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疏浚淤泥在胶凝材料中资源利用技术

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本项目为郑州市科技计划项目(项目编号131PPTGG410-14)。 疏浚淤泥是河流湖泊经过疏浚处理后产生的固化沉淀物,我国河流湖泊众多,因而产生的疏浚淤泥的数量十分惊人。淤泥的堆积占用大量土地,污染环境。因此,解决疏浚淤泥在无机胶凝材料中的资源利用的问题,可以降低对水泥的需求,减少污染物排放,为人们带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益。 

本项目技术原理为:疏浚淤泥中的黏土矿物在600~800℃下煅烧会产生结构变化,呈无定形结构状态,从而具有火山灰活性;活化淤泥用作矿物掺合料,具有显著的火山灰效应和微集料效应;活化淤泥与矿渣在碱激发剂的作用下,发生溶解-单体重构-缩聚反应,生成具有三维网络状结构的地聚合物。 

本项目主要性能指标: 

(1)疏浚淤泥在600~800℃下煅烧,具有火山灰活性。经正交试验优化的活化淤泥的活性指数为91.8%; 

(2)活化淤泥作为矿物掺合料具有显著的火山灰效应和微集料效应,在取代10%~40%水泥时,水泥胶砂强度可达40MPa以上; (3)使用NaOH和水玻璃作为激发剂,把活性淤泥与矿渣碱激发制备地聚合物。制备的地聚合物的抗压强度在35MPa以上,力学性能良好。 

(4)地聚合物中的重金属较为稳定,浸出量非常小,铜、铅、镉的浸出百分率仅为0.0098%、0、0.0133%。 

本项目主要技术创新点: 

(1)通过对疏浚淤泥在设定温度下煅烧,制得了活性良好的活化淤泥;作为矿物掺合料,当取代40%以内的硅酸盐水泥时,试块抗压强度得到显著提高。 

(2)使用NaOH和水玻璃作为激发剂,制备了淤泥活性矿渣地聚合物,达到了取代硅酸盐水泥的作用。 

(3)通过浸出毒性鉴别试验研究了地聚合物中淤泥带入的重金属稳定性,结果表明地聚合物中的重金属较为稳定,浸出量微小,符合相关指标要求。 本项目技术处于国内领先水平,经郑州久安结构加固工程有限公司和河南交院公路工程技术有限公司实践应用,产生了显著的经济效益。