利用工業(yè)污泥制備蒸壓灰砂磚技術(shù)和產(chǎn)品性能研究.pdf

1、酸洗污泥是金屬表面處理過程中產(chǎn)生的固體廢棄物。目前國內(nèi)對大量的酸洗污泥主要以堆存和簡易填埋的方式處理。然而這種處理方式不但占用了大量的場地資源，提高了運營的成本，而且會帶來突出的安全隱患和嚴重的環(huán)境污染問題。因此，開展資源化利用酸洗污泥的研究顯得尤為重要。本文在研究酸洗污泥產(chǎn)生的機理和對其礦物成分進行分析的基礎(chǔ)上，研究利用酸洗污泥作為原料制備新型墻體材料蒸壓灰砂磚的關(guān)鍵技術(shù)。研究了各原料不同摻量、成型工藝和蒸壓工藝參數(shù)對蒸壓灰砂磚制品的

2、力學性能的影響規(guī)律，并對蒸壓灰砂磚制品在蒸壓養(yǎng)護后的微觀性能的變化進行了探究，探討了制品的宏觀性能與微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。最后，本文研究了所制備的蒸壓酸洗污泥灰砂磚碳化處理后在強度和孔隙等方面的變化。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　首先，本文通過試驗探究了不同摻量的酸洗污泥、磨細江砂、生石灰、水泥、石膏、不同的成型工藝參數(shù)和不同的蒸壓工藝參數(shù)等因素對蒸壓酸洗污泥灰砂磚制品的力學性能的影響。根據(jù)蒸壓灰砂磚的強度結(jié)果，試驗確定了制備蒸壓酸

3、洗污泥灰砂磚適宜的技術(shù)參數(shù):酸洗污泥摻量為15％，磨細江砂摻量15％，生石灰摻量25％，江砂摻量45％，混合料采用兩次加水攪拌工藝，成型壓力17MPa，成型時水分11％左右，蒸壓的升溫時間2h，蒸壓恒溫時間6h，降溫時間3h，蒸壓壓力約1.0MPa(采用180℃)。在該條件下制備的標準蒸壓灰砂磚，其抗壓強度和抗折強度分別為17.4MPa、3.9MPa。其它各方面的性能均符合《蒸壓灰砂磚》(GB11945-1999)中MU15級別蒸壓灰砂

4、磚的要求。
　　其次，通過XRD和SEM現(xiàn)代材料分析手段，本文對不同摻量的酸洗污泥、磨細江砂、生石灰和不同的蒸壓恒溫時間和不同的蒸壓恒溫溫度等因素對灰砂磚制品的微觀性能的影響規(guī)律進行了探究。研究發(fā)現(xiàn)，蒸壓灰砂磚中的水化硅酸鈣的種類和數(shù)量往往決定了制品的力學性能，而生產(chǎn)工藝參數(shù)的改變對蒸壓灰磚制品生成的水化硅酸鈣的種類和數(shù)量影響較大。當選擇較為合理的原料配比和生產(chǎn)工藝時，蒸壓灰砂磚能夠生成數(shù)量較多、強度較高的CSH(B)和托勃莫來石

5、，從而使得制品的力學性能較好。另外，研究還發(fā)現(xiàn)酸洗污泥中存在少量的Ca(OH)2且能夠參與水化反應(yīng)生成較少的CSH凝膠。
　　最后，本文對制備的蒸壓酸洗污泥灰砂磚進行了碳化處理，并對碳化后灰砂磚的強度提高進行了研究分析。結(jié)果表明，完全碳化后的蒸壓灰砂磚其抗壓強度相對未碳化的試樣抗壓強度提高了54.7％，且制品內(nèi)部有較多的CaCO3和SiO2生成并填充在孔隙內(nèi)，使得制品的總孔隙率明顯降低，孔徑尺寸得到進一步的細化，從而提高了蒸壓灰砂