生态透水环保砖的制备及性能研究

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1、硕士学位论文生态透水环保砖的制备及性能研究作者姓名周超群学科专业材料学指导教师程小苏副教授所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年4月PreparationandCharacterizationofEco-premeableenvironmentalbrickADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhouChaoqunSupervisor：Prof.ChengXiaoshuSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要目前我国对废弃物

2、(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

3、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2.36~3.35mm、骨料量80wt%、疏浚泥和玻璃粉含量比例MG为3:1，其中：疏浚泥量15wt%、废玻璃粉量5wt%。优化的制备工艺条件参数为：成型压力15MPa、烧成温度1140℃、保温时间30min。

4、制得最佳透水环保砖样品抗压强度33.26MPa、透水系数0.121cm/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CaCO3对样品性能的影响。因为CaCO3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CaCO3的添加量为4wt%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

5、料量80wt%、疏浚泥和玻璃粉含量比例为3:1(其中：疏浚泥量12wt%、废玻璃粉量4wt%)、CaCO3含量4wt%。最优制备工艺条件参数为：成型压力15MPa、烧成温度1110℃、保温时间30min。制备的透水环保砖的抗压强度44.23MPa，透水系数0.096cm/s。同时对样品进行耐磨性(透水性材料的磨坑长度≤35mm)、抗冻性能(单块质I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90wt%以上，其中废瓷粒用量达到80wt%、疏浚泥为12wt%、废玻璃粉为4wt%。在烧成温度为1

6、110℃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。关键词：环保砖；抗压强度；透水率；废瓷粒；疏浚泥；IIAbstractAtpresent,wastedisposalmethodsinChinamainlyincludelandfill,reclamationanddumping,whichnotonlywastesresourcesbutalsopollutestheecologicalenvironment.Weusedwastes(wasteporce

7、lain,dredgedmud,wasteglasspowder)asrawmaterialstoprepareecologicalgardenenvironmentalprotectionbricks,providesanewwaytoimprovetheutilizationofwasteresources,promotetheconstructionofecologicalcivilizationandsustainableeconomicdevelopment.Throughthephysicalandchemicalanalysisoftheraw

8、materialstoknow,thechemica