生态透水环保砖的制备及性能研究

发布时间：2020-08-22 11:58

【摘要】：目前我国对废弃物(废瓷粒、疏浚泥、废玻璃粉)的处理方法主要有填埋、吹填、倾倒等,不仅造成了资源的浪费并且污染了生态环境。本文利用废瓷粒、疏浚泥、废玻璃粉作为原料制备生态透水环保砖,提供了一条提高废弃物的资源化利用新途径,推动生态文明建设和经济的可持续发展。首先,通过对原料进行物理化学分析可知,疏浚泥的化学成分与黏土类似。在实验过程中我们发现:具有一定可塑性的疏浚泥有利于样品成型;将瓷粒作为骨料,骨料间堆积成孔会使环保砖的透水性能提高;在烧成的过程中,玻璃粉会形成高温液相,使样品更加致密从而增大环保砖的抗压强度。本实验以疏浚泥、废玻璃粉、废瓷粉为原料,通过破碎、过筛、搅拌、成型、烘干、烧成等工艺来制备环保砖。通过调整原料含量、骨料粒径、成型压力、烧成温度、保温时间、添加烧结助剂来制备具有最优性能的生态透水环保砖。其次,本文以制备工艺的各单因素实验对透水环保砖性能进行研究,探讨骨料粒径、原料含量、烧成制度、成型压力对生态透水环保砖抗压强度和透水系数的影响。通过正交实验法进行实验因素分析,并确定环保砖的最佳基本配方为:骨料粒径2.36~3.35 mm、骨料量80 wt%、疏浚泥和玻璃粉含量比例MG为3:1,其中:疏浚泥量15 wt%、废玻璃粉量5 wt%。优化的制备工艺条件参数为:成型压力15 MPa、烧成温度1140℃、保温时间30 min。制得最佳透水环保砖样品抗压强度33.26 MPa、透水系数0.121 cm/s。最后,在确定了最佳的实验基础配方以及制备工艺条件下,研究了烧结助剂CaCO_3对样品性能的影响。因为CaCO_3分解成的CaO能和高岭土矿物等发生反应,生成以钙长石为主的晶相,使固相反应能够在较低的温度下进行,实现物质之间的扩散、迁移。当CaCO_3的添加量为4 wt%时,能使试样在1110℃的烧成温度下具有较好的性能。在透水环保砖的烧成过程中,熔剂形成的液相量会使骨料与骨料堆积而成的孔隙通道更加的圆滑,使得环保砖的透水性能更佳。此时,最佳透水环保砖配方为:骨料粒径2.36~3.35mm、骨料量80 wt%、疏浚泥和玻璃粉含量比例为3:1(其中:疏浚泥量12 wt%、废玻璃粉量4 wt%)、CaCO_3含量4 wt%。最优制备工艺条件参数为:成型压力15 MPa、烧成温度1110℃、保温时间30 min。制备的透水环保砖的抗压强度44.23 MPa,透水系数0.096 cm/s。同时对样品进行耐磨性(透水性材料的磨坑长度≤35 mm)、抗冻性能(单块质量损失率应≤5%)的检测,发现均符合国家标准。本文对废弃物(废瓷粒、疏浚泥、废玻璃粉)的利用量达到透水环保砖总量的90 wt%以上,其中废瓷粒用量达到80 wt%、疏浚泥为12 wt%、废玻璃粉为4 wt%。在烧成温度为1110℃下,制备出性能优异的生态透水环保砖。为废弃物找到了一条经济可行的资源化出路,遵循了回收利用理念,减少了对天然资源的使用,避免了废弃物的二次污染。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU522.1
【图文】：

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的透水环保砖[89]。图1-1为混凝土透水路面示意图及当前市场混凝土透水环保砖样品图。图 1-1 混凝土透水道路铺装示例及样品图Fig.1-1 Concrete permeable pavement and sample diagram1.3.2 透水环保砖在国内外研究现状透水环保砖的概念最早是由荷兰人提出的，所以透水环保砖通常也叫荷兰砖。荷兰人利用砖与砖之间的空隙使之成为透水铺装，让水分得以下渗，防止填海造陆的城市因长期远离水分而持续下沉。后来，随着城市化的进展，越来越多的国家将目光投向透水环保砖。20 世纪 60 年代，为了解决公园道路中树木的灌溉问题，法国人提出了透水路面的设想并将其在高速路面、网球场、护坡绿化带等地实际运用，广泛推广。如今，这些透水地面的铺装已趋于稳定[67]。在 1979 年，比利时将透水沥青混凝土运用到道路地面铺装[90]。20 世纪 80 年代，在日本出现地下水位下降从而引发地基下沉的问题。为了让雨水重新回归地表

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制备工艺流程图

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烧成制度图

【参考文献】