淤泥烧结轻质、高强、自保温砌块的研发与应用
本文选题:湖泊淤泥 + 固化淤泥 ; 参考:《东南大学》2015年硕士论文
【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VA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。
[Abstract]:Our country is rich in lake resources, the lake area accounts for 0.95% of the total land area, and the lake rate in Jiangsu region is about 6, ranking first in the whole country. However, many water areas are faced with water eutrophication, heavy metal pollution and other water quality deterioration problems. With the increase of river and lake desilting, the amount of dredged silt can reach more than 100 million tons every year. The harmless utilization of silt is a problem that needs to be solved at present. The comprehensive utilization of sludge, sludge and industrial waste residue is one of the effective ways to realize the utilization of sintered thermal insulation block. Based on the comprehensive utilization of sludge, sludge and other resources, this paper studies the optimization of raw materials and technological parameters of sludge and sintered brick samples on a laboratory scale, and completes the pilot plant production in order to provide a reference for industrial production. Firstly, the raw material selection and process parameters of sintering brick samples were studied in laboratory scale. The results show that when the moisture content is 20, the molding pressure is 1.OMPa, the vacuum degree is -0.075 MPA, the mixture can obtain better formability, and the defects such as no cracking and so on can be used as barren materials in the process of drying and roasting. It has a certain effect on reducing the drying linear shrinkage, and synthetically analyzes its water absorption, strength and other indexes as barren material the effect is better. Secondly, sintered brick was prepared with M as barren material and S as pore-forming agent. The results show that with the increase of M content, the dry linear shrinkage, strength, frost resistance, thermal conductivity decrease and water absorption increase of the sludge sintered brick sample, and when M content is 10% and S content is 5%, Sintered brick samples with linear shrinkage of 5.35, volume density of 1633kg / m3, water absorption of 16.5MPa, strength of 20.5 MPa and thermal conductivity of 0.5331W/(m k) can be prepared. During sintering, heavy metals can be effectively solidified. Under the experimental conditions, the total toxicity equivalent of diVA compounds released from combustion process was 0.176 ng TEQ / m3, which met the emission standard of GB18485-2014. The micromorphology, porosity and pore size distribution of sintered brick samples with different proportions were analyzed. The results showed that with the increase of M content, the sintered brick samples formed loose and porous microstructure, and the porosity increased, the pore size was refined, the strength of the sintered brick decreased. The main reason for the increase of water absorption, the decrease of thermal conductivity and the decrease of frost resistance. The results show that the addition of a small amount of curing agent has no significant effect on the plasticity index and oxide content of the sludge, but it will affect the molding performance to a great extent. When M content is the same, the comprehensive performance of solidified sludge sintered brick sample is worse than that of lake sludge sintered brick sample. When M content is 10, sintered brick sample with strength of 15.8MPa can be prepared. Fourth, the pilot production of silt sintered insulation block is carried out in this paper. The results show that B as barren material can effectively reduce the linear drying shrinkage, which has a significant effect on improving the drying performance of block. C as an internal fuel can promote the roasting of the material, and the proper amount of the mixture can improve the strength of the block to a certain extent. When the content of B is 10 and C is 15, the thermal insulation block of inner wall with strength of MU5.0, water absorption of less than 11, thermal conductivity of 0.254 W / m ~ (-k) and thermal conductivity of 0.249W/(m _ k) can be prepared.
【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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,本文编号:1779782
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