【摘要】：隨著我國城市化進程的加快,污水排放量日益增長,污泥產(chǎn)量也隨之增加。污泥中含有大量致病菌、重金屬等有害物質(zhì),傳統(tǒng)的處置方法存在二次污染的可能,因此開發(fā)環(huán)保的污泥資源化途徑尤為重要。同時,透水磚作為一種新型的路面鋪裝材料,具有良好的透水性、保水性和透氣性,可以有效改善因路面硬化帶來的城市內(nèi)澇、熱島效應(yīng)等城市問題。本文以污泥、秸稈粉為造孔劑制備出污泥燒結(jié)透水磚和礦渣燒結(jié)透水磚,并在兩者的基礎(chǔ)上,制備出具有雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)的燒結(jié)透水磚。首先對污泥的理化性質(zhì)進行了表征,發(fā)現(xiàn)污泥中含有大量的水分,加入10%粉煤灰作為調(diào)理劑可顯著加快污泥自然干燥時的脫水速度。污泥的化學(xué)組成與粘土相似,可用來制備燒結(jié)透水磚。以污泥、粉煤灰、工程渣土和秸稈粉為原料,制備出污泥燒結(jié)透水磚。研究發(fā)現(xiàn):試樣的透水系數(shù)隨污泥摻量的增加而增加,抗折強度則相反,隨之降低;當燒結(jié)溫度低于1125℃時,試樣的抗折強度和透水系數(shù)隨燒結(jié)溫度的提高而增加,溫度超過1125℃后,透水系數(shù)降低,而抗折強度隨之繼續(xù)增加;隨著保溫時間延長、成型壓力的增加,試樣的抗折強度不斷增加,透水系數(shù)減小。在污泥摻量為25%,燒結(jié)溫度為1150℃,保溫時間為2 h,成型壓力為10 MPa的條件下,制備出的污泥燒結(jié)透水磚的抗折強度和透水系數(shù)分別為9.1 MPa和2.8×10-2 cm/s,重金屬溶出量符合國家標準。其次以高爐礦渣為骨料、工程渣土為高溫結(jié)合劑、秸稈粉為造孔劑制備出礦渣燒結(jié)透水磚。研究中發(fā)現(xiàn),隨著礦渣摻量的增加,試樣的透水系數(shù)不斷增加,抗折強度減小。燒結(jié)溫度低于1175℃,試樣的抗折強度和透水系數(shù)隨燒結(jié)溫度的升高而增加;超過1175℃后,試樣的透水系數(shù)隨燒結(jié)溫度的升高而降低,而其抗折強度隨之繼續(xù)增加。在礦渣摻量為60%,燒結(jié)溫度為1175℃,保溫時間為2 h,成型壓力為15 MPa的條件下,制備出的礦渣燒結(jié)透水磚的抗折強度和透水系數(shù)分別為11 MPa和5.6×10-2 cm/s。最后以污泥燒結(jié)透水磚結(jié)構(gòu)作為面層,礦渣燒結(jié)透水磚結(jié)構(gòu)作為基層,通過半干壓法成型制備出了具有雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)的透水磚。研究中發(fā)現(xiàn),隨著面層厚度的增加,復(fù)合透水磚的透水系數(shù)和抗折強度逐漸減小,孔隙率和吸水率不斷增加。在面層厚度為1.5 mm,成型壓力為15 MPa的條件下,得到的復(fù)合透水磚抗折強度為8.7 MPa,透水系數(shù)為4.1×10-2 cm/s,孔隙率為25.6%,吸水率為19.3%。復(fù)合透水磚具有一定的防堵塞性能。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U414
【圖文】：

1075 1100 1125 1150 117501020304050Porosity/%Temperature /°C圖 3.12 燒結(jié)溫度對透水磚試樣孔隙率的影響Fig.3.12 Effect of sintering temperature on the porosity of the resulting permeable brick specimensa b

(a)1 150 ℃；(b) 1 175 ℃；(c)1 200 ℃圖 4.6 不同燒結(jié)溫度試樣的斷面光學(xué)顯微形貌照片F(xiàn)ig. 4.6Optical micrograph photos of the cross-section of the resulting specimens with differentsintering temperature4.3.3 保溫時間對礦渣燒結(jié)透水磚試樣性能的影響在礦渣摻量為 60%，燒結(jié)溫度為 1175 ℃，成型壓力為 10 MPa 的條件下，改變保溫時間，研究保溫時間對礦渣燒結(jié)透水磚性能的影響。圖 4.7 所示為試樣的抗折強度隨保溫時間變化的關(guān)系。從圖中可知，試樣的抗折強度隨著保溫時間的延長而增加當保溫時間為 1 h 時，試樣的抗折強度僅為 8.7 MPa。其中，當保溫時間 2 h 時，試樣抗折強度隨其延長的增幅較大；當保溫時間 2 h，試樣的抗折強度隨其繼續(xù)延長而增幅緩慢。這是由于隨著保溫時間延長，高溫液相生成量增加，液相填充了部分孔隙使試樣的密度增大和抗折強度提高。圖 4.8 所示為試樣的透水系數(shù)隨保溫時間變化關(guān)系曲線。從圖中可以看出，試樣

【參考文獻】

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本文編號：2758269