一种基于淤泥的散粒体碳化人造骨料制备碳化设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种基于淤泥的散粒体碳化人造骨料制备碳化设备和方法，属于建筑材料制备技术领域。该方法以无锡当地的太湖底淤泥为主要组分，以叔丁基氯化镁、工业烧碱、PAC(聚合氯化铝)为无机粘合剂，并通过碳化的方法提升散粒体强度并对有害成分进行固化，保证人造骨料有足够的力学强度，性质优异。一方面该方法能对淤泥进行大规模处理，另一方面，人造建筑骨料的制备可以减少天然骨料的开采，减少对环境的破坏，并且可以广泛运用于建筑、路基等工程。程。程。

【技术实现步骤摘要】
一种基于淤泥的散粒体碳化人造骨料制备碳化设备和方法


[0001]本专利技术属于建筑材料制备
，具体涉及一种基于淤泥的散粒体碳化人造骨料制备碳化设备和方法。

技术介绍

[0002]我国疆土广袤，拥有众多江河湖泊，在土木工程建设高速发展的这个时代，在对河道、湖泊进行疏通清淤以及进行土木水利工程建设的过程中会产生大量的淤泥，根据调研结果显示，我国淤积有70％没有得到妥善处理。这些淤泥具有含水量高、透水性差、黏粒含量高、物理力学指标差等特点，有些河道湖泊的淤泥甚至含有大量有机质和有害重金属，这些淤泥难以作为填充材料直接在工程建设中使用，如果处置不当还会占用大量的良田。同时淤泥中的污水容易直接渗入地下对对地下水资源造成一系列危害。因此对这些淤泥进行规模化利用是很有必要的。目前最有前景的处理技术是采用固化剂固化，即向淤泥中添加固化剂进行搅拌混合，进而改变淤泥的性质。
[0003]目前我国建筑垃圾量逐年增加，但是对于建筑垃圾的资源化利用还比较低，推进建筑垃圾的合理处置、规范化利用，完善建筑垃圾的处理监管是国家重点关注的方面。目前工业废弃物资源化利用比例较低，大量工业废弃物的堆积，不仅会浪费土地资源还会对地下水造成污染。骨料是基础建设行业中重要的原材料，骨料外形呈松散颗粒状，是制备混凝土的基本原料，其在混凝土中不仅起骨架、填充作用，还能减少混凝土收缩、抑制裂缝扩展、降低水化热、增加耐磨性等。目前工程中应用的骨料主要为天然骨料，多为砂石。但是天然骨料资源开采是有限的，大量开山淘沙会严重破坏自然山体景观、绿色植被以及河道生态环境等，为了加强环境保护减小资源开采产生的压力，人们亟需开发一种人造骨料来替代天然的骨料。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种进行散粒体碳化混合料的新型碳化搅拌装置，所述新型碳化装置由桶身、桶盖、搅拌杆组成；
[0005]所述桶身设有一层透气板，透气版设有透气孔；在压力桶桶底中心位置开有进气孔；所述透气板是符合桶身直径的圆形板；
[0006]所述桶盖下表面有环形凹槽，环形凹槽设有密封圈；桶盖设有气孔；桶盖上表面设有电机，电极带动电极连接杆转动，电极连接杆通过联轴器带动搅拌杆转动；
[0007]所述搅拌杆上有搅拌叶，搅拌叶设置在搅拌杆的不同高度。
[0008]本专利技术提供一种基于淤泥的散粒体碳化人造骨料制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)将淤泥过滤并干燥后，打碎至松散淤泥颗粒；
[0010](2)将淤泥颗粒与聚合氯化铝、叔丁基氯化镁以及烧碱混合，得到混合料，将混合料与水进行混合搅拌得到松散颗粒体；
[0011](3)将松散颗粒体通入二氧化碳进行碳化，得到碳化后的松散碳化颗粒体；
[0012](4)将松散碳化颗粒体放入造粒机，制成骨料，养护，得到散粒体碳化人造骨料。
[0013]进一步的，步骤(1)中所述淤泥为江苏省无锡市的太湖清淤底泥，塑限为20～25％，液限为40～55％。
[0014]优选的，步骤(1)中所述淤泥为塑限为23.4％，液限为48.2％
[0015]进一步的，步骤(1)中所述淤泥颗粒粒径均小于1mm。
[0016]进一步的，步骤(2)中所述混合料中聚合氯化铝的质量分数为0.5～3％。
[0017]优选的，步骤(2)中所述混合料中聚合氯化铝的质量分数为1～2％。
[0018]具体可选的，步骤(2)中所述混合料中聚合氯化铝的质量分数为2％。
[0019]进一步的，步骤(2)中所述混合料中叔丁基氯化镁的质量分数为1～6％。
[0020]优选的，步骤(2)中所述混合料中叔丁基氯化镁的质量分数为2.5～5％。
[0021]具体可选的，步骤(2)中所述混合料中叔丁基氯化镁的质量分数为5％。
