎值21%）。
實(shí)施例5
（1）過濾，取某港口廢棄疏浚海洋淤泥，過濾去除淤泥中大顆粒石塊、水草等雜物；
（2）脫水，將過濾后淤泥離心脫水至含水率為75%；
（3）固化，取脫水后的淤泥65份、固化劑35份、添加劑20份、堿性激發(fā)劑15份，一起放入攪拌機(jī)中混合攪拌均勻，形成固化淤泥，其中部分組分質(zhì)量分組成如下：
固化劑，52.5r級(jí)早強(qiáng)型普通硅酸鹽水泥23份、生石灰12份；
添加劑，粉煤灰5份、爐渣5份、水泥渣5份、鋼渣3份、脫硫石膏2份；
堿性激發(fā)劑，水玻璃5份、氫氧化鈉5份、碳酸鈉5份；
（4）成型，將固化淤泥于活塞擠出式成型機(jī)中成圓柱狀，通過合適的人工或機(jī)械方法形成大小均勻的卵石狀砂石料；
（5）養(yǎng)護(hù)，將得到的卵石狀砂石料自然養(yǎng)護(hù)10天即可。
實(shí)施例5所制得的環(huán)保人造砂石在105℃烘干后測(cè)得抗壓強(qiáng)度值為32mpa，壓碎值12%，其性能指標(biāo)宜符合jgj52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，且優(yōu)于相同條件下單一水泥做固化劑制得的砂石材料性能（抗壓強(qiáng)度為25mpa，壓碎值14.3%）。