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《东南大学》 2015年
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淤泥烧结轻质、高强、自保温砌块的研发与应用

贾鲁涛  
【摘要】:我国湖泊资源丰富,湖泊面积约占国土总面积的0.95%,江苏地区湖泊率约为6%,居全国之首。但很多水域面临着水体富营养化、重金属污染等水质恶化问题,随着河湖清淤力度的加大,每年产生的疏浚淤泥可达1亿吨以上,淤泥的无害化利用是目前亟需解决的问题。淤泥、污泥、工业废渣等综合利用生产烧结保温砌块是实现其资源利用的有效途径之一。本文从淤泥、污泥等资源综合利用的角度出发,进行了实验室规模淤泥烧结砖小样的原材料优选及工艺参数研究,并完成了工厂的中试生产,以期为工业化生产提供参考。第一,本文进行了实验室规模制备烧结砖小样的原材料优选和工艺参数研究。研究结果表明,在成型水分20%,成型压力1.OMPa,真空度-0.075MPa时,混合料可获得较好的成型性能,且在干燥和焙烧过程中均未有开裂等缺陷的产生;M、D、F1、F2等均可作为瘠性料用于淤泥制砖,对于减少干燥线性收缩有一定的作用,并综合分析其吸水率、强度等指标,M作为瘠性料效果较优。第二,本文以M为瘠性料,S为成孔剂制备烧结砖进行了研究。研究结果表明,随着M掺量的增加,淤泥烧结砖小样的干燥线性收缩、强度、抗冻性、导热系数降低,吸水率增大,当M掺量为10%,S掺量为5%时,可制备出干燥线性收缩为5.35%,体积密度为1633kg/m3,吸水率为16.5%,强度为20.5MPa,导热系数为0.5331W/(m·k)的烧结砖小样,并且在烧结过程中,重金属可得到有效固化。在本实验条件下测得燃烧过程释放二噁英类物质总的毒性当量为0.176ngTEQ/m3,满足《生活垃圾污染控制标准》(GB18485-2014)的排放标准。对不同配比的微观形貌、孔隙率及孔径分布进行分析,结果表明,随着M掺量的增加,烧结砖小样形成较为疏松多孔的微观结构,且孔隙率增大,孔径细化,是其强度降低,吸水率增大,导热系数降低,抗冻性能下降的主要原因。第三,本文对掺固化剂的淤泥制砖进行了分析,研究结果表明,少量固化剂的加入对淤泥塑性指数、氧化物含量等没有显著的影响,但会较大程度影响其成型性能。在M掺量相同时,固化淤泥烧结砖小样的综合性能较湖泊淤泥烧结砖小样差,当M掺量为10%时,可制备出强度为15.8MPa的烧结砖小样。第四,本文进行了淤泥烧结保温砌块的中试生产。研究结果表明,B作为瘠性料可有效降低线性干燥收缩,对于提高砌块的干燥性能具有显著的作用。C作为内燃料可促进物料的焙烧,掺量适量对提高砌块强度具有一定的作用。当B掺量为10%,C掺量为15%时,可制备出强度满足MU5.0,吸水率低于11%,导热系数为0.254W/(m-k)的内墙保温砌块、导热系数为0.249W/(m·k)的外墙保温砌块。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU522.3

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