[0022]进一步的，步骤(2)中所述混合料中烧碱的质量分数为1～6％。
[0023]优选的，步骤(2)中所述混合料中烧碱的质量分数为2.5～5％。
[0024]具体可选的，骤(2)中所述混合料中烧碱的质量分数为5％。
[0025]进一步的，步骤(2)中所述松散颗粒体的含水量为20～30％。
[0026]优选的，步骤(2)中所述松散颗粒体的含水量为25％。
[0027]进一步的，步骤(3)中所述碳化条件为180～220KPa的气压，温度20～35℃下搅拌碳化2～3.5h。
[0028]优选的，步骤(3)中所述碳化条件为200KPa的气压，温度25℃下搅拌碳化3h。
[0029]进一步的，步骤(3)中碳化是在本专利技术涉及的新型碳化搅拌装置中进行。
[0030]进一步的，步骤(3)碳化过程中使用新型碳化搅拌装置从底部进行通气并以50～70r/min的搅拌速率进行搅拌。
[0031]进一步的，步骤(4)中骨料的直径为6～10mm，长度为15～30mm。
[0032]进一步的，步骤(4)中养护的条件为：温度25
±
5℃，湿度为正常空气湿度，时间1～2d。
[0033]本专利技术提供一种根据上述方法制备的散粒体碳化人造骨料。
[0034]本专利技术制备的散粒体碳化人造骨料在支架材料、建筑路基填料领域的应用。
[0035]有益效果：
[0036]1、本专利技术提供了一种新型碳化搅拌装置进行散粒体碳化混合料。新型碳化搅拌装置为附带进气口就电动搅拌杆的封闭性压力桶，配备同一个可控制转速电机，在碳化过程中控制转速在40
‑
60r/min，相较于传统碳化来说，散粒体搅拌碳化能更高效得完成碳化，提高工作效率。
[0037]2、本专利技术采用先碳化后造粒的制备流程，较传统的先造粒后碳化的流程，本专利技术的新流程可以使得制备出来的淤泥材料膨胀率更低且强度更高。
[0038]3、本专利技术选用太湖淤泥作为原料制备骨料，拓宽了淤泥的使用范围，并且制备的骨料强度在5MPa以上，满足使用标准，提供了一种制备简单，成本低廉的骨料。
附图说明
[0039]图1为散粒体碳化人造骨料制备流程。
[0040]图2为散粒体碳化人造骨料成品。
[0041]图3为新型碳化搅拌装置。
具体实施方式
[0042]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术对多种配比进行碳化造粒试验，对造粒的成型率、良品率和强度进行研究分析。
[0043]原料来源
[0044]淤泥采用江苏省无锡市的太湖清淤底泥，其塑限为23.4％，液限为48.2％。工业烧碱采用执行GB/T209
‑
2006的含量大于98％的产品。聚合氯化铝(PAC)采用执行GB/T15892
‑
2009且Al2O3含量大于30％的产品。叔丁基氯化镁采用CAS NO:677
‑
22
‑
5，密度0.931g/ml，纯度98％以上产品。碳化装置采用图3所示的新型碳化装置。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种进行散粒体碳化混合料的新型碳化搅拌装置，其特征在于，所述新型碳化装置由桶身、桶盖、搅拌杆组成；所述桶身设有一层透气板，透气版设有透气孔；在压力桶桶底中心位置开有进气孔；所述透气板是符合桶身直径的圆形板；所述桶盖下表面有环形凹槽，环形凹槽设有密封圈；桶盖设有气孔；桶盖上表面设有电机，电极带动电极连接杆转动，电极连接杆通过联轴器带动搅拌杆转动；所述搅拌杆上有搅拌叶，搅拌叶设置在搅拌杆的不同高度。2.一种基于淤泥的散粒体碳化人造骨料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将淤泥过滤并干燥后，打碎至松散淤泥颗粒；(2)将淤泥颗粒与聚合氯化铝、叔丁基氯化镁以及烧碱混合，得到混合料，将混合料与水进行混合搅拌得到松散颗粒体；(3)将松散颗粒体在权利要求1中所述新型碳化搅拌装置中，通入二氧化碳进行碳化，得到碳化后的松散碳化颗粒体；(4)将松散碳化颗粒体放入造粒机，制成骨料，养护，得到散粒体碳化人造骨料。3.根据权利要求1中所述方法，其特征在于，步骤(1)中所述淤泥颗粒粒径均小于1mm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙秀丽，金勋，孙童童，郁秦杰，孙义超，丁逸飞，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：